醫(yī)療教學(xué)中的VR技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀研究

劉韻璇

摘要：虛擬現(xiàn)實，最初由VPL公司的人員于一九八四年率先發(fā)明，迄今發(fā)展歷程已達(dá)到了三十五多年。政府一直高度重視虛擬現(xiàn)實技術(shù)，并制定了許多政府文件和指南。由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)所具備的三十一特點，即沉浸性、交互式和想像性，目前已逐漸運(yùn)用于手術(shù)模擬、影像檢查、手術(shù)執(zhí)行以及健康護(hù)理等臨床治療中。而與此同時，遠(yuǎn)程教學(xué)技術(shù)也做出了飛速發(fā)展，但目前仍面臨著教學(xué)交流缺失、實際技術(shù)訓(xùn)練不足、教育資源不夠共享等弊端。隨著五G互聯(lián)網(wǎng)的大量建立，虛擬現(xiàn)實技術(shù)和遠(yuǎn)程教學(xué)的融合，能在繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育、手術(shù)直播課堂、優(yōu)質(zhì)資源共享等各類醫(yī)療教育場景中起到關(guān)鍵作用，有效提高醫(yī)療培訓(xùn)教育的有效性。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實;遠(yuǎn)程教學(xué);醫(yī)學(xué)教育;應(yīng)用場景

1虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1虛擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬現(xiàn)實

虛擬現(xiàn)實利用了動態(tài)環(huán)境模型、數(shù)字三維空間圖形制作、立體顯示技術(shù)和傳感器、應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計工具以及信息系統(tǒng)整合等技術(shù)，形成了三維空間的虛擬現(xiàn)實自然環(huán)境，使用者在虛擬現(xiàn)實世界中可以感受到身臨其境的感受，而無法區(qū)分虛幻世間與實際世間。一個完整的VR操作系統(tǒng)，通常由供應(yīng)終端、網(wǎng)絡(luò)以及內(nèi)容供給終端三部分構(gòu)成，其中內(nèi)容供給終端可能為本地或云網(wǎng)絡(luò)。終端將收集到的應(yīng)用指令傳送至內(nèi)容供給端，而內(nèi)容供給終端則在進(jìn)行邏輯計算、渲染、解碼壓縮等過程之后，將相關(guān)內(nèi)容傳輸至終端，而終端再對內(nèi)容數(shù)據(jù)完成再次解碼，并展示至屏幕。虛擬現(xiàn)實科技同時具有了3I特性，即浸泡性、互動式和想象性，其中沉浸性是虛擬現(xiàn)實科技中最主要的特性。

1.2虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)療中的運(yùn)用現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實作為一項輔助信息技術(shù)，已逐漸在術(shù)后仿真、影像檢查、術(shù)后執(zhí)行以及健康養(yǎng)護(hù)等臨床科學(xué)醫(yī)療中應(yīng)用。通過VR的術(shù)后仿真器能夠讓醫(yī)療人員開展術(shù)后預(yù)演，并選取最好的術(shù)后路線，從而提升了術(shù)后成功率，并減少了醫(yī)療人員由于缺乏經(jīng)驗而引發(fā)的風(fēng)險。在MRI、CT影像檢測中，VR技術(shù)可以較為精確、直接地表現(xiàn)骨折部位以及周圍機(jī)構(gòu)的狀況，并顯示出了一定的臨床科學(xué)醫(yī)療價值。同時虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可運(yùn)用在心血管外科手術(shù)和神經(jīng)外科術(shù)后等的術(shù)后現(xiàn)場實戰(zhàn)中，在假腿、腦部損傷等的病人肢體活動健康養(yǎng)護(hù)中亦有應(yīng)用。此外，李佳研究表明，采用VR的技術(shù)治療對社交焦慮癥（SAD）和失眠等心理病癥治療有較好的效果。我國研究者陶思怡與美國學(xué)者研究還表明，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)患雙方跨文化交流中也可以起到一定效果，它可以給病人帶來真實的視覺效果，能夠有助于病人了解醫(yī)院信息，進(jìn)而提高病人信心。

2遠(yuǎn)程教學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題

遠(yuǎn)程教育利用計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)以及現(xiàn)代通信等科技管理手段，使音視頻的內(nèi)容實現(xiàn)了跨空間傳輸?shù)姆绞?，也被稱為互聯(lián)網(wǎng)高等教育、互聯(lián)網(wǎng)素質(zhì)教育等，具備了開放式、擴(kuò)展性、靈活多樣、可管理性等特點。遠(yuǎn)程教學(xué)可以沖破空間束縛，教和學(xué)在空間上可以分離，時間上也可以異步，授課地點靈活，學(xué)習(xí)時間自由，并能夠?qū)崿F(xiàn)4A學(xué)習(xí)模式即在任何人任何時候任何地方都能夠使用任何設(shè)備，登陸互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行授課。據(jù)CNNIC公布的第44屆《我國互連網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計分析研究報告》表明，截止2020年6月，我國在線教育用戶規(guī)模已達(dá)到3.21億，手機(jī)在線教育的應(yīng)用規(guī)模已達(dá)到1.99億。艾瑞咨詢有限公司在《2019年中國網(wǎng)絡(luò)教育行業(yè)發(fā)展研究報告》中表示，2019年我國網(wǎng)絡(luò)教育市場數(shù)量將達(dá)到2517.6億，同比上升25.6%。報告還表明，自制力較強(qiáng)、學(xué)業(yè)目標(biāo)明晰和閑暇時間廣泛的中國青年人將是網(wǎng)絡(luò)高等教育的重點使用人群，高等學(xué)歷素質(zhì)教育和培養(yǎng)將占有整體網(wǎng)絡(luò)教育市場數(shù)量的80%。

3虛擬現(xiàn)實技術(shù)在遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)教育中的使用場景研究

3.1虛擬現(xiàn)實+醫(yī)療繼續(xù)教育

持續(xù)教育，是指成年人在進(jìn)行正規(guī)的小學(xué)課程以后進(jìn)行的一項特定的教學(xué)形式，也是美國終生學(xué)業(yè)體系的主要部分。上個世紀(jì)，美國政府組織工程人員繼續(xù)進(jìn)行必要的訓(xùn)練，并稱為CEE，標(biāo)示著美國持續(xù)教育的開始。1971年，法蘭西高等教育家保羅郎格朗在《終生高等教育引論》中，系統(tǒng)論述了終身發(fā)展思想，對持續(xù)高等教育的開展產(chǎn)生了重要的推進(jìn)意義。繼續(xù)醫(yī)學(xué)高等教育是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高等教育體系的重要組成部分，促進(jìn)了醫(yī)療工作人員積極滿足健康業(yè)務(wù)需要，全面提高職業(yè)素養(yǎng)，豐富了職業(yè)發(fā)展途徑。但繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育實踐中也遇到了相應(yīng)的問題。

3.2虛擬現(xiàn)實+手術(shù)直播教學(xué)

傳統(tǒng)醫(yī)生對動手能力的積累，通常采用試驗、見習(xí)、教學(xué)等方法完成。但因為實踐條件較差、動手機(jī)會少、教學(xué)老師太忙等因素，要經(jīng)過幾十年的摸排滾打才基本完成，因此訓(xùn)練周期長、范圍小、見效慢。于是，怎樣迅速提高醫(yī)務(wù)人員的動手能力，就變成了一個緊迫的任務(wù)和課題。而遠(yuǎn)程術(shù)后直播教學(xué)本應(yīng)該是一個很行之有效的解決辦法，但由于前期術(shù)后直播視頻的畫面清楚度、分辨率以及順暢度，均無法適應(yīng)醫(yī)生大規(guī)模訓(xùn)練的要求。4K視頻傳播帶寬需要≥而8K則需要≥5G網(wǎng)絡(luò)用戶體驗速度高達(dá)1Gbps，空口時延最低1ms，才能適應(yīng)手術(shù)直播教學(xué)中的傳輸帶寬以及時延需求。

3.3虛擬現(xiàn)實+優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源共享

在國務(wù)院健康教育主管部門的積極引導(dǎo)與推動下，通過利用虛擬現(xiàn)實信息技術(shù)，基礎(chǔ)服務(wù)和綜合能力較強(qiáng)的三甲公共診所，甚至包括北京協(xié)和醫(yī)院等國內(nèi)著名公辦診所之間的醫(yī)學(xué)教育系統(tǒng)，通過最真實的教育場景，迅速提高了基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)及其工作人員的信息技術(shù)與實際能力，達(dá)到“小病不出村、大病不出縣、健康回基層”的分診就醫(yī)新布局，從而高效地減緩了三甲公共診所看病難、看病貴的現(xiàn)狀，并建立了和諧的醫(yī)患關(guān)系。此外，利用虛擬現(xiàn)實與全息投影等高新技術(shù)，將搭建普通醫(yī)學(xué)院校與世界頂級醫(yī)藥品牌高校間的學(xué)術(shù)交流平臺，使普通醫(yī)學(xué)院校的教師即使"足不出校"，就可以通過聆聽最前沿的醫(yī)藥知識講座，與世界最頂級的專家展開即時交流，從而獲得世界最優(yōu)秀的醫(yī)藥教育資源。

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