基于unity3D的虛擬仿真手術(shù)訓(xùn)練體系在臨床醫(yī)學(xué)生教學(xué)中的應(yīng)用研究

陳國棟 鄧鑫 廖文彥 賀軍 齊碩 雷曉華 侯嘉豐 謝翼 陶光偉 馮燦 涂順 謝湘閩 丁成明

1南華大學(xué)衡陽醫(yī)學(xué)院 南華大學(xué)附屬第一醫(yī)院肝膽胰外科，衡陽 421001；2南華大學(xué)衡陽醫(yī)學(xué)院 南華大學(xué)附屬第一醫(yī)院產(chǎn)科，衡陽 421001；3南華大學(xué)衡陽醫(yī)學(xué)院 南華大學(xué)附屬南華醫(yī)院肝膽外科，衡陽 421001

臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀和發(fā)展情況

1.目前臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)生的實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

對于醫(yī)學(xué)生及社會(huì)而言，從理論知識(shí)過渡到臨床實(shí)踐，其中充滿很多不可控因素及風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)，好的教育引導(dǎo)顯得十分重要。Mao等［1］在中國醫(yī)學(xué)生焦慮和抑郁的研究中發(fā)現(xiàn)，中國醫(yī)學(xué)生抑郁癥平均患病率為32.74%，焦慮平均患病率為27.22%，反映了學(xué)醫(yī)過程中充滿了許多挑戰(zhàn)和困難。目前來說，醫(yī)學(xué)生的臨床實(shí)習(xí)效果因?yàn)榉N種原因而變得差強(qiáng)人意。迄今為止，醫(yī)學(xué)本科五年制教學(xué)基本采用在校學(xué)習(xí)3年、見習(xí)1年、實(shí)習(xí)1年的方式，真正讓學(xué)生接觸臨床實(shí)踐的時(shí)間僅為2年，而大部分離校學(xué)生在實(shí)踐時(shí)間相對較短、學(xué)習(xí)任務(wù)較重、學(xué)校和醫(yī)院相應(yīng)的管理措施存在較多缺陷的情況下，才開始接觸臨床，使醫(yī)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度發(fā)生了變化，造成成績不是很理想。此外，醫(yī)學(xué)生實(shí)習(xí)目前在法律法規(guī)上缺乏相應(yīng)的保障，實(shí)習(xí)醫(yī)生缺乏獨(dú)立實(shí)踐的機(jī)會(huì)，社會(huì)輿論導(dǎo)向?qū)θ鮿萑后w的報(bào)道以及患者自我維權(quán)意識(shí)和法律意識(shí)的提高，對實(shí)習(xí)醫(yī)生的工作執(zhí)行有拒絕的權(quán)利，大大降低了實(shí)習(xí)醫(yī)生獨(dú)立臨床工作的概率。而且，由于大多數(shù)的高等醫(yī)學(xué)院校和臨床附屬醫(yī)院之間缺乏必要的溝通和聯(lián)系，帶教醫(yī)生臨床工作任務(wù)繁忙，帶教醫(yī)生對實(shí)習(xí)醫(yī)學(xué)生重視不夠或者缺乏帶教經(jīng)驗(yàn)等情況，以及教學(xué)方式的不合理性，同時(shí)，在實(shí)習(xí)過程中，醫(yī)學(xué)生除了要面對繁重的臨床學(xué)習(xí)，很多醫(yī)學(xué)生迫于家庭及社會(huì)的壓力，進(jìn)而準(zhǔn)備考研、找工作等?？偨Y(jié)起來，這些原因都在一定程度上使醫(yī)學(xué)生實(shí)踐教學(xué)工作的開展達(dá)不到應(yīng)有的目的，并且使得學(xué)生越學(xué)越累，造成惡性循環(huán)?，F(xiàn)階段，我國醫(yī)療衛(wèi)生體系改革也出現(xiàn)瓶頸，亓來華等［2］分析了目前我國“5+3”臨床醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)模式的現(xiàn)狀和問題，提出了轉(zhuǎn)化教學(xué)思維、革新教學(xué)方式、更新教學(xué)技術(shù)，做到以學(xué)生為主體的自我學(xué)習(xí)模式，多途徑拓展臨床技能訓(xùn)練的目標(biāo)。

2.醫(yī)學(xué)生教育的現(xiàn)階段發(fā)展及局限

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)類學(xué)生的教育，在很長一段時(shí)間內(nèi)，都是以不同學(xué)科類型為主的教學(xué)模式。該模式被認(rèn)為是將海量的醫(yī)學(xué)知識(shí)由教師向?qū)W生系統(tǒng)傳授的最高效方式。當(dāng)然，該模式缺乏靈活性，學(xué)生面對海量的醫(yī)學(xué)知識(shí)，不知從何下手，課堂上老師滔滔不絕地傳授，不免有些疲倦。目前針對一些基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程的教學(xué)實(shí)踐安排顯得不合情理，講師往往要求在幾個(gè)學(xué)時(shí)下完成1個(gè)系統(tǒng)甚至2個(gè)系統(tǒng)的授課內(nèi)容。成建華［3］研究指出在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程整合改革中，最主要的整合方法就是打破原有的學(xué)科界限，將外科學(xué)、內(nèi)科學(xué)、生理學(xué)、病理生理學(xué)、病理學(xué)、藥學(xué)、生物化學(xué)等課程按體系分別拆分，然后重新劃分成新的一體化課程。以器官系統(tǒng)為中心的整合課程模式雖然在一定程度上緩解了醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)的疲勞程度，但其并未積極調(diào)動(dòng)醫(yī)學(xué)生的自我主動(dòng)學(xué)習(xí)性。當(dāng)然，教學(xué)的目的和意義是培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生自我處理問題和學(xué)習(xí)的能力，目前隨著基于問題的學(xué)習(xí)法（PBL）、案例學(xué)習(xí)法（CBL）、團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)法（TBL）教學(xué)模式的引進(jìn)，極大緩解了醫(yī)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中脫離實(shí)踐的矛盾，并提高了醫(yī)學(xué)生的自主能動(dòng)性，醫(yī)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、臨床思維能力、動(dòng)手操作能力、解決問題的能力都得到了一定程度的提高，但目前CBL+PBL教學(xué)效果缺乏大數(shù)據(jù)支撐，現(xiàn)有教學(xué)模式如何進(jìn)一步提升，還需要深入研究探討［4-6］。醫(yī)學(xué)模擬教學(xué)是指應(yīng)用多種技術(shù)手段模擬臨床場景，以幫助醫(yī)學(xué)生提高臨床能力為目的，提供無風(fēng)險(xiǎn)、規(guī)范化的學(xué)習(xí)條件和環(huán)境的教學(xué)模式。目前模擬教學(xué)在醫(yī)患溝通教育課程中無風(fēng)險(xiǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用，極大地提高了教學(xué)質(zhì)量，改善了教學(xué)效果，并逐步完善了我國醫(yī)患溝通教育教學(xué)體系［7］。教育信息化工作在信息化不斷發(fā)展的今天，也逐步被搬上議事日程。教育部連續(xù)出臺(tái)不少文件和指示，要加速推進(jìn)現(xiàn)代化信息技術(shù)與高等教育的有機(jī)融合。站在嶄新的歷史起點(diǎn)，現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展賦予了教育新的使命，即通過“五育”并舉與融合的途徑去推動(dòng)教育體系的全方位改革，其背后折射的則是對教育本質(zhì)立場的堅(jiān)持，以人為本，對人的健康成長與生命品質(zhì)的關(guān)注，教育現(xiàn)代化的終身教育與信息化的推進(jìn)［8］。醫(yī)學(xué)教育與現(xiàn)有信息技術(shù)發(fā)展成果相結(jié)合，不僅順應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求，更使得新一代醫(yī)學(xué)生綜合素質(zhì)更上一層樓，更好的搭建了一個(gè)良好的平臺(tái)，讓醫(yī)學(xué)生提前體驗(yàn)臨床［9-11］。目前虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建進(jìn)行得如火如荼，虛擬仿真平臺(tái)采用VR/AR、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，使參與者沉浸到三維動(dòng)態(tài)視景環(huán)境中，并能夠通過眼睛、觸感、聽覺變化，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互操作，讓醫(yī)學(xué)生加深對知識(shí)的理解和使用，透過虛擬的環(huán)境來體會(huì)臨床工作中的現(xiàn)實(shí)。

3.實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用虛擬仿真手術(shù)訓(xùn)練

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（virtual reality technology）是集人機(jī)交互技術(shù)、多媒體技術(shù)、3D技術(shù)、仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件學(xué)、人機(jī)界面技術(shù)等多種技術(shù)為一體的尖端交叉技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識(shí)教育和臨床技能培訓(xùn)方面，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以擺脫傳統(tǒng)教學(xué)模式的諸多限制，不僅可以創(chuàng)新教學(xué)理念、拓展教學(xué)空間、提升教學(xué)質(zhì)量，還能提高教學(xué)效率、減少耗材投入，做到人機(jī)互動(dòng)，這樣才能有效地促進(jìn)教學(xué)的改革與發(fā)展［12］。一種全新的學(xué)習(xí)模式，虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用也是有目共睹的，最關(guān)鍵的是，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成績以及實(shí)踐操作技能有了顯著的提高，保證了教學(xué)質(zhì)量［13］。隨著虛擬技術(shù)的不斷成熟，能將課本上死板、抽象的知識(shí)或?qū)嵺`性較強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容具象化，生動(dòng)、形象地呈現(xiàn)在同學(xué)們的面前，幫助同學(xué)們對知識(shí)點(diǎn)有更好的理解，對臨床的一些技巧也有一定的掌握。同時(shí)虛擬技術(shù)因其交互性、沉浸性為實(shí)習(xí)醫(yī)生及較年輕的住院醫(yī)師提供了逼真的手術(shù)室環(huán)境，學(xué)習(xí)者更加愿意主動(dòng)積極地學(xué)習(xí)，而不是被迫灌輸各種知識(shí)，這對我國醫(yī)學(xué)教學(xué)改革的建設(shè)具有重大意義［14］。王萌等［15］研究表明，相對于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在外科手術(shù)器械的教學(xué)與應(yīng)用上，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的外科教學(xué)系統(tǒng)可以加深學(xué)生對器械使用方法的理解，試驗(yàn)組在器械使用方法題的得分顯著高于對照組，從而提高教學(xué)質(zhì)量。總體來說，VR技術(shù)的運(yùn)用有效解決了傳統(tǒng)教學(xué)方法中學(xué)生對書本知識(shí)理解不到位、學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高、教學(xué)資源分配不均等問題，提高了學(xué)習(xí)者的興趣和專注度，是一種新穎、高效的教學(xué)方法。

虛擬仿真手術(shù)訓(xùn)練體系的意義及優(yōu)勢

1.虛擬仿真手術(shù)訓(xùn)練體系順應(yīng)時(shí)代發(fā)展及需求

目前三維醫(yī)學(xué)解剖數(shù)據(jù)分析在指導(dǎo)臨床工作中起到日益重要的作用，VR技術(shù)引用其中，為醫(yī)務(wù)工作者提供一個(gè)可用于術(shù)前規(guī)劃的虛擬環(huán)境。該技術(shù)不僅能讓醫(yī)護(hù)人員沉浸在模擬的手術(shù)場景中，在臨床操作中提前感受并學(xué)會(huì)應(yīng)對復(fù)雜實(shí)際情況的方法，各種手術(shù)的實(shí)際操作也可以通過視、聽、觸覺來感知和學(xué)習(xí)［16］。運(yùn)用該技術(shù)不僅為醫(yī)務(wù)人員節(jié)省了培訓(xùn)費(fèi)用，而且對提高醫(yī)療教育培訓(xùn)效率和質(zhì)量具有十分重要的意義，使實(shí)施手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)大大降低［17］。虛擬手術(shù)（virtual management）是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科交叉融合的產(chǎn)物，隨著各種技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展而日益受到重視。虛擬手術(shù)系統(tǒng)在電腦中構(gòu)建一個(gè)包含手術(shù)對象模型、手術(shù)器械模型，甚至可以包含手術(shù)室場景等復(fù)雜環(huán)境的手術(shù)虛擬環(huán)境，將手術(shù)過程借助虛擬環(huán)境展示給相關(guān)醫(yī)護(hù)人員，并提供手術(shù)指導(dǎo)、培訓(xùn)等［18-19］。

2.虛擬手術(shù)訓(xùn)練（virtual operation）是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域最有發(fā)展前景的一類應(yīng)用

2.1.醫(yī)學(xué)教育應(yīng)用虛擬手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng) 虛擬手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)構(gòu)建了一套基于unity3D的能夠模擬真實(shí)手術(shù)的系統(tǒng)，提供手術(shù)展示、模擬和訓(xùn)練等功能需求，供醫(yī)護(hù)人員或醫(yī)學(xué)院學(xué)生使用。與傳統(tǒng)手術(shù)訓(xùn)練相比，不僅使手術(shù)訓(xùn)練更加三維立體化、零風(fēng)險(xiǎn)化，還充分調(diào)動(dòng)了參與者的積極性，彌補(bǔ)了醫(yī)學(xué)生缺少臨床手術(shù)訓(xùn)練機(jī)會(huì)的缺陷。這對于年資尚淺的醫(yī)生來說意義重大，此外，在傳統(tǒng)的訓(xùn)練過程中，很多病例和病體由于手術(shù)過程中操作對試驗(yàn)體的不可逆影響而無法重復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)，這一方面給對病例的手術(shù)結(jié)果評估帶來壓力，另一方面也造成了資源的不足，并且由于虛擬環(huán)境的可重用特性，系統(tǒng)可以在虛擬的手術(shù)訓(xùn)練模式中進(jìn)行初始化設(shè)置，不限制每個(gè)病例的訓(xùn)練次數(shù)，也可以重復(fù)應(yīng)用對病例的手術(shù)結(jié)果評估［20］。并且虛擬手術(shù)訓(xùn)練巧妙地避免了手術(shù)過程中的潛在問題，目前臨床上許多傳染病患者手術(shù)過程中導(dǎo)致醫(yī)務(wù)人員感染的事件報(bào)道屢見不鮮，手術(shù)也很可能會(huì)對醫(yī)生造成細(xì)菌病毒感染的危險(xiǎn)。手術(shù)訓(xùn)練本身就是針對那些通過虛擬環(huán)境進(jìn)行手術(shù)訓(xùn)練的新醫(yī)生或醫(yī)學(xué)院學(xué)生，他們對手術(shù)不是很熟練或缺乏必要的自我保護(hù)意識(shí)，能夠模擬真實(shí)訓(xùn)練，同時(shí)也避免了因新醫(yī)生技能不足而耽誤手術(shù)治療或因操作不慎而使訓(xùn)練者自身感染細(xì)菌的情況發(fā)生。這對于提高手術(shù)訓(xùn)練的安全性，避免醫(yī)學(xué)和倫理道德沖突以及通過虛擬環(huán)境進(jìn)行手術(shù)訓(xùn)練的新醫(yī)生或醫(yī)學(xué)院學(xué)生進(jìn)行手術(shù)訓(xùn)練，具有重要意義［21］。Wilson M等［22］指出通過在虛擬現(xiàn)實(shí)模擬器上進(jìn)行基于熟練度的培訓(xùn)，能夠提高臨床相關(guān)的白內(nèi)障手術(shù)技能，具有中等經(jīng)驗(yàn)水平的新手和外科醫(yī)生的手術(shù)室表現(xiàn)得分有所提高，這無疑給新醫(yī)生帶來了福音，研究還發(fā)現(xiàn)更有經(jīng)驗(yàn)的白內(nèi)障外科醫(yī)生并沒有從模擬器培訓(xùn)中受益。虛擬手術(shù)訓(xùn)練的可重復(fù)性、低風(fēng)險(xiǎn)性為年輕臨床醫(yī)務(wù)工作者創(chuàng)造了一個(gè)可反復(fù)學(xué)習(xí)手術(shù)操作和應(yīng)對手術(shù)過程中突發(fā)狀況處理的機(jī)會(huì)，為他們在實(shí)際手術(shù)提供向?qū)?。一些研究中指出虛擬手術(shù)訓(xùn)練可以用來評估外科醫(yī)生的技能，并且可以用來評估培訓(xùn)外科醫(yī)生的進(jìn)度。Bric JD 等［23］在研究中指出VR培訓(xùn)課程中獲得的技能與在干燥的實(shí)驗(yàn)室模擬中獲得的技能相當(dāng)。

2.2.虛擬仿真技術(shù)在臨床實(shí)踐中的指導(dǎo)和臨床應(yīng)用 隨著現(xiàn)代化模式的不斷發(fā)展，更趨向?qū)W生本體、問題本位，為了改善原有教學(xué)模式中存在的種種挑戰(zhàn)和不足，目前高科技在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所占比例越來越大，在醫(yī)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，就成為了解決這一難題的最好方法。心肺聽診在臨床技能教學(xué)中一直以來是醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，通過虛擬仿真技術(shù)，我們可以使用標(biāo)準(zhǔn)化病人教學(xué)系統(tǒng)對醫(yī)學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，使醫(yī)學(xué)生能夠直觀具體地接觸到臨床實(shí)踐，通過該技術(shù)使醫(yī)學(xué)生的臨床技能水平得到明顯的提高。此外，通過教學(xué)模擬胸腔穿刺、腹腔穿刺、骨髓穿刺、腰椎穿刺、氣管插管，并結(jié)合交互性力反饋的醫(yī)學(xué)穿刺模擬系統(tǒng)，模型上的實(shí)時(shí)定位反饋系統(tǒng)，為操作人員提供一個(gè)非常逼真的手術(shù)訓(xùn)練環(huán)境，充分鍛煉操作者的臨床應(yīng)變能力。另外，交互式化診療思維訓(xùn)練系統(tǒng)（body interact）是以真實(shí)案例為基礎(chǔ)的虛擬病人的互動(dòng)體驗(yàn)，能夠?qū)崟r(shí)體現(xiàn)患者健康狀態(tài)，在接近真實(shí)的臨床診療環(huán)境之中，循序漸進(jìn)地訓(xùn)練學(xué)員正確的臨床診斷步驟和思維能力［24］。劉欣和趙婷華［25］在基于體感交互技術(shù)下虛擬訓(xùn)練對肩關(guān)節(jié)功能障礙的肩關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍與肌力改善效果的研究中表明，體感交互技術(shù)下虛擬訓(xùn)練可有效改善肩關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍、增強(qiáng)肱骨肌力水平、促進(jìn)患者肩關(guān)節(jié)恢復(fù)各項(xiàng)功能。另有研究表明利用互聯(lián)網(wǎng)+虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在泌尿外科教學(xué)的過程中具有獨(dú)特的優(yōu)勢，既可實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的臨床思維能力、臨床知識(shí)及技能掌握程度的綜合評估，也可達(dá)到提高對臨床診斷思維及對策的學(xué)習(xí)效果，極大的緩解了醫(yī)學(xué)生在真實(shí)病人手術(shù)時(shí)給病人帶來的風(fēng)險(xiǎn)和痛苦，使醫(yī)療糾紛問題得到了源頭上的緩解，也為醫(yī)學(xué)生的順利成長保駕護(hù)航［26］。目前臨床上醫(yī)學(xué)生親自操刀的可能性極低，這是鑒于當(dāng)前教學(xué)資源緊張、醫(yī)患關(guān)系緊張的醫(yī)療環(huán)境。一方面，上級醫(yī)生不放心，另一方面醫(yī)學(xué)生自身學(xué)藝不精，不敢在活人身上操作。但是，通過虛擬訓(xùn)練平臺(tái)，醫(yī)學(xué)生可以身臨其境地體驗(yàn)虛擬環(huán)境下的各種手術(shù)效果，以及各種突發(fā)情況、避免或減少手術(shù)失誤、提高手術(shù)成功率，具有零風(fēng)險(xiǎn)、高性價(jià)比、可重復(fù)性等優(yōu)勢［27］。

2.3.虛擬仿真技術(shù)在外科手術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展 從萌芽到獨(dú)立發(fā)展，VR概念的誕生和思想的形成經(jīng)歷了大約1個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展和演練過程。從1965年Ivan Sutherland 教授在其論文中闡述了有關(guān)計(jì)算機(jī)交互的內(nèi)容—the ultimate display（終極顯示）到1973年Myron Krurger 教授提出“Artificial Reality” 及VPL 公司 Lanier J 提 出 的“Virtual Reality”一詞，VR技術(shù)從想象到一步步成為現(xiàn)實(shí)。VR模擬的未來包括在評估中用于重新認(rèn)證目的、基于程序的高級培訓(xùn)以及作為手術(shù)前的熱身工具。隨著虛擬技術(shù)的不斷發(fā)展和新技術(shù)的不斷融合，目前，裂唇修復(fù)手術(shù)模擬系統(tǒng)、腹腔鏡輸卵管結(jié)扎手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)、手術(shù)傷口清創(chuàng)術(shù)模擬訓(xùn)練、神經(jīng)外科手術(shù)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)等多項(xiàng)虛擬手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)已在國外出現(xiàn)，通過與傳統(tǒng)手術(shù)訓(xùn)練效果的比較，虛擬仿真手術(shù)可以實(shí)現(xiàn)針對患者個(gè)體化術(shù)前評估和手術(shù)設(shè)計(jì)，為臨床醫(yī)生診療提供依據(jù)。并相繼在國內(nèi)開發(fā)了鼻內(nèi)窺鏡虛擬手術(shù)模擬系統(tǒng)、膝關(guān)節(jié)鏡模擬系統(tǒng)、虛擬血管介入手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)、虛擬仿真電子內(nèi)窺鏡教學(xué)系統(tǒng)等相關(guān)虛擬手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)。腔鏡手術(shù)作為普外科最為常見的手術(shù)之一，是每一位普外科大夫所必需的技能。腔鏡手術(shù)是每個(gè)普通外科醫(yī)生必備的技能，作為普通外科最常見的手術(shù)之一。近年來，《腹腔鏡模擬器腹腔鏡手術(shù)訓(xùn)練教程》以VR技術(shù)為基礎(chǔ)，得到了廣泛的應(yīng)用［28］。有研究表明，運(yùn)用VR技術(shù)的手術(shù)訓(xùn)練能使學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)曲線縮短，訓(xùn)練時(shí)間降低。潘?？∫贿厼?名82歲的女性患者實(shí)施3D腹腔鏡下右半結(jié)腸癌根治術(shù)的同時(shí)，運(yùn)用腹腔鏡圖片與手術(shù)室全景圖片的VR全程直播中首次在國內(nèi)使用VR技術(shù)進(jìn)行了全方位的展示，各位專家及學(xué)習(xí)者都可通過手機(jī)以及佩戴VR眼睛全程參與手術(shù)過程，充分學(xué)習(xí)該手術(shù)的難點(diǎn)以及手術(shù)重點(diǎn)。除了這些，近年來，VR也在走進(jìn)外科手術(shù)，特別是復(fù)雜、難度較大的干預(yù)措施。肝膽外科由于其本身復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)以及涉及多個(gè)器官臟器的手術(shù)而具有巨大的挑戰(zhàn)性。目前來說，先進(jìn)的成像技術(shù)，如虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR），可用于克服其中的一些挑戰(zhàn)，優(yōu)化術(shù)前診斷和戰(zhàn)略治療規(guī)劃，為患者精準(zhǔn)制定有效的手術(shù)規(guī)劃。通過術(shù)前的三維虛擬建模，發(fā)現(xiàn)可能遺漏的解剖變異和復(fù)雜的解剖關(guān)系，并且AR能夠提供精確的肝臟體積計(jì)算、沿肝段的切除平面的術(shù)前規(guī)劃、門靜脈蒂的最佳定位以及腫瘤切除邊緣范圍的分析，從而減低術(shù)中風(fēng)險(xiǎn)，加速患者術(shù)后康復(fù)［29］。另在骨科臨床手術(shù)中，不再局限于二維影像信息，如早期的X光、CT、核磁共振等。隨著虛擬技術(shù)的發(fā)展，骨科醫(yī)生的術(shù)前規(guī)劃、手術(shù)導(dǎo)航、手術(shù)定位、手術(shù)方案的制定等都是經(jīng)過電腦處理形成三維圖像重建后的［30］。這極大程度地降低了手術(shù)的不可控風(fēng)險(xiǎn)，確保了手術(shù)的順利進(jìn)行及保障了病人的人身權(quán)益，提高了手術(shù)質(zhì)量。

討 論

運(yùn)用VR技術(shù)進(jìn)行臨床手術(shù)技能系統(tǒng)訓(xùn)練，其優(yōu)點(diǎn)在于手術(shù)環(huán)境逼真和靈活，人機(jī)交互性強(qiáng)，性能穩(wěn)定，實(shí)時(shí)定位、反饋精確度高，不僅提高了培訓(xùn)效率，也降低了成本。早期外科醫(yī)生積累手術(shù)經(jīng)驗(yàn)的方式是被動(dòng)、低效的學(xué)習(xí)形式，比如教科書以及手術(shù)室學(xué)習(xí)。利用VR技術(shù)，醫(yī)學(xué)生能通過主動(dòng)、高效的訓(xùn)練形式進(jìn)行手術(shù)技能的培訓(xùn)，縮短了培訓(xùn)周期，充分調(diào)動(dòng)了醫(yī)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，訓(xùn)練者更快掌握手術(shù)技巧，可以想象，VR技術(shù)會(huì)給傳統(tǒng)醫(yī)療局勢的改變可想而知。當(dāng)然，在軟件開發(fā)及硬件設(shè)備成本高昂，反饋信息局限于視覺、聽覺、觸覺和力學(xué)反饋等方面，都在一定程度上限制了該技術(shù)的運(yùn)用。除此之外，虛擬技術(shù)在一定程度上推動(dòng)了我國醫(yī)療衛(wèi)生的建設(shè)和發(fā)展，相信在不久的將來，還可以利用虛擬技術(shù)作為橋梁和紐帶，讓醫(yī)生和患者聯(lián)系起來，運(yùn)用VR新技術(shù)建立起患者對醫(yī)生的信任，并通過及時(shí)的溝通反饋使醫(yī)患矛盾朝著良性的方向發(fā)展，及時(shí)避免一些暴力事件的發(fā)生。

作者貢獻(xiàn)聲明丁成明：論文的整體設(shè)計(jì)、修改和質(zhì)量把關(guān)；陳國棟、鄧鑫、賀軍：論文撰寫；廖文彥、齊碩、雷曉華、侯嘉豐、謝翼、陶光偉、馮燦、涂順、謝湘閩：論文修改