芻議虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用

宋玉梅

摘 ?要：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又被稱為VR技術(shù)，是一種在計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上的高度真實(shí)情境模擬技術(shù)，醫(yī)學(xué)學(xué)科的復(fù)雜性和醫(yī)學(xué)工作本身的多樣性為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在其中的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。本文分析和研究了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育之中應(yīng)用的范疇，探討了應(yīng)用的優(yōu)勢和普及的局限性，為醫(yī)學(xué)教育和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的融合奠定了基礎(chǔ)和前提。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);醫(yī)學(xué)教育;應(yīng)用領(lǐng)域;挑戰(zhàn)

受到臨床資源不足、臨床醫(yī)學(xué)知識相對復(fù)雜等原因的影響，高校醫(yī)學(xué)實(shí)踐教學(xué)開展一直難以有效開展。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)近年來得到快速普及和發(fā)展，其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用性成為一個值得探討的問題。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)也被成為VR技術(shù)，這是一個近年來頻繁聽到的專用名詞，其起源于上世紀(jì)六十年代，美國學(xué)者在融合了仿真技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、傳感技術(shù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建起的一門新興的技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)表現(xiàn)出交互性、沉浸性、構(gòu)建型特征，是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)營造一種身臨其境、生動逼真的感官世界，允許學(xué)習(xí)者通過眼球轉(zhuǎn)動、頭部轉(zhuǎn)動、手勢變動和其他動作來完成人際交互，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)真實(shí)的體驗(yàn)。虛擬技術(shù)在八十年代之后得到進(jìn)一步完善，表現(xiàn)出更強(qiáng)的直觀性、形象性、精確性，漸漸地拓展到醫(yī)學(xué)、設(shè)計(jì)、軍事、藝術(shù)等多個領(lǐng)域的實(shí)踐和教學(xué)。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育之中應(yīng)用的領(lǐng)域

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一項(xiàng)新興的技術(shù)，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用效果一直飽受業(yè)界的關(guān)注和和矚目。1993年的一份統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明當(dāng)時盛行的805個虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)有49項(xiàng)被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。如今，將近30年的時間過去了，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)愈加廣泛。

首先，在神經(jīng)外科教學(xué)有廣泛應(yīng)用。神經(jīng)外科教學(xué)的重點(diǎn)在于如何讓學(xué)生對頭顱影像資料和解剖學(xué)基礎(chǔ)知識形成空間概念，進(jìn)而為將來在準(zhǔn)確上精確地進(jìn)行定位做好準(zhǔn)備。神經(jīng)外科的手術(shù)都是耗費(fèi)時間長、專業(yè)度要求高的收拾，并且重復(fù)性很低，這嚴(yán)重地降低了臨床醫(yī)師的培養(yǎng)效率。通過對患者頭顱和血管影響進(jìn)行手術(shù)標(biāo)本模型的重構(gòu)，學(xué)生可以借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)模擬切開頭破、打開骨窗、暴露病灶的過程，讓學(xué)生身臨其境地感受到神經(jīng)外科手術(shù)中的定位，熟練手術(shù)操作流程，盡最大限度地降低手術(shù)風(fēng)險，提升神經(jīng)外科醫(yī)生培養(yǎng)質(zhì)量，提高手術(shù)成功概率。當(dāng)前，上海第二軍醫(yī)大學(xué)長海醫(yī)院已經(jīng)將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到了相關(guān)教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生可以快速掌握操作流程、提升手眼協(xié)調(diào)動手能力，形成良好的手術(shù)效果。

其次，在骨科教學(xué)中有廣泛應(yīng)用。骨科手術(shù)中，解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、手術(shù)類型多樣、視野范圍狹小，初學(xué)者往往要經(jīng)過很長的學(xué)習(xí)曲線才能小有所成，而想要他們在短時間掌握手術(shù)技術(shù)是異常困難的。為了降低手術(shù)風(fēng)險、給予青年醫(yī)師更多的實(shí)踐機(jī)會，傳統(tǒng)教學(xué)模式下，骨科教學(xué)往往是借助尸體標(biāo)本來完成的，眾所周知，尸體標(biāo)本在醫(yī)學(xué)教學(xué)之中屬于超級緊缺的資源，難以滿足臨床教學(xué)的需要。南方醫(yī)科大學(xué)附屬南方醫(yī)院脊柱病骨外科引入三維仿真軟件，將人體骨骼和人體肌肉高度仿真地落實(shí)到軟件之中，讓學(xué)生借助人機(jī)互動加強(qiáng)對骨科相關(guān)知識的了解和掌握，強(qiáng)化學(xué)生直觀記憶，豐富學(xué)生動手實(shí)踐能力，調(diào)查顯示，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大大提升。

再次，在婦產(chǎn)科教學(xué)中有廣泛應(yīng)用。婦產(chǎn)科教學(xué)在醫(yī)學(xué)教學(xué)中占據(jù)至關(guān)重要的位置，由于女性盆腔結(jié)構(gòu)具有高度的復(fù)雜性，存在著臟器隱匿的情況，組織形態(tài)也高度抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)和把握存在較大難度。此外，婦產(chǎn)科患者和家屬的隱私意識和防范意識相較于其他科室的患者更加敏感和強(qiáng)烈，他們通常會拒絕婦產(chǎn)科醫(yī)生的檢查示教，當(dāng)面對男性婦產(chǎn)科醫(yī)生的時候，這種現(xiàn)象尤為明顯，這為婦產(chǎn)科教學(xué)帶來嚴(yán)重困難。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以在傳統(tǒng)倫理和文化習(xí)俗的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生更加深入地了解婦產(chǎn)科臨床實(shí)踐要求，當(dāng)前該技術(shù)已經(jīng)滲透到婦產(chǎn)科臨床多個層面，在婦科腹腔鏡的應(yīng)用上最為廣泛。最新的現(xiàn)實(shí)手術(shù)模擬系統(tǒng)已經(jīng)可以再手術(shù)操作、力學(xué)反饋上表現(xiàn)出強(qiáng)大的功能，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)在產(chǎn)科急癥處理、宮腔鏡培訓(xùn)、手術(shù)模擬上發(fā)回高度優(yōu)勢。

最后，在兒科教學(xué)中有廣泛應(yīng)用。受到醫(yī)療資源和兒童患者本身的特殊屬性影響，學(xué)生在臨床實(shí)踐之中遇到的困難也非常多，比如缺乏動手操作機(jī)會，家長不愿意配合缺乏經(jīng)驗(yàn)醫(yī)生問診查體等等，教學(xué)效果大打折扣。哈爾濱印刻大學(xué)通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將復(fù)雜的、診療環(huán)境至入到模擬環(huán)境之中來，讓學(xué)生能夠身臨其境地體會到病例重現(xiàn)，對理論知識和實(shí)踐能力有更深地把握。

除此之外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在泌尿科、外科手術(shù)、眼科、口腔科、支氣管鏡等多方面教學(xué)都有著越來越廣泛的滲透，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、臨床思維得到了極大的強(qiáng)化。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢和面臨的挑戰(zhàn)

綜上而言，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以你在醫(yī)學(xué)學(xué)科的教學(xué)產(chǎn)生極大的應(yīng)用價值，在很大程度上彌補(bǔ)醫(yī)學(xué)教學(xué)的不足，使得病人配合程度不高、尸源緊張、學(xué)生操作機(jī)會不多等難題迎刃而解。虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)環(huán)境下，學(xué)生可以身臨其境地感受到真實(shí)的醫(yī)療環(huán)境和醫(yī)療背景，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行直接操作，提升對醫(yī)學(xué)知識的直觀認(rèn)知，對教材上晦澀的理論理解得更加透徹。同時，學(xué)生還可以不需要的安心因?yàn)樽陨斫?jīng)驗(yàn)不足或者操作失誤而給患者帶來身體上的損害或者傷害，在輕松的學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí)反復(fù)訓(xùn)練可以極大地提升學(xué)習(xí)效率。此外，虛擬現(xiàn)實(shí)教育可以突破時間、地點(diǎn)和場合的限制，讓教學(xué)活動可以隨時隨地開展，學(xué)生學(xué)習(xí)的平臺和空間大大提升。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域的應(yīng)用具有廣泛的前景，但是從我國目前的現(xiàn)實(shí)情況來看，應(yīng)用和探索還處于初級階段。首先，諸如機(jī)械臂、虛擬人體和虛擬醫(yī)療場景的構(gòu)建需要耗費(fèi)大量的成本，規(guī)模不大的醫(yī)學(xué)院沒有條件引入。其次，當(dāng)前傳感器、信號處理、力反饋等技術(shù)還沒有達(dá)到成熟條件，真實(shí)感和臨摹感還需要進(jìn)一步提升。此外，一些設(shè)備在接受高逼真和高質(zhì)量的醫(yī)學(xué)圖像上，表現(xiàn)出性能不佳的缺陷，同時也難以快速、實(shí)時生成所需圖像。相應(yīng)地，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下的相關(guān)學(xué)習(xí)只需要學(xué)生一人就可以完成，久而久之，他們的溝通能力、交流能力、協(xié)作能力將會下降，而團(tuán)隊(duì)精神是每一個醫(yī)生必備的素養(yǎng)之一。

綜上而言，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融合了多個學(xué)科、多種理論，是整合醫(yī)療教學(xué)資源、提升學(xué)生臨床操作能力、培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)思維的有效路徑，也是醫(yī)學(xué)專業(yè)教學(xué)改革的關(guān)鍵載體。雖然其在成本、技術(shù)上還有完善和提升的空間，但是在信息技術(shù)快速發(fā)展、計(jì)算機(jī)技術(shù)深度普及的時代背景下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用勢在必行。

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