賽迪智庫

以虛擬現(xiàn)實為代表的新興前沿技術(shù)正廣泛應用于醫(yī)療行業(yè)，助力提高醫(yī)療資源供給能力、降低各種醫(yī)療保健復雜性和危險性、應對醫(yī)療健康服務需求增長。與此同時，隨著醫(yī)療健康領(lǐng)域的發(fā)展，將產(chǎn)生更多的診療方案，進一步推進虛擬現(xiàn)實技術(shù)在各個醫(yī)療健康領(lǐng)域的應用，拓展虛擬現(xiàn)實的應用場景，催生新的模式業(yè)態(tài)，帶來潛力巨大的市場。本文選自《虛擬現(xiàn)實醫(yī)療白皮書（2019年）》，分析了國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實醫(yī)療應用發(fā)展現(xiàn)狀，梳理了我國虛擬現(xiàn)實醫(yī)療的發(fā)展方向。

發(fā)展現(xiàn)狀

全球范圍內(nèi)，由虛擬現(xiàn)實等信息技術(shù)應用所驅(qū)動的醫(yī)療健康服務的數(shù)字化轉(zhuǎn)型正在展開。在數(shù)字化醫(yī)療趨勢的推動下，國內(nèi)外醫(yī)院正在逐漸使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行培訓和手術(shù)，虛擬現(xiàn)實醫(yī)療正獲得更多醫(yī)生和患者的認可與肯定。

據(jù)IDC數(shù)據(jù)，虛擬現(xiàn)實醫(yī)療應用市場規(guī)模正逐年擴大，預計2022年將達到17億美元，2018年到2022年的市場復合增長率預計為105.6%。

虛擬現(xiàn)實在醫(yī)療領(lǐng)域的應用涉及手術(shù)模擬、技能培訓、手術(shù)輔助、心理治療等多個領(lǐng)域。現(xiàn)有國內(nèi)虛擬現(xiàn)實技術(shù)方案主要集中在醫(yī)學教育領(lǐng)域，覆蓋市場率在60%以上。

在臨床方面，虛擬現(xiàn)實技術(shù)使用率較低，體驗感還沒有得到醫(yī)生和醫(yī)療機構(gòu)的普遍認可，尚處于科研拓展階段，還未形成完善的商業(yè)閉環(huán)。

（一）國內(nèi)發(fā)展狀況

1.VR 醫(yī)療發(fā)展現(xiàn)狀

VR技術(shù)與醫(yī)療融合的主要應用方向包括虛擬手術(shù)培訓、強化臨床診斷、遠程醫(yī)療、心理疾病治療、護理學和康復訓練、產(chǎn)品研發(fā)等。在模擬手術(shù)領(lǐng)域，經(jīng)驗豐富的外科醫(yī)生可以利用虛擬手術(shù)室學習和探索新技術(shù)，或者進一步深化掌握具體手術(shù)操作步驟。在培訓領(lǐng)域，醫(yī)學生能夠以身臨其境的方式學習人體解剖、臨床等相關(guān)知識。

國內(nèi)典型應用案例如下：

（1）VR剖腹產(chǎn)手術(shù)模擬

主要通過VR技術(shù)模擬真實手術(shù)室環(huán)境，全方位沉浸式體驗剖腹產(chǎn)手術(shù)流程（圖1）。軟件使用高精度孕婦模型將皮膚、內(nèi)部臟器、胎兒完全模擬真實人體解剖結(jié)構(gòu)。

用戶在操作過程中能獲得實時交互反饋，還能接受理論知識考核，實現(xiàn)交互實操與理論相結(jié)合。

軟件還能模擬突發(fā)狀況，訓練用戶臨場應對能力，同時包含教學模式與考核模式，以更好地掌控用戶的學習進度。

（2）VR胸腔穿刺術(shù)模擬

通過VR技術(shù)模擬胸腔積液或氣胸患者，利用胸腔穿刺抽取積液或氣體模擬手術(shù)。系統(tǒng)完全還原患者病情，操作時會對用戶逐步提示，用戶每一步操作都會有相應反饋。

（3）VR手術(shù)直播培訓

由于醫(yī)學生無法進入手術(shù)室學習，VR直播可同步播放手術(shù)室中的實時情況，使醫(yī)學生能身臨其境地觀摩學習手術(shù)。國內(nèi)已將VR技術(shù)應用于腦脊髓血管解剖、腦血管造影手術(shù)的專業(yè)直播與技術(shù)培訓中。

（4）VR解剖學教室

國內(nèi)相關(guān)院校已設(shè)置VR解剖學教室，可供多人同時進入同一虛擬場景空間，突破學生學習立體解剖空間的瓶頸，大幅提升學生的學習興趣與成效（圖2）。

虛擬場景解剖軟件可支持300人同時上線，在模擬環(huán)境里拆解、旋轉(zhuǎn)人體中超過4000個不同解剖部位，靜態(tài)或動態(tài)觀察臟器的活動。

2.AR醫(yī)療發(fā)展現(xiàn)狀

AR技術(shù)與醫(yī)療融合的主要應用方向包括醫(yī)學教育、中醫(yī)藥教育、輔助手術(shù)、遠程醫(yī)療、醫(yī)療檢測等。

國內(nèi)科技公司現(xiàn)有的AR醫(yī)療產(chǎn)品主要針對醫(yī)院和第三方實驗室，包括硬件、應用軟件等。

在醫(yī)學教育方面，已經(jīng)成熟的應用有利用AR技術(shù)尋找靜脈注射用血管。在實際醫(yī)護工作中，小孩的血管比較纖細或者部分患者血管凹陷的情況給護理工作帶來了很大挑戰(zhàn)。AR技術(shù)可以在患者身體上投射出血管圖形，讓護士準確定位注射用血管，避免操作失誤對患者的傷害。

在中醫(yī)藥教育方面，將AR技術(shù)與中藥材圖譜相結(jié)合，可將中藥植株和飲片立體地展現(xiàn)出來;在針灸教學過程中，AR技術(shù)可以為學生展現(xiàn)出虛擬人體模型，演示穴位定位、進針手法等教學過程。

在遠程醫(yī)療方面，可以通過AR眼鏡直接給遠方專家組傳輸手術(shù)情況，專家可以通過遠程輔助技術(shù)遠程給手術(shù)主刀醫(yī)生提供意見。

在醫(yī)療檢測方面，部分醫(yī)院進行了一些嘗試，如通過AR全息眼鏡觀察人體結(jié)構(gòu)、通過AR 技術(shù)監(jiān)測患者生命體征等。

國內(nèi)典型應用案例如下：

（1）AR技術(shù)輔助下顱內(nèi)血管畸形切除手術(shù)

2018年11月，國內(nèi)某醫(yī)院完成AR技術(shù)輔助下兒童顱內(nèi)血管畸形切除手術(shù)。手術(shù)借助AR技術(shù)將患兒的病變位置、血管和組織以三維（3D）圖像方式呈現(xiàn)給醫(yī)生。以往，醫(yī)生在查看二維（2D）影像資料時，需要通過空間想象來疊加，AR技術(shù)能三維再現(xiàn)影像，提高手術(shù)的精準度和安全性。

（2）救護車內(nèi)5G+AR醫(yī)療急救

2019年7月，國內(nèi)某醫(yī)院順利完成5G+AR醫(yī)療急救演練。在接到急救電話后，醫(yī)院調(diào)配置 5G城市應急救援系統(tǒng)的“5G救護車”前往，從患者被抬上“5G救護車”的一刻起，車上的急救人員與醫(yī)院急診搶救醫(yī)護團隊實現(xiàn)“零時差”對接。

救護車內(nèi)的醫(yī)護人員采取5G網(wǎng)絡聯(lián)動方案，佩戴AR眼鏡，與醫(yī)院內(nèi)專家進行遠程AR診療。通過AR眼鏡，院內(nèi)專家可實時監(jiān)測患者病情變化，進行遠程會診指導急救，爭分奪秒搶救患者。

（3）5G+AR智慧醫(yī)療

2019年7月，國內(nèi)某醫(yī)院通過5G+AR技術(shù)成功實現(xiàn)了遠程協(xié)同介入手術(shù)?？h級市人民醫(yī)院醫(yī)生借助AR眼鏡，將手術(shù)實況實時回傳至相距千里的國內(nèi)頂級三甲醫(yī)院專家（圖3），在心內(nèi)科專家的指導下順利完成冠脈介入治療手術(shù)。

通常國內(nèi)中小型醫(yī)院醫(yī)生在面對一些復雜手術(shù)時，希望有大型醫(yī)院專家的協(xié)助指導。邀請外院專家會診存在路途遙遠、專家時間沖突、患者費用和病情能否允許等一系列現(xiàn)實問題。不同地區(qū)的醫(yī)生之間的信息傳遞主要依靠微信等方法，難以實時同步手術(shù)全過程信息，在與生命的賽跑中很可能出現(xiàn)“慢半拍”的情況。

5G+AR技術(shù)可以解決大型醫(yī)院專家的遠程協(xié)助問題，將大型醫(yī)院的技術(shù)能力下沉輻射到更廣泛的區(qū)域，有效助推分級醫(yī)療制度，緩解廣大群眾就醫(yī)難的問題。

3.政策環(huán)境發(fā)展情況

2017年以來，我國多個部委陸續(xù)出臺了多份推動虛擬現(xiàn)實技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展及醫(yī)療領(lǐng)域應用的相關(guān)政策，持續(xù)提升對虛擬現(xiàn)實醫(yī)療技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品消費、市場應用的支持力度。

（二）國外發(fā)展狀況

1.VR 醫(yī)療發(fā)展現(xiàn)狀

VR技術(shù)與醫(yī)療融合的主要應用方向包括機器人手術(shù)、恐懼癥治療、手術(shù)模擬和技能培訓等。此外，VR醫(yī)療在患者教育、心理健康和心理治療等方面也發(fā)揮著重要作用。

典型應用案例如下：

（1）VR手術(shù)模擬器

VR+醫(yī)療的主流應用領(lǐng)域是通過VR技術(shù)訓練外科醫(yī)生。國外VR公司將3D技術(shù)和VR相結(jié)合，研發(fā)出各種手術(shù)模擬器。外科醫(yī)生戴好特定的VR眼鏡后，可以通過模擬器實施各種手術(shù)。其中手術(shù)刀的角度、操作力度等均能體現(xiàn)在虛擬患者身上。

（2）VR病灶重現(xiàn)

在VR技術(shù)的幫助下，患者可以和醫(yī)生一起“走進”他的身體里，進而制定更精準的治療方案。國外有VR公司為每名患者量身定制一個360度的虛擬現(xiàn)實世界，通過VR技術(shù)將患者身體的病灶重現(xiàn)（圖4）。醫(yī)生可以邀請患者一起“鉆”進這個世界，共同商量制定治療方案，并通過反復模擬操作最終實現(xiàn)手術(shù)風險的顯著降低。

（3）VR改變幻肢感受

國外某研究院利用VR技術(shù)和神經(jīng)刺激技術(shù)，幫助截肢者改變“幻肢”感受，結(jié)合視覺和觸覺誘騙截肢者的大腦，讓假肢的使用更簡單、自然。截肢者戴上VR頭盔可以看到虛擬假肢。

通過對截肢患者殘肢的神經(jīng)施加人工觸覺，同時虛擬假肢的食指會在受刺激的觸摸感覺中同步發(fā)光，從而產(chǎn)生幻肢和假肢是同一個肢體的錯覺。

2.AR 醫(yī)療發(fā)展現(xiàn)狀

在AR技術(shù)與醫(yī)療融合領(lǐng)域，國外研究機構(gòu)正在開發(fā)AR系統(tǒng)，可以將計算機體層攝影（CT）、磁共振成像（MRI）、X射線或超聲掃描的2D診斷圖像轉(zhuǎn)換為3D圖像。該技術(shù)可以提供患者正常解剖和病變圖像，這些圖像在手術(shù)中可顯示在患者體表，協(xié)助醫(yī)生準確定位，節(jié)省手術(shù)時間。

在遠程手術(shù)中，世界各地的外科醫(yī)生團隊還可以通過AR技術(shù)協(xié)同工作。該技術(shù)已基本成熟，但遠程手術(shù)需要能夠在大約70毫秒內(nèi)顯示信息，網(wǎng)速還是一大挑戰(zhàn)。

典型應用案例如下：

（1）AR輔助脊椎手術(shù)

國外已經(jīng)開發(fā)出一套結(jié)合AR技術(shù)的醫(yī)療影像處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以讓醫(yī)生事先了解患者身體結(jié)構(gòu)情況，然后根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點來制定手術(shù)方案，以便更加精確地放置植入物，整個手術(shù)時長縮短，減輕了患者和醫(yī)生的負擔。

同樣，當植入物放置完畢或手術(shù)完成后，醫(yī)生也可以通過該AR系統(tǒng)來觀察手術(shù)效果，無需患者額外接受檢查。

（2）AR解剖教學系統(tǒng)

國外醫(yī)療創(chuàng)企開發(fā)出可以顯示8200個不同解剖結(jié)構(gòu)的醫(yī)學AR應用系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)，學生不需要在實驗室對尸體進行解剖，在宿舍就能模擬解剖。

該系統(tǒng)能夠單獨放大特定的身體區(qū)域和器官，促進學生之間真正的互動合作。醫(yī)務人員也可以通過該系統(tǒng)實時向患者展示身體運行機制、解釋病情等。

（3）AR靜脈掃描儀

AR靜脈掃描是用于醫(yī)療護理的輔助系統(tǒng)，通常新入職護士在首次靜脈注射時只有60%的成功機率，如果面對老年或兒童患者，更加難以穿刺成功。通過AR技術(shù)與手持掃描可以幫助找到靜脈準確位置（圖5）。

研究表明這項技術(shù)將首次找準靜脈的可能性提高3.5倍，大幅提升患者的就醫(yī)體驗。

（4）AR手術(shù)視覺指南

美國食品藥物監(jiān)督管理局（FDA）已批準首個用于AR頭戴式顯示器的醫(yī)療視覺輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過2D、3D和4D圖像技術(shù)，讓醫(yī)生在手術(shù)開始前獲得可能在術(shù)中遇到問題的視覺指南。該系統(tǒng)可以呈現(xiàn)患者2D和3D圖像，并將其準確地疊加在患者身上。

主要發(fā)展方向

（一）虛擬現(xiàn)實+醫(yī)學教育培訓

將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與醫(yī)學教育相結(jié)合進行人才培養(yǎng)，發(fā)展虛擬現(xiàn)實醫(yī)學教育是當前的重點。

根據(jù)2018年《中國衛(wèi)生健康統(tǒng)計年鑒》，2018年我國衛(wèi)生技術(shù)人員已達758萬，預計到2020年全國衛(wèi)生計生人才總量將達1255萬人。

按照衛(wèi)健委要求，我國醫(yī)院的醫(yī)生和護士比例應為1：2，重要科室醫(yī)生和護士的比例應是1：4。但全國實際的醫(yī)護比例僅為1：0.61，與1：2.7的國際水平相差很大。醫(yī)護比例短期內(nèi)存在5～20倍差距，醫(yī)護人才培養(yǎng)空間巨大。2018年有60所一本類院校開設(shè)護理專業(yè)，畢業(yè)人數(shù)1.2 萬人，每年人才缺口達10萬～20萬。

每年財政劃撥給醫(yī)務人員教育的款項、醫(yī)藥企業(yè)用于醫(yī)生教育的市場費用、醫(yī)生每年用于培訓的個人花費共計約260億元。

根據(jù)QYResearch數(shù)據(jù)，2017年我國虛擬現(xiàn)實醫(yī)學教育市場規(guī)模2.1億美元，預計2025年將達到10億美元以上，年復合增長率22%，高于全球市場水平。

虛擬現(xiàn)實在醫(yī)學教育方面的典型案例如下：

1.VR全景視頻培訓

近年來，醫(yī)療領(lǐng)域逐步開始通過VR技術(shù)進行醫(yī)療培訓。VR醫(yī)療培訓能提供全方位沉浸感的專業(yè)服務，讓被培訓者在虛擬環(huán)境中深度學習，快速提高技能。國外部分大學正致力于通過VR技術(shù)培訓醫(yī)護人員。研究人員使用專業(yè)級全景相機記錄教學全過程，并使用頭戴式顯示設(shè)備讓學生身臨其境地觀摩學習。

VR全景視頻培訓通過構(gòu)建一個高還原度的模擬環(huán)境，讓學生身臨其境地感受整個救護過程，從中學習實踐經(jīng)驗與應對技巧，而不僅僅是通過課堂上教學者的講解來獲取理論知識。

這種真實的臨場感所特有的緊張和壓力可以讓學生更熟悉救護場景，了解如何應對這種場景帶來的壓力，有助于最大程度地減少人為失誤所導致的醫(yī)療事故。

2.VR手術(shù)模擬培訓

VR手術(shù)模擬培訓是通過VR技術(shù)，構(gòu)建一個虛擬仿真手術(shù)室場景，模擬真實患者、醫(yī)生、護士和手術(shù)室環(huán)境，然后使用VR設(shè)備，在虛擬場景下進行手術(shù)培訓（圖6）。

VR能有效提高培訓效果。國外研究表明，與僅接受傳統(tǒng)骨科手術(shù)培訓的學生相比，經(jīng)過VR培訓的醫(yī)學生的整體水平測試分數(shù)要高出130%，同時正確率高出38%，速度也快20%。相比之下，接受傳統(tǒng)手術(shù)培訓的普通外科住院醫(yī)師畢業(yè)生中，約有30%無法獨立完成手術(shù)。

VR能降低培訓成本。隨著醫(yī)療設(shè)備越來越復雜、昂貴，醫(yī)生在操作過程中必須足夠小心，盡量避免因失誤而損壞儀器。

通常，為熟悉某種手術(shù)，外科醫(yī)生需要進行10～20次手術(shù)才能熟練操作，隨著復雜程度增加，醫(yī)療設(shè)備損壞的幾率也將增大。因此，VR手術(shù)模擬訓練不僅能提高外科醫(yī)生對于醫(yī)療設(shè)備的了解，降低設(shè)備損壞概率，而且能顯著降低訓練成本。

VR能保證醫(yī)生的培訓安全。在部分手術(shù)中，所使用的醫(yī)療設(shè)備具有放射性。如經(jīng)皮腎鏡取石術(shù)，需要X光機輔助手術(shù)。因此醫(yī)師每年都要監(jiān)控自身所受X光輻射的總量，VR手術(shù)模擬培訓能很好地解決這一問題。

另外，VR手術(shù)模擬培訓可以讓外科醫(yī)生隨時隨地多次練習，有助于完成培訓目標;能為外科醫(yī)生提供一些困難且少見的案例，提高醫(yī)生診療水平;可以為受訓醫(yī)生評分和反饋，幫助他們學習和提高;能將培訓中專家和非專家用戶的數(shù)據(jù)進行對比，計算出不同醫(yī)療機構(gòu)中外科醫(yī)生的整體表現(xiàn)，幫助醫(yī)生之間互相學習，推動整體醫(yī)療水平的提高;能支持遠程課程，為醫(yī)療資源較缺乏地區(qū)的醫(yī)生提供醫(yī)療培訓。

（二）虛擬現(xiàn)實+個性化健身

虛擬現(xiàn)實技術(shù)一方面能增進健身的趣味性，讓高強度的訓練變成舒適的游戲體驗;另一方面能提供精準的技術(shù)指導，有助于用戶更快的學習技術(shù)動作，更有效達到訓練目標。

虛擬現(xiàn)實在健身方面的典型應用案例如下：

1.VR健身場景模擬

VR領(lǐng)域有很多健身項目，比如帶上VR眼鏡，用戶就可以從小房間中枯燥無聊的劃船機上擺脫出來，進入到虛擬場景中，就像在真正的大江大河里漂流。

有很多VR創(chuàng)業(yè)公司與運動品牌商開始嘗試將VR與運動健身進行結(jié)合，開發(fā)了新型的APP與配件，并且認為這將改變?nèi)藗兊慕∩砩罘绞健?/p>

2.VR健身場景模擬+數(shù)據(jù)化

美國運動類App科技公司開發(fā)了一款VR健身模擬軟件，并將VR中的運動數(shù)據(jù)連接至手機App供用戶查看，包括時間、距離、消耗的卡路里和心率數(shù)據(jù)納入統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

用戶只要購買一個合適的運動傳感器，就能夠體驗到將日常普通的健身場景虛擬化+健身數(shù)據(jù)化。

3.AR虛擬健身教練

開發(fā)者運用130臺單反相機對健身教練的動作進行捕捉拍攝和構(gòu)建3D動畫模型，高品質(zhì)的3D模型能完全復制教練的健身動作（圖7）。

用戶可以360°無死角觀看健身教練的動作。與傳統(tǒng)健身教學視頻相比，一些不容易理解的教學動作能夠更直觀的表現(xiàn)出來。

4.AR健身鼓勵軟件系統(tǒng)

AR技術(shù)能夠?qū)⑦\動轉(zhuǎn)化為競爭性游戲，以提高用戶的積極性。某科技公司開發(fā)了一款AR 應用軟件系統(tǒng)，通過游戲化的方式催促著用戶在跑步健身時持續(xù)向前，從而達到鼓勵健身目的。

（三）虛擬現(xiàn)實+心理障礙治療

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在國外已較多應用于治療各種心理障礙疾病，如退伍老兵創(chuàng)傷后遺癥、殘障人士幻肢痛、兒童多動癥、自閉癥和認知功能障礙等，甚至對于改善恐高癥、幽閉恐懼癥、飛機恐懼癥都有效果。

我國的精神衛(wèi)生服務人員是10萬人口的水平，在全球范圍屬于較低水平。隨著國民經(jīng)濟逐步發(fā)展和人民整體素質(zhì)的提高，心理問題會越來越得到重視，對精神衛(wèi)生服務的需求會顯著增長。

虛擬現(xiàn)實在心理治療方面的典型應用案例如下：

1.VR焦慮恐懼治療

心理學家通過VR技術(shù)實現(xiàn)傳統(tǒng)的“暴露療法”，進行恐懼與焦慮等心理疾病的治療。VR 虛擬場景能夠以安全放心的方式將患者暴露在某一讓他們感到不安的情境之下，然后患者可以告訴醫(yī)生感受和想法。

該VR心理治療還接入了街景服務，利用這一提供世界各地道路及其它地點全景影像的龐大在線數(shù)據(jù)庫，再現(xiàn)戶外場景。美國有相當多的心理醫(yī)生已經(jīng)通過這些虛擬的街景治愈患者。

2.VR恐高癥治療

VR恐高癥療法是通過在虛擬世界中模擬高山懸崖的玻璃棧道，讓患者戴上VR頭盔模擬站在玻璃棧道上的感覺，從而進行恐高癥的暴露療法治療。

3.VR強迫癥治療

VR強迫癥治療是針對強迫癥患者，通過VR 模擬出讓患者不適的虛擬場景，使用患者佩戴的檢測腦電波與心跳的設(shè)備來采集患者的實時數(shù)據(jù)。醫(yī)生可以通過實時查看患者的腦電、心電數(shù)據(jù)，調(diào)整患者所在虛擬強迫癥場景的等級，最終達到治療的效果。

（四）虛擬現(xiàn)實+醫(yī)學護理

新入職護士在護理操作中相對容易出錯，可能加重患者痛苦。因此需要提升操作技能，獲得認識問題的經(jīng)驗，提高解決問題的能力?？梢越柚鶹R技術(shù)針對特殊病癥、復雜的臨床手術(shù)以及一些難以在現(xiàn)實中模擬的場景展開培訓、教學，還可以通過VR中內(nèi)定的安全操作范圍對學員培訓進行約束及提醒。

學生通過虛擬設(shè)施訓練，與現(xiàn)實教學基地有同樣的效果，并且不受地點、時間的限制。學生可以完全沉浸于虛擬環(huán)境中，更易于集中注意力、全身心地投入訓練中，而且能夠自主選擇或組合虛擬場地或設(shè)備，真正掌握學習的主動權(quán)，提高學習效果。

虛擬現(xiàn)實在護理學方面的典型應用案例如下：

1.VR導尿術(shù)模擬

VR導尿術(shù)模擬，通過VR技術(shù)模擬導尿術(shù)。在模擬操作中，系統(tǒng)會對使用者進行提示，使用者根據(jù)提示進行模擬培訓，從而掌握相應的導尿術(shù)流程規(guī)范。

2.VR乳腺癌術(shù)后護理

VR乳腺癌術(shù)后護理提供給乳腺癌患者，在術(shù)后康復時使用VR全景模擬，能夠讓患者身臨其境，跟隨場景中的護士，進行術(shù)后恢復操鍛煉，從而達到促進患肢痊愈的效果。

3.VR圍術(shù)期壓瘡管理

VR圍術(shù)期壓瘡管理，是通過VR的形式普及手術(shù)圍術(shù)期知識。軟件能夠在模擬的手術(shù)室場景中演示不同的手術(shù)體位，以及如何對該體位進行壓瘡管理，讓患者、家屬和護理人員了解患者在手術(shù)過程采用何種體位，以及應該注意哪些部位容易出現(xiàn)壓瘡等。

4.VR心肺復蘇教學及考核

VR心肺復蘇模擬培訓軟件，根據(jù)國際標準的心肺復蘇急救訓練流程而設(shè)計，遵循專業(yè)醫(yī)學指南。

在VR中模擬真實的人體結(jié)構(gòu)以及狀態(tài)變化，如按壓時肺部變化、血流變化等，從而進行心肺復蘇急救技能訓練及考核。

軟件會提供實時的操作信息，如按壓深度、頻率等，對應考核標準，方便護理人員自主學習、強化訓練。

該軟件系統(tǒng)核心模塊由VR頭顯、計算機、手柄組成。隨著急救技能的普及，該系統(tǒng)擁有廣闊的醫(yī)療普及空間，VR心肺復蘇模擬培訓系統(tǒng)也會是急救領(lǐng)域不可缺少的產(chǎn)品。

（五）虛擬現(xiàn)實+康復訓練

VR康復訓練是指有各種運動障礙的人群，通過在3D虛擬環(huán)境中做自由交互以達到自理生活、自由運動、解除心理障礙的訓練。

傳統(tǒng)的康復訓練不但耗時耗力、單調(diào)乏味，而且訓練強度和效果得不到及時評估，很容易錯失訓練良機，而結(jié)合3D虛擬仿真技術(shù)的康復訓練可以較好解決這一問題，對完全喪失運動能力的患者也有獨特效果。

VR康復訓練系統(tǒng)通過輸入設(shè)備（如數(shù)據(jù)手套、動作捕捉儀）把患者的動作傳入計算機，并從輸出反饋設(shè)備得到視覺、聽覺或觸覺等多種感官反饋，最終最大程度地恢復患者的部分或全部機體功能。

這種訓練方法不但大大節(jié)約了訓練的人力物力，而且可以有效激發(fā)患者參與治療的積極性，變被動治療為主動治療，提高治療效率。

虛擬現(xiàn)實在康復訓練方面的典型案例如下：

1.VR 肢體運動訓練

VR康復訓練系統(tǒng)可以使患者置身于軟件提供的多種人造游戲景物中，并在游戲的原理上設(shè)計了諸多康復程序（圖8），在肢體作業(yè)康復方面主要以身體的肩、肘、腕、膝關(guān)節(jié)等多個大關(guān)節(jié)進行主動康復訓練，同時以游戲方式實現(xiàn)原有康復動作，在訓練的過程中如出現(xiàn)失誤，不會對患者的身體造成損傷，可用于慢性病治療及生活技能喪失者的康復。

2.VR認知功能訓練

VR康復訓練系統(tǒng)促進了計算機技術(shù)和認知科學更高層次的結(jié)合，在認知障礙的康復訓練方面表現(xiàn)出傳統(tǒng)方法無法比擬的優(yōu)勢。

VR技術(shù)可以使人沉浸在計算機實時產(chǎn)生的三維環(huán)境中，通過各種游戲反復訓練能維持和提高患者的邏輯推理、思維、記憶、協(xié)調(diào)、注意力等認知功能。

3.VR防治老年癡呆

國外開發(fā)出的一款使用運動傳感器的VR 認知康復系統(tǒng)，由14種使用視覺感知的日常訓練游戲組成，通過智力刺激提高解決日常生活所遇問題的認知能力。該系統(tǒng)不僅對預防癡呆癥成效顯然，而且對腦損傷患者的理解力恢復富有幫助。

（六）虛擬現(xiàn)實+視力障礙治療

2010年，世界衛(wèi)生組織發(fā)布的《視力殘疾全球數(shù)據(jù)報告》指出，全球約有2.46億人視力低下（患病率3.65%），3900萬人目盲（患病率0.58%），其中我國共有6726.4萬人視力低下（患病率27.3%），824.8萬人目盲（患病率20.9%）。

針對這一問題，市場上主要是提供助視器給患者，讓患者通過適當?shù)挠柧?，能夠最大限度地獨立生活?/p>

然而，這類產(chǎn)品使患者無法自由參與外部活動，且需要借助多個產(chǎn)品（如閱讀器、盲杖、導盲犬等）來輔助生活，使用條件苛刻。

新近也出現(xiàn)App類移動端產(chǎn)品，但功能相對有限。用戶體驗不佳與日益增強的消費需求催生了一些新產(chǎn)品，如借助可穿戴設(shè)備幫助出行、通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)治療或輔助視力受損。虛擬現(xiàn)實在視力障礙治療方面的典型應用案例如下：

1.VR眼球追蹤治療視力障礙

黃斑區(qū)是視網(wǎng)膜的一個重要區(qū)域，主要與精細視覺及色覺等視功能有關(guān)。黃斑區(qū)病變常導致視力下降、眼前黑影或視物變形等癥狀，而VR眼球追蹤可用于治療部分視力障礙患者。美國醫(yī)療科技公司與紐約州立大學合作，通過VR技術(shù)治療視力障礙，提高弱視、斜視等眼部疾病的治療水平。

該公司的眼球追蹤技術(shù)可以刺激雙眼視網(wǎng)膜，指導神經(jīng)元工作。

公司推出一套視覺治療系統(tǒng)，結(jié)合VR游戲為每位患者定制的治療測試，其目標是取代部分傳統(tǒng)療法。

2.VR距離調(diào)節(jié)治療視力障礙

國外醫(yī)療科技公司推出基于智能手機的 VR系統(tǒng)，旨在幫助視力障礙人士感知世界。該系統(tǒng)包括VR頭戴式顯示設(shè)備和智能手機，手機能夠錄制用戶周圍的環(huán)境，并在其外圍視覺區(qū)域?qū)崟r顯示畫面，大腦不會在視覺中心感知到盲點，且該設(shè)備能夠自動聚焦，自由切換近景或遠景。

實驗研究表明，該系統(tǒng)可以將患者視力提高至20/30（接近正常視力范圍）。

（七）虛擬現(xiàn)實+臨床輔助

隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的逐步成熟，AR和VR 技術(shù)正在向患者管理、醫(yī)療運營維護、檢測診斷、治療康復等環(huán)節(jié)擴展。

通常情況下，實習醫(yī)生只能通過反復觀摩手術(shù)操作錄像，學習外科手術(shù)操作技巧。即使是資深外科專家在動手術(shù)之前，也需要花費大量時間去反復仔細研究患者的各種2D圖像，以確定最佳手術(shù)方案。

VR和AR技術(shù)可以有效提高醫(yī)生操作技巧，提高診療效率。虛擬現(xiàn)實在臨床輔助方面的典型應用案例如下：

1.VR鎮(zhèn)定劑

國外有研究在超過350例外科手術(shù)中運用VR技術(shù)來輔助手術(shù)，一方面減輕患者疼痛，另一方面減少昂貴鎮(zhèn)靜類藥物（如芬太尼和咪達唑侖）的使用，使手術(shù)費用降低了25%，并減少手術(shù)并發(fā)癥。

例如醫(yī)生為一名脂肪瘤患者制定了手術(shù)治療方案，若患者處于清醒狀態(tài)，由于血壓偏高，手術(shù)需要強效的止痛藥和鎮(zhèn)靜劑;但醫(yī)生給患者戴上VR眼鏡，讓其沉浸在虛擬世界中，隨后患者的血壓逐步下降，在整個手術(shù)過程中，醫(yī)生未使用準備好的鎮(zhèn)靜劑。

這種方式不僅降低患者疼痛感，還減少了手術(shù)費用。研究人員希望將患者的注意力從真實世界中轉(zhuǎn)移出來，讓患者沉浸在計算機生成的三維場景。

研究顯示，使用VR仿真軟件降低患者疼痛感的有效率可達50%，同時也能降低大腦疼痛相關(guān)區(qū)的活動。

2.AR+3D醫(yī)學成像技術(shù)

國外某公司開發(fā)的交互式3D平臺可以將2D 圖像轉(zhuǎn)換成能夠用手寫筆操作的3D圖像，幫助醫(yī)生從各個角度了解患者身體內(nèi)部器官的情況。

3D圖像可以根據(jù)程序要求進行定制，醫(yī)生可以對圖像進行縮放，單獨提取或用3D技術(shù)打印出圖像中有疑問的部分，以進一步研究發(fā)現(xiàn)病變部位。

該技術(shù)大幅縮短了醫(yī)生診療和術(shù)前準備時間，同時減少了醫(yī)院和患者所花費的時間和治療成本。

3.AR外科手術(shù)可視化系統(tǒng)

國外某公司開發(fā)出一款用于脊柱外科的 AR頭戴式顯示器，該設(shè)備可以在手術(shù)過程中為外科醫(yī)生提供X射線視覺，讓外科醫(yī)生透過皮膚和組織看到患者體內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)，以便更輕松、迅速和安全地進行手術(shù)。

該系統(tǒng)可以實時確定手術(shù)工具的位置，并將其疊加在患者CT數(shù)據(jù)上，利用頭戴式顯示設(shè)備將數(shù)據(jù)投射到外科醫(yī)生的眼前，從而真正看清楚患者體內(nèi)的解剖結(jié)構(gòu)（圖9）。據(jù)研究測試發(fā)現(xiàn)，利用該系統(tǒng)可以使脊柱螺釘?shù)姆胖脺蚀_率接近97%，整個系統(tǒng)的精度約為1.4毫米。