蔡曉雯 黃 泳 曲姍姍 鐘 正

(南方醫(yī)科大學中醫(yī)藥學院2013級本科生，廣東 廣州 510515)

虛擬現(xiàn)實技術在中醫(yī)針灸教學中的運用※

蔡曉雯 黃 泳△曲姍姍1鐘 正1

(南方醫(yī)科大學中醫(yī)藥學院2013級本科生，廣東 廣州 510515)

虛擬現(xiàn)實(VR)技術是現(xiàn)代科技的顯著進步，也是社會熱點之一。把VR技術與中醫(yī)針灸教學進行有機結合，將對推動中醫(yī)針灸國內(nèi)外教育起到更大的促進作用。本文從VR技術、國內(nèi)外VR虛擬教學現(xiàn)狀以及VR技術應用在中醫(yī)針灸教學中的設想幾個方面，介紹并探討了VR技術與中醫(yī)針灸教學相結合的必要性。

教育，針灸；教學

1 南方醫(yī)科大學中醫(yī)藥學院針灸推拿教研室，廣東 廣州 510515

中醫(yī)針灸歷史悠久，隨著習近平總書記提出“中醫(yī)藥是中華文化偉大復興先行者”，要“推動中醫(yī)藥走向世界”后，越來越多的人對中醫(yī)產(chǎn)生了濃厚的興趣，作為中醫(yī)特色療法之一的針灸療法也受到許多海外人士的推崇。對此，中醫(yī)針灸的教學和臨床技能的訓練需要進一步完善和提高，其中將虛擬現(xiàn)實(virtual reality,VR)技術應用到中醫(yī)針灸的教學中就是一大亮點。VR技術是當代前沿科技之一，將其與中醫(yī)針灸進行有機結合，將有利于提高教學效率，推廣中醫(yī)針灸的普及和應用。

1 VR技術概述

20世紀60年代，伊凡·蘇澤蘭(Ivan Sutherland)在自己的論文中首次提出虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的思想，而VR一詞則由美國VPL公司創(chuàng)始人杰倫·拉尼爾(Jaron Lanier)在20世紀80年代正式提出。VR技術是一種新的人機交互接口，結合計算機圖形學、傳感器技術、動力學、光學、人工智能及社會心理學等多領域成果，以計算機技術為核心，通過多媒體和三維技術生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境(virtual environment，VE)。用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生親臨等同于真實環(huán)境的感受和體驗[1-2]。目前市場上的VR產(chǎn)品主要分為頭戴設備、非頭戴設備和手套，其中頭戴VR設備是虛擬現(xiàn)實的主要形式，通過沉浸式的頭盔或者VR眼鏡，用戶可以直接置身于虛擬世界中，獲得較為直觀的體驗[2]。

VR技術最早運用于航天與軍事部門，且其最新研究成果也率先用于航天和軍事領域[2]。國內(nèi)對于此項技術的研究相比國外開展得較晚，自20世紀90年代起，一批重點實驗室開展了長期基礎研究，如北京航空航天大學虛擬現(xiàn)實技術與系統(tǒng)國家重點實驗室、浙江大學計算機輔助設計與圖形學國家重點實驗室、北京理工大學光電學院研究團隊等[3]。如今VR技術的運用已逐步擴展至通信、醫(yī)療、教育、娛樂等方面，隨著科技的不斷創(chuàng)新，將會有更大發(fā)展空間。

2 VR技術在教學中的應用現(xiàn)狀

VR技術在教育方面的應用主要集中在實驗教學和遠程教育方面。目前，國外的一些公司已經(jīng)研究出來應用虛擬現(xiàn)實技術的教育系統(tǒng)，并且在一些學院進行推廣。美國是VR技術最先進也是最早將VR技術與教學相結合的國家[1]。例如zSpace公司不僅推出了桌面虛擬現(xiàn)實操作系統(tǒng)，使學生能通過操縱虛擬3D物體以增強學習體驗，還成立了專門的STEAM(science科學，technology技術，engineering工程，art藝術，mathematics數(shù)學)實驗室，幫助學生利用zSpace STEAM實驗室課件進行學習[4]。其余的例如卡耐基·梅隆大學、密歇根州立大學、麻省理工學院等高校都開發(fā)了虛擬實驗室及教學平臺，以多樣化的教學技術豐富課堂學習，提高學生的學習參與度。盡管國內(nèi)對VR技術的研究起步較國外晚，在人才引進、硬件設施、軟件內(nèi)容等方面受到一定的限制[2]，但國家相關部門已對此表示高度重視，將對VR技術的研究計劃納入“十一五”國家科技支撐計劃、國家自然科學基金委員會計劃、國家高技術研究發(fā)展計劃等，國內(nèi)一些重點院校也已積極投入到了這一領域的研究工作[1，3]?，F(xiàn)在VR技術在國內(nèi)尚未普及，技術主要服務于軍用領域，民用領域應用不多，內(nèi)容較少，設備較貴，在逐步推廣至高?；蜥槍I(yè)人士的教學過程中，還需要進一步提升技術，降低生產(chǎn)和使用成本。

3 VR技術在中醫(yī)針灸教學中的運用設想

因為VR技術能使學習者得到更為真實的感受，能進行重復性操作而避免傳統(tǒng)道具的磨損和折舊，從而獲得更為充分的訓練，所以VR技術在醫(yī)學學習與操作中有著較好的發(fā)展前景。而中醫(yī)針灸的從醫(yī)者同樣需要大量的經(jīng)驗積累，將VR技術融入中醫(yī)針灸的教學過程中，不僅能激發(fā)學生學習興趣，還能對學科和行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展起到促進作用。綜合長期的教學經(jīng)驗，我們對VR技術在中醫(yī)針灸教學中的運用提出以下設想。

3.1 初級學習型VR 中醫(yī)針灸初級階段的學習包括中醫(yī)診斷學、經(jīng)絡腧穴學、刺法灸法學、推拿學等。初級學習型VR教學應與課本知識相結合，可做一定拓展，以助學生思維的發(fā)散。中醫(yī)診療基于四診合參，中醫(yī)診斷學中一大學習重點是四診合參，即對望診、聞診、問診、切診的學習。通過頭戴式設備、耳機和麥克風以及觸覺反饋手套等工具，學生可在仿真環(huán)境中完成：望診，觀察“患者”病癥的外在表現(xiàn)；問診，詢問“患者”的主觀感受；聞診和切診，對“患者”進行初步的體格檢查等。由于針灸學與人體解剖的關系密不可分，VR的3D人體可視化大大方便了這2個科目的教學。在針灸學方面，教師講述腧穴、經(jīng)絡定位及主治作用的時候，學生可在模擬3D人體解剖圖像上進行精確定位，了解其解剖結構，利用三維空間跟蹤定位器[5]進行點穴操作，為后期學習刺法灸法學和針灸治療學打下基礎。初級階段的VR教學需涵蓋本科教學的基本知識點，利用初級操作以及交互應用，彌補傳統(tǒng)課堂的不足，使學生較充分地掌握課本知識。

3.2 綜合提高型VR 在完成初級階段教學后，教師可提高教學內(nèi)容的復雜性和多樣性，利用綜合提高型VR教學使學生得到更加深層次、多角度的學習。此階段的教學主要基于臨床實際病例，將一些常見病、多發(fā)病的癥狀、體征設定為參數(shù)，結合虛擬人體模型，建立仿真醫(yī)療情境。教師根據(jù)臨床經(jīng)驗以及學生水平選擇相應難易度的病例進行教學，培養(yǎng)學生的臨床綜合思維，提高教學效果。在仿真情境中，學生利用所學基礎知識對“患者”進行四診合參、中醫(yī)辨證以及鑒別診斷后，提出適宜的治療方案，采用中醫(yī)中藥以及針灸等手段來治療。為了使模擬更加真實，每個病例還可添加后期“患者”病情的演變以及“患者”的復診，使學生根據(jù)不同的證候調整治療方案，以提高教學效率。在四診合參和辨證論治的綜合訓練過程中，教師應仔細觀察，總結點評學生診病和操作過程中的優(yōu)缺點，啟發(fā)學生思考并學習治療方案的構建以及治療的實施，培養(yǎng)學生的臨床綜合能力。此類型VR可為知識學習和臨床見習、實習之間的過渡階段提供幫助，緩解學生面臨見習、實習的緊張情緒，同時增加教師和學生之間的互動，減輕門診見習教學壓力。

3.3 游戲型VR 現(xiàn)代生活活動日漸豐富，然而碎片時間也逐漸增多。VR技術在輔助課堂教學以外，還能將這些課余時間充分利用起來，作為課堂的延伸。中醫(yī)針灸的學習需要大量的記憶，例如熟記經(jīng)絡腧穴定位和功效主治等，將這些內(nèi)容設計成游戲任務，學生利用游戲型VR即可隨時隨地、在碎片時間中相對輕松地進行知識鞏固。這種寓教于樂的方式能夠激發(fā)和保持學生的學習興趣，達到事半功倍的效果。目前游戲類VR技術、程序及其配套設備已經(jīng)較為成熟，將其運用于第二課堂將有良好的前景。

3.4 執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試模擬 除了教學方面，VR技術在考試模擬、醫(yī)學培訓等項目中也大有用武之地。例如為了中醫(yī)、中西醫(yī)執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試中的實踐技能訓練，傳統(tǒng)操作訓練往往受道具、場地、時間等諸多因素的制約，而VR技術則解決了以上問題。對于執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試中第二站的實踐技能考核，VR技術可進行全程的模擬，并根據(jù)考生的需要調整訓練方案。

目前一些針對執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試開發(fā)出來的VR系統(tǒng)仿真度已達到較高水平，通過對考場實景的模擬，考生能夠得到較為充分的訓練。VR考試模擬系統(tǒng)不僅節(jié)省了用人和場地，在減少培訓費用投入的同時還能獲得良好訓練效果，其優(yōu)越性和效果均高于傳統(tǒng)的訓練方式。

3.5 繼續(xù)教育專題 VR技術可以在醫(yī)學繼續(xù)教育中為在職醫(yī)務人員的深造提供幫助，使其更好地學習新理論、新知識、新技術、新方法，不斷提高專業(yè)工作能力和業(yè)務水平。運用VR技術，醫(yī)務工作者可了解到學科以及行業(yè)的最新進展，例如各種新型針灸技術和各家各地針灸流派等，開拓視野；還可根據(jù)工作與個人深造需求，結合社會熱點，選擇不同的專題進行學習，例如針灸減肥、針灸美容等。以VR為教學手段的繼續(xù)教育主要包括理論培訓、觀摩培訓、臨床技能訓練等，其中在3D情景中的觀摩培訓能使醫(yī)生在異地遠程學習臨床技能操作、手術示教和專家會診過程等視頻資料；在掌握了理論知識后，醫(yī)生可在VR中的虛擬診室和手術室中對“患者”進行診療[6]。VR技術與醫(yī)學繼續(xù)教育相結合可豐富教學資源，滿足廣大醫(yī)務人員的個性化需求。這將成為青年醫(yī)師臨床技能培訓的一個有效途徑，更能促進學科以及行業(yè)的長遠發(fā)展。

綜上所述，VR技術作為一項科技含量較高的高端技術，相比于傳統(tǒng)教學方法，教學內(nèi)容豐富度更高、師生互動性更強、學生參與度更高，在中醫(yī)針灸的教學中具有較好的應用前景。但由于技術水平的限制，目前的應用還很有限。隨著國家研究的投入加大，VR技術將會對中醫(yī)針灸教學產(chǎn)生深遠的影響。

[1] 郭勇陳，賈佳麗，王皎琳,等.VR技術在高校經(jīng)管類實驗教學中的應用研究[J].實驗室科學，2016，19(2):70-75.

[2] 張良杰，朱麗敏，鐘石根,等.VR技術現(xiàn)狀與應用領域研究[J].傳感器世界，2017，23(5):26-31.

[3] 趙沁平，周彬，李甲,等.虛擬現(xiàn)實技術研究進展[J].科技導報，2016，34(14):71-75.

[4] 劉園.VR技術在教育領域的研究與應用[J].電腦知識與技術，2016，12(16):207-208.

[5] 李強，王雪婧.VR技術在中醫(yī)針灸取穴中的應用[J].亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥，2016，12(23):75-76.

[6] 盧永平.慕課+虛擬現(xiàn)實:助力繼續(xù)醫(yī)學教育培訓模式升級[J].繼續(xù)教育，2017，31(1):44-46.

中醫(yī)教育

10.3969/j.issn.1002-2619.2017.11.037

R-42

A

1002-2619(2017)11-1758-03

※ 項目來源：2013—2014年南方醫(yī)科大學本科教學改革發(fā)展工程建設；南方醫(yī)科大學2015年混合式教學改革課程建設；南方醫(yī)科大學2016年度高水平大學-創(chuàng)新人才培養(yǎng)項目

△ 通訊作者：南方醫(yī)科大學中醫(yī)藥學院針灸推拿教研室，廣東 廣州 510515

蔡曉雯(1994—)，女，本科在讀。研究方向：中醫(yī)學(針灸推拿)專業(yè)。

2017-07-15)

李珊珊)