摘 要：虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)，它是多種技術(shù)的綜合，在醫(yī)學(xué)中具有十分重要的作用。首先簡單介紹了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展，然后分別介紹了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在虛擬手術(shù)、虛擬教學(xué)、心理治療和遠(yuǎn)程醫(yī)療方面的應(yīng)用及其所用到的技術(shù)方法，最后總結(jié)了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用與發(fā)展，并對其今后的發(fā)展前景作出了展望。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實；虛擬手術(shù)；心理治療；遠(yuǎn)程醫(yī)療

中圖分類號：TP391.9 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.03.161

虛擬現(xiàn)實是一種多元信息融合的新型人機交互設(shè)備，人們可以通過人體的各種感知通道，例如視覺、聽覺、觸覺、甚至味覺、嗅覺、平衡感、超失重感、加速度感等物理反應(yīng)來感知計算機模擬的虛擬世界。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一門新興學(xué)科，其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景良好。目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于手術(shù)模擬、醫(yī)學(xué)教學(xué)、心理治療、遠(yuǎn)程醫(yī)療、輔助診斷、訓(xùn)練系統(tǒng)等方面。但是由于技術(shù)上的局限性，這些應(yīng)用多是采用一種特殊結(jié)構(gòu)的簡化模型，或者是基于預(yù)處理原始圖像的，并且有些儀器設(shè)備實用性并不是太好，所以目前為止還仍然沒有一種VR系統(tǒng)能夠完全用于具體的臨床應(yīng)用。

本文首先簡單介紹了虛擬現(xiàn)實的概念，然后分別詳述了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在虛擬手術(shù)、虛擬教學(xué)、心理治療和遠(yuǎn)程醫(yī)療方面的應(yīng)用及其所用到的技術(shù)方法，進而比較了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在臨床應(yīng)用上的優(yōu)缺點。

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是利用計算機生成的一種模擬環(huán)境，例如飛機貨艙、現(xiàn)場操作等。虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等方面，當(dāng)用戶需要構(gòu)造當(dāng)前不存在和人類不可到達的環(huán)境或創(chuàng)建虛擬環(huán)境，以代替耗資巨大的現(xiàn)實環(huán)境時，虛擬現(xiàn)實技術(shù)就發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。參與者可以通過人機交互傳感設(shè)備沉浸于該實時動態(tài)的三維模擬環(huán)境中，通過眼睛、耳朵、手等自然人體器官，調(diào)動多感知通道，由計算機來處理與參與者動作相適應(yīng)的數(shù)據(jù)，對參與者的輸入作出實時響應(yīng)，并分別反饋到參與者的五官感知通道。

2 在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

2.1 虛擬手術(shù)

早在1986 年，日本、美國和瑞士三個國家就幾乎同時開發(fā)出了最初的計算機輔助手術(shù)系統(tǒng)，它是由交互式CT機組成的導(dǎo)航設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，模擬手術(shù)仿真系統(tǒng)逐漸更新完善，目前已經(jīng)成為可以利用可視化的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)，應(yīng)用計算機圖形學(xué)重構(gòu)出虛擬人體軟組織模型，模擬出虛擬的醫(yī)學(xué)環(huán)境，并利用觸覺交互設(shè)備與之進行交互的手術(shù)系統(tǒng)。實用、直觀、精確是虛擬手術(shù)模擬技術(shù)的優(yōu)勢所在。正因如此，其在臨床手術(shù)中所涉及的各種過程，包括手術(shù)計劃的制訂、手術(shù)的預(yù)演、術(shù)中操控手術(shù)、術(shù)后恢復(fù)復(fù)健都發(fā)揮著不可小覷的作用。

2.2 心理治療

在心理治療方面，VR技術(shù)最早被應(yīng)用于各類恐懼癥的治療，例如恐高癥、飛行恐懼癥等心理疾病的治療。近年來，國外在這方面的研究發(fā)展迅速，國內(nèi)則相對落后。目前，VR技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于治療社交焦慮癥、創(chuàng)傷后應(yīng)激性障礙、厭食癥、精神分裂癥等心理精神疾病。臨床實踐表明，心理治療中運用VR技術(shù)不僅可以顯著地改善治療條件和保證患者的安全，而且有助于嚴(yán)格地保護患者的隱私權(quán)，促進了醫(yī)患關(guān)系的和諧發(fā)展。

2.3 遠(yuǎn)程醫(yī)療

遠(yuǎn)程醫(yī)療是利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過遠(yuǎn)程控制操作設(shè)備將本地醫(yī)院與異地醫(yī)院建立起遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)，獲得其健康護理及相關(guān)疾病治療的實時動態(tài)和先進技術(shù)。遠(yuǎn)距離病人的各種生理特征、病理參數(shù)都可以在虛擬患者的身上呈現(xiàn)，醫(yī)生只需對虛擬患者進行手術(shù)，并通過因特網(wǎng)將其動作傳遞到遠(yuǎn)端的手術(shù)機器人，由機器人對患者進行手術(shù)。手術(shù)的整個流程將機器人攝像頭進行實時拍攝并傳送給遠(yuǎn)端醫(yī)生的頭盔立體顯示器，將數(shù)據(jù)與虛擬患者模型進行比較，醫(yī)生可以及時了解手術(shù)進展情況，并發(fā)號施令進行接下來的操作。

3 發(fā)展與展望

綜上所述，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)在虛擬手術(shù)、心理治療、遠(yuǎn)程醫(yī)療等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域方面取得了一定成果。虛擬手術(shù)的發(fā)展為術(shù)中導(dǎo)航技術(shù)提供了強有力的支持，引進了手術(shù)機器人、開放式核磁共振儀、力反饋機制等先進設(shè)備儀器，使得微創(chuàng)和無創(chuàng)手術(shù)逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)手術(shù)。虛擬現(xiàn)實和計算機技術(shù)的應(yīng)用將會成為重要的心理治療技術(shù)。

VR技術(shù)是多學(xué)科多領(lǐng)域互相交叉、滲透、融合的產(chǎn)物，其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的終極目標(biāo)是完善醫(yī)學(xué)實踐體系。為了實現(xiàn)最終目標(biāo)，目前所能做的應(yīng)該是充分利用現(xiàn)有資源技術(shù)，完善社區(qū)醫(yī)療服務(wù)體系和養(yǎng)老服務(wù)體系。

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作者簡介：張曉宇（1996—），女，山東濟寧人，就讀于山東中醫(yī)藥大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。

〔編輯：王霞〕