刍议虚拟现实技术在医学教育中的应用

宋玉梅

摘  要：虚拟现实技术又被称为VR技术，是一种在计算机技术基础上的高度真实情境模拟技术，医学学科的复雜性和医学工作本身的多样性为虚拟现实技术在其中的应用奠定了良好的基础。本文分析和研究了虚拟现实技术在医学教育之中应用的范畴，探讨了应用的优势和普及的局限性，为医学教育和虚拟现实技术的融合奠定了基础和前提。

关键词：虚拟现实技术;医学教育;应用领域;挑战

受到临床资源不足、临床医学知识相对复杂等原因的影响，高校医学实践教学开展一直难以有效开展。虚拟现实技术近年来得到快速普及和发展，其在医学领域的应用性成为一个值得探讨的问题。

一、虚拟现实技术概述

虚拟现实基础也被成为VR技术，这是一个近年来频繁听到的专用名词，其起源于上世纪六十年代，美国学者在融合了仿真技术、人机接口技术、计算机图形学、传感技术的基础上构建起的一门新兴的技术。虚拟现实技术表现出交互性、沉浸性、构建型特征，是借助计算机技术营造一种身临其境、生动逼真的感官世界，允许学习者通过眼球转动、头部转动、手势变动和其他动作来完成人际交互，进而实现真实的体验。虚拟技术在八十年代之后得到进一步完善，表现出更强的直观性、形象性、精确性，渐渐地拓展到医学、设计、军事、艺术等多个领域的实践和教学。

二、虚拟现实技术在医学教育之中应用的领域

虚拟现实技术作为一项新兴的技术，在医学领域的应用效果一直饱受业界的关注和和瞩目。1993年的一份统计结果表明当时盛行的805个虚拟现实技术已经有49项被应用于医学领域。如今，将近30年的时间过去了，虚拟现实技术在医学领域的应用已经愈加广泛。

首先，在神经外科教学有广泛应用。神经外科教学的重点在于如何让学生对头颅影像资料和解剖学基础知识形成空间概念，进而为将来在准确上精确地进行定位做好准备。神经外科的手术都是耗费时间长、专业度要求高的收拾，并且重复性很低，这严重地降低了临床医师的培养效率。通过对患者头颅和血管影响进行手术标本模型的重构，学生可以借助虚拟现实技术实现模拟切开头破、打开骨窗、暴露病灶的过程，让学生身临其境地感受到神经外科手术中的定位，熟练手术操作流程，尽最大限度地降低手术风险，提升神经外科医生培养质量，提高手术成功概率。当前，上海第二军医大学长海医院已经将虚拟现实技术应用到了相关教学中，发现学生可以快速掌握操作流程、提升手眼协调动手能力，形成良好的手术效果。

其次，在骨科教学中有广泛应用。骨科手术中，解剖结构复杂、手术类型多样、视野范围狭小，初学者往往要经过很长的学习曲线才能小有所成，而想要他们在短时间掌握手术技术是异常困难的。为了降低手术风险、给予青年医师更多的实践机会，传统教学模式下，骨科教学往往是借助尸体标本来完成的，众所周知，尸体标本在医学教学之中属于超级紧缺的资源，难以满足临床教学的需要。南方医科大学附属南方医院脊柱病骨外科引入三维仿真软件，将人体骨骼和人体肌肉高度仿真地落实到软件之中，让学生借助人机互动加强对骨科相关知识的了解和掌握，强化学生直观记忆，丰富学生动手实践能力，调查显示，学生的学习兴趣大大提升。

再次，在妇产科教学中有广泛应用。妇产科教学在医学教学中占据至关重要的位置，由于女性盆腔结构具有高度的复杂性，存在着脏器隐匿的情况，组织形态也高度抽象，学生学习和把握存在较大难度。此外，妇产科患者和家属的隐私意识和防范意识相较于其他科室的患者更加敏感和强烈，他们通常会拒绝妇产科医生的检查示教，当面对男性妇产科医生的时候，这种现象尤为明显，这为妇产科教学带来严重困难。虚拟现实技术可以在传统伦理和文化习俗的基础上，让学生更加深入地了解妇产科临床实践要求，当前该技术已经渗透到妇产科临床多个层面，在妇科腹腔镜的应用上最为广泛。最新的现实手术模拟系统已经可以再手术操作、力学反馈上表现出强大的功能，虚拟现实技术已经在产科急症处理、宫腔镜培训、手术模拟上发回高度优势。

最后，在儿科教学中有广泛应用。受到医疗资源和儿童患者本身的特殊属性影响，学生在临床实践之中遇到的困难也非常多，比如缺乏动手操作机会，家长不愿意配合缺乏经验医生问诊查体等等，教学效果大打折扣。哈尔滨印刻大学通过虚拟现实技术，将复杂的、诊疗环境至入到模拟环境之中来，让学生能够身临其境地体会到病例重现，对理论知识和实践能力有更深地把握。

除此之外，虚拟现实技术在泌尿科、外科手术、眼科、口腔科、支气管镜等多方面教学都有着越来越广泛的渗透，学生的学习热情、临床思维得到了极大的强化。

三、虚拟现实技术的应用优势和面临的挑战

综上而言，虚拟现实技术可以你在医学学科的教学产生极大的应用价值，在很大程度上弥补医学教学的不足，使得病人配合程度不高、尸源紧张、学生操作机会不多等难题迎刃而解。虚拟现实教学环境下，学生可以身临其境地感受到真实的医疗环境和医疗背景，在计算机上进行直接操作，提升对医学知识的直观认知，对教材上晦涩的理论理解得更加透彻。同时，学生还可以不需要的安心因为自身经验不足或者操作失误而给患者带来身体上的损害或者伤害，在轻松的学习环境中学习反复训练可以极大地提升学习效率。此外，虚拟现实教育可以突破时间、地点和场合的限制，让教学活动可以随时随地开展，学生学习的平台和空间大大提升。

虚拟现实技术在医学教育领域的应用具有广泛的前景，但是从我国目前的现实情况来看，应用和探索还处于初级阶段。首先，诸如机械臂、虚拟人体和虚拟医疗场景的构建需要耗费大量的成本，规模不大的医学院没有条件引入。其次，当前传感器、信号处理、力反馈等技术还没有达到成熟条件，真实感和临摹感还需要进一步提升。此外，一些设备在接受高逼真和高质量的医学图像上，表现出性能不佳的缺陷，同时也难以快速、实时生成所需图像。相应地，虚拟现实技术下的相关学习只需要学生一人就可以完成，久而久之，他们的沟通能力、交流能力、协作能力将会下降，而团队精神是每一个医生必备的素养之一。

综上而言，虚拟现实技术融合了多个学科、多种理论，是整合医疗教学资源、提升学生临床操作能力、培养学生专业思维的有效路径，也是医学专业教学改革的关键载体。虽然其在成本、技术上还有完善和提升的空间，但是在信息技术快速发展、计算机技术深度普及的时代背景下，虚拟现实技术在医学教育领域的广泛应用势在必行。

参考文献

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