沉浸式虚拟现实在医学中的发展范文

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【摘要】

随着虚拟现实技术的日趋成熟，其在各个领取获得了快速的发展与应用。沉浸式虚拟现实是最近几年提出的概念，是在原有的虚拟现实理论基础上进行的扩充。本文首先介绍了虚拟现实与沉浸式虚拟现实的概念，然后对其在医学中的发展应用前景做了一些介绍与展望。

【关键词】

虚拟现实；沉浸式虚拟现实；医学

1引言

虚拟现实（VirtualReality，VR）是由计算机产生一个集视、听、嗅、触、力、运动觉等感觉于一体的沉浸交互式虚拟环境，操作者借助必要的交互、传感与跟踪、显示设备以人类自然的方式从任何角度与虚拟三维环境中的物体进行交互，产生身临该虚拟环境的感受与体验。该虚拟环境可以是对某一现实领域的模拟，也可以是对某一构想世界的仿真[1]。沉浸式虚拟现实（immersiveVR）表示的是带有沉浸感的虚拟现实体验，使用者完全置身于虚拟世界中，感受不到真实世界的存在。它有着以下特征：使用头戴式虚拟现实设备让使用者的真实看到的东西、耳朵听到的东西隔离开来，这样就会产生虚拟的视觉、听觉。使用者也可利用专用手套提供虚拟的手臂在虚拟世界中，这样可以非常方便与虚拟世界进行交互。头盔式虚拟现实设备往往采用左右眼分屏的手机设备进行实现，例如GoogleCardboard设备、也可采用通过HDMI线连接电脑佩带设备进行虚拟现实的实现，例如Oculus设备。另外还有一种全息的方式进行展现虚拟现实的世界，这种技术目前正在研究，例如MagicLeap公司。

2沉浸式虚拟现实在课堂教学和医院医务工作中的应用

沉浸式虚拟现实可广泛应用于课堂教学中，将改变原有教学课本呆板、单一的局面，也可用于对一些医院医务工作进行培训，借助虚拟设备将远远降低原有培训费用，节约更多宝贵的资金。

2.1在课堂课本教学中的应用使用者可以携带沉浸式虚拟现实设备在一个几乎完全虚拟的环境中体验医学教科书中的一些需要动画、交互的页面，如观看人体解剖学课本时，戴上沉浸式虚拟现实眼镜可以在眼前出现一个虚拟的人体，使用者可以控制操控，观看三维立体图像，这留给学生深刻的印象，是一个非常生动、有意义的教学方案。

2.2在医院医务工作培训中的应用医院医务人员借助沉浸式虚拟现实设备，可以虚拟构造一个虚拟的手术台，所有的培训工作都可以借助设备虚拟出来，借助虚拟现实设备的各种侦测、反馈装置，医务人员可以随时使用虚拟的病床、绷带、剪刀、镊子、大型手术器械以及急救室的其他有用的医疗器械等。在虚拟环境中，医务人员可以反复操作，增强其技术的熟练度，而不用担心使用真人带来的种种不便。另一方面，借助这种设备，可以大大降低医院医务工作培训的费用，减轻了医院以往培训的沉重的资金压力。

3沉浸式虚拟现实在远程医疗中的应用

远程医疗指的是使用计算机以及远距离通信来进行远距离的对疾病情况进行诊断工作、治病和提供疾病咨询等先进的一种新的医疗方式。在远程医疗技术的帮助下，不论患者距离医院有多远、身处何时何地，都可以随时随地获得最方便、快捷的治疗工作，也可以非常方便的为病人提供疾病咨询工作、医院远程开会工作。在远程医疗中采用沉浸式虚拟现实技术，病人可以直接与虚拟医生面对面交流，医生可以非常方便的了解病人各项生理特征，医生便能够及时做出诊断意见。借助沉浸式虚拟现实技术的补充，远程医疗获得了更成熟的发展。除微型手术机器人外，Satava[2~3]提出了21世纪战地医疗（medicalbattlefield）的构想。这种先进系统结合了传感器技术、异地手术、专家系统等部分组成，通过这个先进系统可以为伤者提供远程的手术服务，也可以提供远程的一些医学专家问诊制度。在21世纪战地系统的帮助下，在前线工作的医生可以将伤员的情况随时告知后方的专家；而在后面工作的专家又能将疾病诊治措施以虚拟现实的形式在前方医生进行展示，这样可以大大提高伤员的存活率，从而大大降低士兵的伤亡率，在军事上非常有用。

4总结与展望

相信沉浸式虚拟现实技术的蓬勃发展，对医学的很多领域都将带来一场意义深远的革命，文中仅仅列举了其中的几个很小的方面。虽然，目前沉浸式虚拟现实领域本身处在很初级的阶段，而其在医学中的应用更尚处在萌芽阶段，但笔者相信随着CPU计算能力的提升、屏幕像素的提高、屏幕刷新率等硬件水平的成熟，其必将改变现代医学的方方面面，将大大降低人们的看病成本、医疗培训成本，必将提高医务工作者的工作效率。

参考文献

[1]姜红.虚拟现实技术在医学中的应用[J].中国医疗设备，2006，8（23）：49~52.

[2]SatavaRM.MinimallyInvasiveTherapy，1992（1）：357~363.

[3]SatavaRM.SurgEndosc，1993（7）：111~113.

作者：孟美 马充 单位：山东中医药大学