虛擬現(xiàn)實(shí)醫(yī)療應(yīng)用白皮書(shū)

《虛擬現(xiàn)實(shí)醫(yī)療應(yīng)用白皮書(shū)（）》虛擬現(xiàn)實(shí)醫(yī)療應(yīng)用白皮書(shū)（）吳階平醫(yī)學(xué)基金會(huì)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟賽迪智庫(kù)電子信息研究所10月前言前言虛擬現(xiàn)實(shí)與醫(yī)療的融合將為傳統(tǒng)醫(yī)療行業(yè)帶來(lái)全新變革。虛擬現(xiàn)實(shí)具有逼真的場(chǎng)景呈現(xiàn)、事前可規(guī)劃性和過(guò)程可重復(fù)性，可有效解決醫(yī)療行業(yè)面臨的實(shí)操風(fēng)險(xiǎn)高、可重復(fù)率低、培訓(xùn)資源短缺等問(wèn)題。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)+醫(yī)療時(shí)代正逐步到來(lái)。為加快推動(dòng)我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)醫(yī)療應(yīng)用的快速發(fā)展，吳階平醫(yī)學(xué)基金會(huì)、虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、賽迪智庫(kù)電子信息研究所聯(lián)合編寫(xiě)了《虛擬現(xiàn)實(shí)醫(yī)療應(yīng)用白皮書(shū)》，分析了國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)醫(yī)療應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀，梳理了我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)醫(yī)療的發(fā)展方向和創(chuàng)新進(jìn)展，對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。在此基礎(chǔ)上對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)醫(yī)療應(yīng)用的發(fā)展提出了措施建議，以期為我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)醫(yī)療應(yīng)用發(fā)展和相關(guān)政策制定提供參考。如有商榷之處，歡迎批評(píng)指正。本白皮書(shū)由呂建平、安暉主編，閔世豪、秦文健、謝廣磊、鄭俊、溫曉君、趙燕、張?zhí)鹛饏⑴c撰稿。年10月月I目目錄錄一、發(fā)展現(xiàn)狀1（一）國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r2（二）國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r8二、主要發(fā)展方向14（一）虛擬現(xiàn)實(shí)+醫(yī)學(xué)教育培訓(xùn)14（二）虛擬現(xiàn)實(shí)+個(gè)性化健身17（三）虛擬現(xiàn)實(shí)+心理障礙治療擴(kuò)大，預(yù)計(jì)將達(dá)到17億美元，的市場(chǎng)復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)為105.6%。虛擬現(xiàn)實(shí)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用涉及手術(shù)模擬、技能培訓(xùn)、手術(shù)輔助、心理治療等多個(gè)領(lǐng)域?，F(xiàn)有國(guó)內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)方案主要集中在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域，覆蓋市場(chǎng)在60%以上。在臨床方面，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使用率較低，體驗(yàn)感還沒(méi)有得到醫(yī)生和醫(yī)療機(jī)構(gòu)的普遍認(rèn)可，屬于科研拓展階段，還未形成完善的商業(yè)閉環(huán)。2（一）國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r（一）國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r1、、VR醫(yī)療發(fā)展現(xiàn)狀醫(yī)療發(fā)展現(xiàn)狀VR技術(shù)與醫(yī)療融合的技術(shù)與醫(yī)療融合的主要應(yīng)用方向包括虛擬手術(shù)培訓(xùn)、強(qiáng)化臨床診斷、遠(yuǎn)程醫(yī)療、心理疾病治療、護(hù)理學(xué)和康復(fù)訓(xùn)練、產(chǎn)品研發(fā)等。在模擬手術(shù)領(lǐng)域模擬手術(shù)領(lǐng)域，經(jīng)驗(yàn)豐富的外科醫(yī)生可以利用虛擬手術(shù)室學(xué)習(xí)和探索新技術(shù)，或者進(jìn)一步深化掌握具體手術(shù)操作步驟。在培訓(xùn)領(lǐng)域培訓(xùn)領(lǐng)域，醫(yī)學(xué)生能夠以身臨其境的方式學(xué)習(xí)人體解剖、臨床等相關(guān)知識(shí)。國(guó)內(nèi)典型應(yīng)用案例如下：（1）VR剖腹產(chǎn)手術(shù)模擬主要通過(guò)VR技術(shù)模擬真實(shí)手術(shù)室環(huán)境，全方位沉浸式體驗(yàn)剖腹產(chǎn)手術(shù)流程（圖1.1）。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(shí)人體解剖結(jié)構(gòu)。用戶(hù)在操作過(guò)程中能獲得實(shí)時(shí)交互反饋，還能接受理論知識(shí)考核，實(shí)現(xiàn)交互實(shí)操與理論相結(jié)合。軟件還能模擬突發(fā)狀況，訓(xùn)練用戶(hù)臨場(chǎng)應(yīng)對(duì)能力。同時(shí)包含教學(xué)模式與考核模式，以更好地掌控用戶(hù)的學(xué)習(xí)進(jìn)度。3圖圖1.1VR模擬剖腹產(chǎn)手術(shù)模擬剖腹產(chǎn)手術(shù)（2）VR胸腔穿刺術(shù)模擬通過(guò)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)（圖1.2）。系統(tǒng)完全還原患者病情，操作時(shí)會(huì)對(duì)用戶(hù)逐步提示，用戶(hù)每一步操作都會(huì)有相應(yīng)反饋。圖圖1.2VR模擬胸腔穿刺術(shù)模擬胸腔穿刺術(shù)（3）VR手術(shù)直播培訓(xùn)由于醫(yī)學(xué)生無(wú)法進(jìn)入手術(shù)室學(xué)習(xí)，VR直播可同步播放手術(shù)室中的實(shí)時(shí)情況，使醫(yī)學(xué)生能身臨其境地觀摩學(xué)習(xí)手術(shù)。國(guó)內(nèi)已將VR技術(shù)應(yīng)用于腦脊髓血管解剖、腦血管造影手術(shù)4的專(zhuān)業(yè)直播與技術(shù)培訓(xùn)中。（4）VR解剖學(xué)教室國(guó)內(nèi)相關(guān)院校已設(shè)置VR解剖學(xué)教室，可供多人同時(shí)進(jìn)入同一虛擬場(chǎng)景空間，突破學(xué)生學(xué)習(xí)立體解剖空間的瓶頸，大幅提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與成效（圖1.3）。虛擬場(chǎng)景解剖軟件可支持300人同時(shí)上線，在模擬環(huán)境里拆解、旋轉(zhuǎn)人體中超過(guò)4000個(gè)不同解剖部位，靜態(tài)或動(dòng)態(tài)觀察臟器的活動(dòng)。圖圖1.3VR解剖學(xué)教室解剖學(xué)教室2、、AR醫(yī)療發(fā)展現(xiàn)狀醫(yī)療發(fā)展現(xiàn)狀A(yù)R技術(shù)與醫(yī)療融合技術(shù)與醫(yī)療融合的主要應(yīng)用方向包括醫(yī)學(xué)教育、中醫(yī)藥教育、輔助手術(shù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、醫(yī)療檢測(cè)等。國(guó)內(nèi)科技公司現(xiàn)有的AR醫(yī)療產(chǎn)品主要針對(duì)醫(yī)院和第三方實(shí)驗(yàn)室，包括硬件、應(yīng)用軟件等。在醫(yī)學(xué)教育醫(yī)學(xué)教育方面，已經(jīng)成熟的應(yīng)用有利用AR技術(shù)尋找靜脈注射用血管。在實(shí)際醫(yī)護(hù)工作中，小孩的血管比較纖細(xì)5或者部分患者血管凹陷的情況給護(hù)理工作帶來(lái)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(hù)士準(zhǔn)確定位注射用血管，避免操作失誤對(duì)患者的傷害。在中醫(yī)藥教育中醫(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(lái)；在針灸教學(xué)過(guò)程中，AR技術(shù)可以為學(xué)生展現(xiàn)出虛擬人體模型，演示穴位定位、進(jìn)針手法等教學(xué)過(guò)程。在遠(yuǎn)程醫(yī)療遠(yuǎn)程醫(yī)療方面，可以通過(guò)AR眼鏡直接傳輸手術(shù)情況給遠(yuǎn)方專(zhuān)家組，專(zhuān)家可以通過(guò)遠(yuǎn)程輔助技術(shù)遠(yuǎn)程給手術(shù)主刀醫(yī)生提供意見(jiàn)。在醫(yī)療檢測(cè)醫(yī)療檢測(cè)方面，部分醫(yī)院進(jìn)行了一些嘗試，如通過(guò)AR全息眼鏡觀察人體結(jié)構(gòu)、通過(guò)AR技術(shù)監(jiān)測(cè)患者生命體征等。國(guó)內(nèi)典型應(yīng)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)11月，國(guó)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(shí)，需要通過(guò)空間想象來(lái)疊加，AR技術(shù)能三維再現(xiàn)影像，提高手術(shù)的精準(zhǔn)度和安全性。救護(hù)車(chē)內(nèi)5G+AR醫(yī)療急救7月，國(guó)內(nèi)某醫(yī)院順利完成5G+AR醫(yī)療急救演6練。在接到急救電話(huà)后，醫(yī)院調(diào)配置5G城市應(yīng)急救援系統(tǒng)的“5G救護(hù)車(chē)”前往，從患者被抬上“5G救護(hù)車(chē)”的一刻起，車(chē)上的急救人員與醫(yī)院急診搶救醫(yī)護(hù)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)“零時(shí)差”對(duì)接。救護(hù)車(chē)內(nèi)的醫(yī)護(hù)人員采取5G網(wǎng)絡(luò)聯(lián)動(dòng)方案，佩戴AR眼鏡，與醫(yī)院內(nèi)專(zhuān)家進(jìn)行遠(yuǎn)程AR診療。通過(guò)AR眼鏡，院內(nèi)專(zhuān)家可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者病情變化，進(jìn)行遠(yuǎn)程會(huì)診指導(dǎo)急救，爭(zhēng)分奪秒搶救患者。5G+AR智慧醫(yī)療7月，國(guó)內(nèi)某醫(yī)院通過(guò)5G+AR技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程協(xié)同介入手術(shù)?？h級(jí)市人民醫(yī)院醫(yī)生借助AR眼鏡，將手術(shù)實(shí)況實(shí)時(shí)回傳至相距千里的國(guó)內(nèi)頂級(jí)三甲醫(yī)院專(zhuān)家（圖1.4），在心內(nèi)科專(zhuān)家的指導(dǎo)下順利完成冠脈介入治療手術(shù)。圖圖1.4術(shù)者佩戴術(shù)者佩戴AR眼鏡，將影像傳輸至后端眼鏡，將影像傳輸至后端通常國(guó)內(nèi)中小型醫(yī)院醫(yī)生在面對(duì)一些復(fù)雜手術(shù)時(shí)，希望有大型醫(yī)院專(zhuān)家的協(xié)助指導(dǎo)。邀請(qǐng)外院專(zhuān)家會(huì)診存在路途遙7遠(yuǎn)、專(zhuān)家時(shí)間沖突、患者費(fèi)用和病情能否允許等一系列現(xiàn)實(shí)問(wèn)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(shí)時(shí)同步手術(shù)全過(guò)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(zhuān)家的遠(yuǎn)程協(xié)助問(wèn)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(jí)醫(yī)療制度，緩解廣大群眾就醫(yī)難的問(wèn)題。3、政策環(huán)境發(fā)展情況、政策環(huán)境發(fā)展情況以來(lái)，我國(guó)多個(gè)部委陸續(xù)出臺(tái)了多份推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展及醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的相關(guān)政策，持續(xù)提升對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)醫(yī)療技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品消費(fèi)、市場(chǎng)應(yīng)用的支持力度。表1相關(guān)部委關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)的政策措施發(fā)布時(shí)間發(fā)布時(shí)間政策名稱(chēng)政策名稱(chēng)發(fā)布機(jī)構(gòu)發(fā)布機(jī)構(gòu)政策內(nèi)容政策內(nèi)容9月（二）國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r（二）國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r1、、VR醫(yī)療發(fā)展現(xiàn)狀醫(yī)療發(fā)展現(xiàn)狀VR技術(shù)與醫(yī)療融合的技術(shù)與醫(yī)療融合的主要應(yīng)用方向包括機(jī)器人手術(shù)、恐懼癥治療、手術(shù)模擬和技能培訓(xùn)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(yīng)用案例如下：（1）VR手術(shù)模擬器VR+醫(yī)療的主流應(yīng)用領(lǐng)域是通過(guò)VR技術(shù)訓(xùn)練外科醫(yī)生。9國(guó)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(guò)模擬器實(shí)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（圖1.5）。圖圖1.5VR手術(shù)模擬手術(shù)模擬（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(jìn)”他的身體里，進(jìn)而制定更精準(zhǔn)的治療方案。國(guó)外有VR公司為每名患者量身定制一個(gè)360°的虛擬現(xiàn)實(shí)世界，通過(guò)VR技術(shù)將患者身體的病灶重現(xiàn)（圖1.6）。醫(yī)生可以邀請(qǐng)患者一起“鉆”進(jìn)這個(gè)世界，共同商量制定治療方案，并通過(guò)反復(fù)模擬操作最終實(shí)現(xiàn)手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的顯著降低。10圖圖1.6VR重現(xiàn)病灶重現(xiàn)病灶（3）VR改變幻肢感受?chē)?guó)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(jué)和觸覺(jué)誘騙截肢者的大腦，讓假肢的使用更簡(jiǎn)單、自然。截肢者戴上VR頭盔可以看到虛擬假肢（圖1.7）。通過(guò)對(duì)截肢患者殘肢的神經(jīng)施加人工觸覺(jué)，同時(shí)虛擬假肢的食指會(huì)在受刺激的觸摸感覺(jué)中同步發(fā)光，從而產(chǎn)生幻肢和假肢是同一個(gè)肢體的錯(cuò)覺(jué)。圖圖1.7患者正在使用患者正在使用VR改變幻肢感受改變幻肢感受112、、AR醫(yī)療發(fā)展現(xiàn)狀醫(yī)療發(fā)展現(xiàn)狀在AR技術(shù)與醫(yī)療融合技術(shù)與醫(yī)療融合領(lǐng)域，國(guó)外研究機(jī)構(gòu)正在開(kāi)發(fā)AR系統(tǒng)，可以將計(jì)算機(jī)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(zhǔn)確定位，節(jié)省手術(shù)時(shí)間。在遠(yuǎn)程手術(shù)中，世界各地的外科醫(yī)生團(tuán)隊(duì)還可以通過(guò)AR技術(shù)協(xié)同工作。該技術(shù)已基本成熟，但遠(yuǎn)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(yīng)用案例如下：（1）AR輔助脊椎手術(shù)國(guó)外已經(jīng)開(kāi)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(diǎn)來(lái)制定手術(shù)方案，以便更加精確地放置植入物（圖1.8），整個(gè)手術(shù)時(shí)長(zhǎng)縮短，減輕了患者和醫(yī)生的負(fù)擔(dān)。同樣，當(dāng)植入物放置完畢或手術(shù)完成后，醫(yī)生也可以通過(guò)該AR系統(tǒng)來(lái)觀察手術(shù)效果，無(wú)需患者額外接受檢查。12圖圖1.8AR對(duì)輔助判斷穿刺位置對(duì)輔助判斷穿刺位置（2）AR解剖教學(xué)系統(tǒng)國(guó)外醫(yī)療創(chuàng)企開(kāi)發(fā)出可以顯示8或兒童患者，更加難以穿刺成功。通過(guò)AR技術(shù)與手持掃描可以幫助找到靜脈準(zhǔn)確位置（圖1.10）。研究表明這項(xiàng)技術(shù)將首次找準(zhǔn)靜脈的可能性提高3.5倍，大幅提升患者的就醫(yī)體驗(yàn)。圖圖1.10AR掃描儀找準(zhǔn)靜脈掃描儀找準(zhǔn)靜脈（4）AR手術(shù)視覺(jué)指南美國(guó)食品藥物監(jiān)督管理局（FDA）已批準(zhǔn)首個(gè)用于AR頭戴式顯示器的醫(yī)療視覺(jué)輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)2D、3D和4D圖像技術(shù)，讓醫(yī)生在手術(shù)開(kāi)始前獲得可能在術(shù)中遇到問(wèn)題的視覺(jué)指南（圖1.11）。該系統(tǒng)可以呈現(xiàn)患者2D和3D圖像，并將其準(zhǔn)確地疊加在患者身上。圖圖1.11AR手術(shù)視覺(jué)輔助手術(shù)視覺(jué)輔助14二、主要發(fā)展方向二、主要發(fā)展方向（一）虛擬現(xiàn)實(shí)（一）虛擬現(xiàn)實(shí)+醫(yī)學(xué)教育培訓(xùn)醫(yī)學(xué)教育培訓(xùn)將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與醫(yī)學(xué)教育相結(jié)合進(jìn)行人才培養(yǎng)，發(fā)展虛擬現(xiàn)實(shí)醫(yī)學(xué)教育是當(dāng)前的重點(diǎn)。根據(jù)《中國(guó)衛(wèi)生健康統(tǒng)計(jì)年鑒》，我國(guó)衛(wèi)生技術(shù)人員已達(dá)758萬(wàn)，預(yù)計(jì)到全國(guó)衛(wèi)生計(jì)生人才總量將達(dá)1255萬(wàn)人。按照衛(wèi)健委要求，我國(guó)醫(yī)院的醫(yī)生和護(hù)士比例應(yīng)為1：2，重要科室醫(yī)生和護(hù)士的比例應(yīng)是1：4。但全國(guó)實(shí)際的醫(yī)護(hù)比例僅為1：0.61，與1：2.7的國(guó)際水平相差很大。醫(yī)護(hù)比例短期內(nèi)存在5~有60所一本類(lèi)院校開(kāi)設(shè)護(hù)理專(zhuān)業(yè)，畢業(yè)人數(shù)1.2萬(wàn)人，每年人才缺口10~財(cái)政劃撥給醫(yī)務(wù)人員教育的款項(xiàng)、醫(yī)藥企業(yè)用于醫(yī)生教育的市場(chǎng)費(fèi)用、醫(yī)生每年用于培訓(xùn)的個(gè)人花費(fèi)共計(jì)約260億元。根據(jù)QYResearch數(shù)據(jù)，我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)醫(yī)學(xué)教育市場(chǎng)規(guī)模2.1億美元，預(yù)計(jì)將達(dá)到10億美元以上，年復(fù)合增長(zhǎng)率22%，高于全球市場(chǎng)水平。虛擬現(xiàn)實(shí)在醫(yī)學(xué)教育方面的典型案例如下：1、、VR全景視頻培訓(xùn)全景視頻培訓(xùn)近年來(lái)，醫(yī)療領(lǐng)域逐步開(kāi)始通過(guò)VR技術(shù)進(jìn)行醫(yī)療培訓(xùn)。15VR醫(yī)療培訓(xùn)能提供全方位沉浸感的專(zhuān)業(yè)服務(wù)，讓被培訓(xùn)者在虛擬環(huán)境中深度學(xué)習(xí)，快速提高技能。國(guó)外部分大學(xué)正致力于通過(guò)VR技術(shù)培訓(xùn)醫(yī)護(hù)人員（圖2.1）。研究人員使用專(zhuān)業(yè)級(jí)全景相機(jī)記錄教學(xué)全過(guò)程，并使用頭戴式顯示設(shè)備讓學(xué)生身臨其境地觀摩學(xué)習(xí)。圖圖2.1培訓(xùn)者正使用培訓(xùn)者正使用VR觀看全景教學(xué)視頻觀看全景教學(xué)視頻VR全景視頻培訓(xùn)通過(guò)構(gòu)建一個(gè)高還原度的模擬環(huán)境，讓學(xué)生身臨其境地感受整個(gè)救護(hù)過(guò)程，從中學(xué)習(xí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與應(yīng)對(duì)技巧，而不僅僅是通過(guò)課堂上教學(xué)者的講解來(lái)獲取理論知識(shí)。這種真實(shí)的臨場(chǎng)感所特有的緊張和壓力可以讓學(xué)生更熟悉救護(hù)場(chǎng)景，了解如何應(yīng)對(duì)這種場(chǎng)景帶來(lái)的壓力，有助于最大限度地減少人為失誤所導(dǎo)致的醫(yī)療事故。2、、VR手術(shù)模擬培訓(xùn)手術(shù)模擬培訓(xùn)VR手術(shù)模擬培訓(xùn)是通過(guò)VR技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)虛擬仿真手術(shù)室場(chǎng)景，模擬真實(shí)患者、醫(yī)生、護(hù)士和手術(shù)室環(huán)境，然16后使用VR設(shè)備，在虛擬場(chǎng)景下進(jìn)行手術(shù)培訓(xùn)（圖2.2、2.3）。圖圖2.2學(xué)生正使用學(xué)生正使用VR設(shè)備進(jìn)行模擬手術(shù)設(shè)備進(jìn)行模擬手術(shù)圖圖2.3學(xué)生正使用學(xué)生正使用VR設(shè)備進(jìn)行模擬手術(shù)設(shè)備進(jìn)行模擬手術(shù)VR能有效提高培訓(xùn)效果能有效提高培訓(xùn)效果。國(guó)外研究表明，與僅接受傳統(tǒng)骨科手術(shù)培訓(xùn)的學(xué)生相比，經(jīng)過(guò)VR培訓(xùn)的醫(yī)學(xué)生的整體水平測(cè)試分?jǐn)?shù)要高出130%，同時(shí)正確率高出38%，速度也快都要監(jiān)控自身所受X光輻射的總量，VR手術(shù)模擬培訓(xùn)能很好地解決這一問(wèn)題。另外，VR手術(shù)模擬培訓(xùn)可以讓外科醫(yī)生隨時(shí)隨地多次練習(xí)，有助于完成培訓(xùn)目標(biāo)；能為外科醫(yī)生提供一些困難且少見(jiàn)的案例，提高醫(yī)生診療水平；可以為受訓(xùn)醫(yī)生評(píng)分和反饋，幫助他們學(xué)習(xí)和提高；能將培訓(xùn)中專(zhuān)家和非專(zhuān)家用戶(hù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算出不同醫(yī)療機(jī)構(gòu)中外科醫(yī)生的整體表現(xiàn)，幫助醫(yī)生之間互相學(xué)習(xí)，推動(dòng)整體醫(yī)療水平的提高；能支持遠(yuǎn)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(xùn)。（二）虛擬現(xiàn)實(shí)（二）虛擬現(xiàn)實(shí)+個(gè)性化健身個(gè)性化健身虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)一方面能增進(jìn)健身的趣味性，讓高強(qiáng)度的訓(xùn)練變成舒適的的游戲體驗(yàn)；另一方面能提供精準(zhǔn)的技術(shù)指導(dǎo)，有助于用戶(hù)更快的學(xué)習(xí)技術(shù)動(dòng)作，更有效達(dá)到訓(xùn)練目標(biāo)。18虛擬現(xiàn)實(shí)在健身方面的典型應(yīng)用案例如下：1、、VR健身場(chǎng)景模擬健身場(chǎng)景模擬VR領(lǐng)域有很多健身項(xiàng)目，比如帶上VR眼鏡，用戶(hù)就可以從小房間中枯燥無(wú)聊的劃船機(jī)上擺脫出來(lái)，進(jìn)入到虛擬場(chǎng)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(yùn)動(dòng)品牌商開(kāi)始嘗試將VR與運(yùn)動(dòng)健身進(jìn)行結(jié)合（圖2.4），開(kāi)發(fā)了新型的APP與配件，并且認(rèn)為這將改變?nèi)藗兊慕∩砩罘绞健D圖2.4健身者正使用健身者正使用VR設(shè)備進(jìn)行健身設(shè)備進(jìn)行健身2、、VR健身場(chǎng)景模擬健身場(chǎng)景模擬+數(shù)據(jù)化數(shù)據(jù)化美國(guó)運(yùn)動(dòng)類(lèi)APP科技公司開(kāi)發(fā)了一款VR健身模擬軟件，并將VR中的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)連接至手機(jī)APP供用戶(hù)查看，包括時(shí)間、距離、消耗的卡路里和心率數(shù)據(jù)納入統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。用戶(hù)只要購(gòu)買(mǎi)一個(gè)合適的運(yùn)動(dòng)傳感器，就能夠體驗(yàn)到將日常普通的健身場(chǎng)景虛擬化+健身數(shù)據(jù)化（圖2.5）。19圖圖2.5使用使用VR與傳感器達(dá)到虛擬化、數(shù)據(jù)化健身與傳感器達(dá)到虛擬化、數(shù)據(jù)化健身3、、AR虛擬健身教練虛擬健身教練開(kāi)發(fā)者運(yùn)用130臺(tái)單反相機(jī)對(duì)健身教練的動(dòng)作進(jìn)行捕捉拍攝和構(gòu)建3D動(dòng)畫(huà)模型，高品質(zhì)的3D模型能完全復(fù)制教練的健身動(dòng)作（圖2.6）。用戶(hù)可以360°無(wú)死角觀看健身教練的動(dòng)作。與傳統(tǒng)健身教學(xué)視頻相比，一些視頻不容易理解的教學(xué)動(dòng)作能夠更直觀的表現(xiàn)出來(lái)。圖圖2.6對(duì)健身教練進(jìn)行動(dòng)作捕捉對(duì)健身教練進(jìn)行動(dòng)作捕捉癡呆防治老年癡呆國(guó)外開(kāi)發(fā)出的一款使用運(yùn)動(dòng)傳感器的VR認(rèn)知康復(fù)系統(tǒng)，由14種使用視覺(jué)感知的日常訓(xùn)練游戲組成，通過(guò)智力刺激提高解決日常生活所遇問(wèn)題的認(rèn)知能力（圖2.15）。該系統(tǒng)不僅對(duì)預(yù)防癡呆癥成效顯然，而且對(duì)腦損傷患者的理解力恢復(fù)富有幫助。圖圖2.15老年人正使用老年人正使用VR設(shè)備進(jìn)行防治老年癡呆設(shè)備進(jìn)行防治老年癡呆（六）虛擬現(xiàn)實(shí)（六）虛擬現(xiàn)實(shí)+視力障礙治療視力障礙治療，世界衛(wèi)生組織發(fā)布的《視力殘疾全球數(shù)據(jù)報(bào)告》28指出，全球約有2.46億人視力低下（患病率3.65%），3900萬(wàn)人目盲（患病率0.58%），其中我國(guó)共有6726.4萬(wàn)人視力低下（患病率27.3%），824.8萬(wàn)人目盲（患病率來(lái)，國(guó)外多個(gè)高校及科研機(jī)構(gòu)致力于推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)醫(yī)療產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。美國(guó)紐約州立大學(xué)、德克薩斯大學(xué)和哈佛大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)模擬了多個(gè)可能會(huì)導(dǎo)致抑郁癥的場(chǎng)景，幫助青少年了解大腦運(yùn)作模式，從而學(xué)會(huì)如何控制自己以及如何更好地改變自己行為。華盛頓大學(xué)研發(fā)了一項(xiàng)幫助介入放射科醫(yī)生實(shí)現(xiàn)在微血管中安全精準(zhǔn)的3D實(shí)時(shí)導(dǎo)航的新VR技術(shù)。美國(guó)杜克大學(xué)研發(fā)了基于虛擬現(xiàn)實(shí)的模擬和腦波控制的機(jī)器人套裝，幫助8位嚴(yán)重脊髓損傷患者經(jīng)過(guò)12個(gè)月訓(xùn)練計(jì)劃恢復(fù)對(duì)下肢部分神經(jīng)控制。德國(guó)漢堡大學(xué)開(kāi)發(fā)了VOXEL-MAN 虛擬平臺(tái)，建立了融合醫(yī)學(xué)影像學(xué)領(lǐng)域優(yōu)秀成果及完備的醫(yī)學(xué)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的三維可視化人體模型，用以模擬解剖、外科手術(shù)、放射成像、測(cè)量距離等。加拿大多倫多大學(xué)研發(fā)了高性能計(jì)算與具有高度沉浸感的可視化技術(shù)相結(jié)合的SGIOnyx3800系統(tǒng)，使研究人員能夠更有效地研究分子間的相互作用，運(yùn)用應(yīng)用軟件完成計(jì)算化學(xué)所需的繁瑣數(shù)字計(jì)算，進(jìn)行新藥物開(kāi)發(fā)。加拿大34Sunnybrook醫(yī)院通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)幫助患者減輕術(shù)前焦慮。日本東京大學(xué)重點(diǎn)研發(fā)了VR可視化、開(kāi)發(fā)虛擬全息系統(tǒng)，使用頭戴式顯示器可在建筑群中漫游。（二）國(guó)內(nèi)高?？蒲羞M(jìn)展（二）國(guó)內(nèi)高?？蒲羞M(jìn)展國(guó)內(nèi)部分高校及科研院所也已開(kāi)