虚拟现实技术在医疗设备领域的发展前景

王丽明

摘 要：随着科技发展，虚拟现实在生活中的应用也越来越广泛，虚拟现实技术的强大功能使其不止停留在娱乐阶段，更深入到各个专业领域中。生活节奏的加快让人们无暇顾及自己的身体健康，即使青年壮年也有各种疾病缠身。医疗事业在当今社会发挥着重要的作用，作为拯救生命的行业，从医者的专业素质及技术水平都不停接受着巨大的考验。医疗产品作为医生的工具，若能与虚拟现实技术结合，提高医疗水平，便能解救更多的生命。

关键词：虚拟现实；医疗；发展

中图分类号：R197.39 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）35-0060-02

1 虚拟现实

1.1 虚拟现实的概念

虚拟现实是一种目前较为流行的先进的计算机虚拟系统，涉及到人工智能、计算机图像、智能控制等众多现今领域，虚拟现实技术是将计算机中的图像以三维的形态展现在人们的眼前，让操作者沉浸其中，有真实的感知体验，并能与之进行交互作用，现有的虚拟现实产品大都可以实现真实环境可视化和可操作化。虚拟现实中还包含一项增强现实，增强现实技术是将真实世界信息叠加在虚拟世界信息上的新技术，把原本在现实世界空间范围内无法体验到的信息通过科学技术，将虚拟的影相叠加到此时间的现实空间中，并被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。同时展现出真实世界和虚拟世界的两种信息，并相互补充、叠加在视觉化的增强现实中，提供出一般情况下，不同于人类感知的信息。

1.2 虚拟现实技术的特点

虚拟现实技术拥有交互性，使用者可以利用虚拟设备，如头盔、数据手套等，在虚拟环境中对对象进行手势、语言等方面的操作，并得到反馈，就如同在真实世界中一样。

虚拟现实技术拥有沉浸感，虚拟环境中的图像和场景都是以三维立体形态呈现的，并且会对操作者的行为及语言进行反馈和回复，加强了虚拟空间的可信性和真实性，让使用者具有沉浸其中的感受。

1.3 虚拟现实技术的应用领域

虚拟现实技术在目前最为人们所熟知的领域就是娱乐，虚拟眼镜，虚拟游戏等等，由于虚拟现实技术拥有沉浸其中的感受，在游戏领域可以给使用者带来强烈的感官刺激，增强了游戏娱乐的趣味性。在艺术领域，VR技术可以将静态的图像雕塑等艺术作品转化为动态的形式，强调艺术的思考性，虚拟画廊、虚拟音乐厅和文物保护等方面就是应用的该方法；在教育方面，VR技术能够让使用者与学习对象进行更直观的接触和交流，提高学习乐趣和效率；城市规划方面，VR技术能够生成虚拟世界中的可视的规划方案及3D模型，减少传统制造生产过程中的资源和时间的浪费，提高效率，降低生产成本；在计算机科学领域，將科学数据可视化，常用于建立分子结构地震及地球环境等模型；在旅游业上，虚拟现实技术还可以模拟旅游环境，让使用者足不出户就可以看遍世界美景；VR技术使用越来越广泛，在医疗、人工智能、军事航空等领域均有涉猎，正在逐步改变我们的传统生活模式，并不断寻找和研发其更多可能性。

2 对传统医疗设备状况的分析

2.1 传统医疗设备的发展状况

随着我国医疗事业的飞速发展，对于医疗设备上的需求也在不断地增长，客观上推动了医疗企业的不断壮大，国内的医疗设备也在世界市场上占有了一席之地，可预见未来中国医疗器械行业的发展空间将是十分巨大的。但一些高端产品的设计和研发基本都是国外的技术，而国内这方面所占有的市场份额只是微量的一部分，导致这些原因主要是目前国内这方面的高级人才欠缺使得在这方面我国和欧美国家还是有一定的差距。

2.2 传统医疗器设备存在的问题

我国医疗器械的研发及创新水平也较低，产、学、研、结合不紧。研发、临床试验、注册和市场开拓花销较大。技术及造型上缺少自己的研发及创新产品，导致这一行业一直没有太大突破，在研发创新方面还存在很多缺陷。虽然我国的医疗产品正在逐步打入国际市场，扩张市场份额，但我国出口的产品多以加工方向为主，并且大多是中低档次的产品，缺少产品竞争力。此外，很多企业规模较小，技术及创新水平都有待提高，管理能力和抗风险能力也比较薄弱，在国际市场上没有太大竞争力。能否考虑在将来的医疗行业的发展上，在保证质量的基础上，尽可能降低成本，采取专业，系统化的生产链条，并且加强专业技术研发及创新，提高产品核心竞争力，生产出属于自己的医疗产品，提高国际上的行业竞争力。

3 虚拟现实技术在医疗设备领域的展望

3.1 虚拟现实技术在医学方面的应用

目前虚拟现实技术已经在医疗方面取得了部分成就，并有了一些值得称赞的设计，虚拟人体，传统的解剖模型大多只能用来观看，而真正用于解剖的人体都是福尔马林处理过的尸体标本，外观可怕有难闻的气味，并且尸源紧张，切一具少一具，连保存尸体很困难，每一次尸体解剖课程和练习都是一次挑战。而美国发明的虚拟人体解剖台则大大解决了这一难题，系统拥有一男一女两具人体模型，可任意切割，剥离，正、逆向解剖，方便医学生反复多次，并且在卫生的环境下学习解剖学。

虚拟手术与模拟，对于医学生来说，要想在未来临床手术及操作中作到少失误，反复多次的练习是非常必要的，但实际操作资源都是有限的，于是就有了虚拟手术技术，例如最基础的静脉穿刺训练系统，是较早的虚拟外科操作系统，设备模拟了静脉输液的全部流程，具有力反馈还能模拟回血，类似的模型还有很多种，例如虚拟腹腔镜，虚拟内镜等等，都是应用到现有医疗教育中较多的技术。此外，虚拟现实也可以应用到实际的手术操作中，例如器官移植手术，解决患者排异性问题，在手术前模拟被移植器官与患者的移植效果，减少术后出现排异性的问题。实际应用的还有整容手术，医生在术前利用虚拟现实技术进行模拟手术不断调整手术方案，提高患者术后满意率。

虚拟现实远程医疗技术，是提供给一些外地不方便去中心城市专家处治疗并手术的患者，医生通过虚拟环境下对虚拟病人的操作，控制在远方操作手术的机器人。目前，美国佐治亚医学院和佐治亚技术研究所的的专家们已经研究出了眼科手术操作机器人，在医生不去到现场的情况下也能安全操作机器人，对患者进行手术。endprint

虚拟现实康复医疗，主要应用于康复训练，将患者放置于一个虚拟环境中，体验不同的视觉和听觉刺激，利用虚拟环境指导患者完成特定的动作及任务。利用智能人体捕捉技术，识别患者定位，语音提示，对患者的视觉听觉触觉反馈，提供针对不同患者的治疗康复方案，存储患者的信息数据，在患者不受外界干扰的前提下，刺激患者对其做出反应，改善肢体运动功能、记忆力及其他脑功能，为中枢神经损伤的患者提供非规则性环境及开发性任务或闭合性任务，使他们学到各种解决目标任务的方法，而不是单一的肌肉激发模式。

3.2 对虚拟现实技术在医疗设备领域发展建议

目前，虚拟现实技术已经能实现使用者与机器的基本交互及操作，而在医疗领域，使用者带上眼镜或者头盔等技术载体便可对虚拟世界的虚拟对象进行基础操作，也可对模型人体骨骼肌肉等进行更直接的观察和研究学习。但目前虚拟现实在医学领域的技术还不够完善，并且医疗对象的特殊性加大了运用虚拟现实技术的医疗器械产品设计和生产难度，使得目前的虚拟现实医疗设备大都停留在概念阶段，较少应用到实践中去。加强技术研发，鼓励设计者和研究者在虚拟现实医疗方向的研究及探索，将研究延伸到更深的层次，对研发人才及团队提供政策与资金支持，鼓励开发有更好使用体验和创新性的产品；实現设计生产产业化，提高设计生产效率，降低生产成本，提供虚拟现实医疗方向的设计人才、技术人才的交流平台，构建一批拥有国际先进技术人才的生产研发团队，完善现有医疗设备的技术缺陷及不足，保障所有生成产品的性能及质量标准，形成一体化的链条。

3.3 虚拟现实技术在未来医疗设备方向的展望

随着科学水平的发展，虚拟现实技术也不再仅仅局限于娱乐活动，人们在不断的探索它在实用方向上的更多可能性，医学就是其中一个方向。如果能对现有的虚拟现实医疗技术进行不断的改进及创新，例如虚拟现实医疗手术，若能在术前，对较困难的手术进行反复操作和练习，降低真实手术成功率。医学教育在不断地培养未来的医疗人才，所以在学习期间若能将虚拟现实技术在医疗上的作用发挥到最大，也将为以后的医疗事业起到了巨大的推进作用！所以，医学作为解救生命的学科，能将虚拟现实技术应用到实践中去，挖掘其更多可能性，定能拯救更多的生命，造福社会和家庭。

4 结束语

科技飞速发展，虚拟现实技术虽不断完善，但大多用于娱乐项目，生活中很少见到能够解决现有社会问题的虚拟现实产品。设计服务于人，将虚拟现实技术运用到生活中解决问题才是实现其价值最好的办法。

参考文献：

[1]2013年中国医疗器械产业发展存在的问题浅析[Z].

[2]医疗器械未来十年仍高增长离不开传感[Z].

[3]虚拟现实技术及其应用[Z].

[4]丁群，黎弟美，洪娜佳.虚拟现实技术应用[J].科技创新与应用，2016（21）：61.endprint