VR 技术在中医学教学中的应用初探*

刘妍彤 李晓晨 任爽 曹奇 张杰※

（1.中国医科大学附属第一医院中医学教研室，辽宁 沈阳 110001；2.辽宁中医药大学针灸推拿学院科研实验中心，辽宁 沈阳 110032）

现如今，移动网络与大数据技术的迅速发展，为教学课堂的建设提供了技术多元化的保障，在课堂中运用多模式的信息技术，可促进教学模式的多样化，提升学生学习兴趣，深化教学效果，构建学生自主、协作的学习环境，是教学改革的有效切入点。中医学课程在医学院校普遍开展，但中医学理论知识体系复杂、抽象，且概念较多，专业范围广，中医四诊、针灸经络等内容操作复杂，在有限的教学资源配置条件下，许多实验受到限制，医学生临床实践机会不足[1]。基于目前教学环境，VR 技术的出现可有效解决这一难题，将VR 技术引入到中医学的教学当中，整合教学资源，建立涵盖基础、尊重个体、立足临床的三维立体化授课实践课堂，具有重要意义[2]。

1 VR 技术概述

Virtual reality（VR），即一种通过计算机创建的虚拟现实技术。目前，随着VR 技术的发展，其不再局限于对计算机图像领域的关注，同时还关联到多重技术融合应用，包括仿真技术、传感技术、显示技术等，建构了一个由多维信息组合而成的虚拟显示空间，带给用户身临其境的沉浸感[3,4]。VR 技术同时兼有多重感知性、存在感、交互性和自主性等特征。其中，多重感知性是指除了计算机显示所带来的直观视感之外，还刺激了用户听觉、触觉、嗅觉等多重感知。存在感则指用户以参与主角的身份，置身于虚拟环境中的真实程度，甚至可以达到真假难辨。同时，VR 技术还搭建了用户与虚拟环境中物体之间的交互性，并得到一定的自然反馈，这也是依据现实世界物理运动定律动作的自主性而实现。

2 VR 技术在医学教学中的应用

由于VR 技术自身特点，其在医学与教育领域中应用尤为适合，通过科学技术营造一个虚拟学习空间，将抽象的知识通过虚拟感受和虚拟视觉等转换为真实感受，建立一种创新型的教学模式[5]。VR 技术应用于医学教育存在2 个关键点：真实与再现。对真实临床的再现，除了更高精度、更舒适、更具人体工程学的VR 设备，还需要多感觉反馈设备的配合，如：进行虚拟临床患者查体训练时，除了视觉上的输入，还需要患者躯体质感、内脏器官听诊音等触觉、听觉上的准确反馈。VR 技术由于其交互性和沉浸感，不同于既往的视频教学，在临床医学教育中具有明显的优点，包括：（1）能真实模拟临床情景和反馈；（2）大量学员可同时近距离接触教学内容；（3）临床教学将不再受时间空间的限制，自主支配更加合理；（4）成本低廉，VR 教学内容一次录入可重复使用，且可以减少在现实空间训练操作中的成本。基于VR 技术特点和发展趋势，以及VR 技术与医疗教育的联动方式，VR技术适用于实习课的教学[6]。目前研究显示VR 技术在医学教育领域的应用有很好的效果，认可度较好[7-9]，学生总体满意度高[10]。

3 VR 技术在中医学教学中应用的意义

无论何种形式的教学改革，其最主要的目的是激发学生的学习热情，培养学生自主学习能力，提高学生的学习效率，将VR 技术引入日常教学，可以拉近教师与学生的距离，从而激发学生的学习兴趣，解决目前疫情情况下的实习教学困难，尽可能地模拟临床实际场景，使学生将刻板知识尽可能多地应用到临床实际中，为中医学教学的开展提供极大帮助。中医学作为中国传统文化，其教学具有知识体系复杂、知识点抽象等特点，尤其是中医四诊以及针灸等课程的教学，受条件的影响，教学具有一定的难度。将VR 技术应用到中医针灸、四诊等的临床教学中，极大地带动了学生的兴趣和积极性，学生可充分体验游戏般的学习过程，在轻松愉悦的氛围中，准确高效快捷地掌握穴位的分布规律以及中医辨病辨证的方式方法，同时在给予相应的中医处置后得到一定的反馈，逐步掌握诊疗的规律。综上所述，将VR 技术应用在中医教学的临床实习中不失为一种良策。

4 VR 在中医学教学中应用方案

4.1 VR 技术辅助课件的开发制作，制作VR 视频将VR技术应用于中医学教学的第一步是辅助多媒体课件的开发，制作VR 视频，提高多媒体的应用价值。VRML 语言是VR 技术描述虚拟场景常用的一种语言，对图形动画和声音的控制较为灵活，有利于VR 技术的课件开发，建立三维场景，实现三维世界的互动[11]，这不仅能增强学生对课程的学习热情，而且还有助于学生理解记忆。加强VR 技术在中医学实习教学中的运用，应将VR 技术与现有资源整合，同时不断研发出更多、更好的VR 视频，实现知识点的立体化，可视化，尤其适用于目前环境下学生的学习。

4.2 VR 技术整合教学资源，创建VR 学习平台VR 技术能够实现资源共享，使资源信息得到有机整合，建立立体化VR 学习平台。教师通过VR 技术的应用，实现了远程教育，学生可以到虚拟的环境学习，突破了时间和空间的限制，提高了学生的思维想象力，丰富了学习资源，突破了现实教学的局限性。平台内容除了实践技能预习复习，还包括对复杂中医理论解释更直观的3D 图像，让学生突破时空界限，不再局限于课堂以及实训室，通过VR 学习平台，在课前课后自主学习，增进对难点重点的理解，充分利用优质的教学资源。

4.3 VR 技术辅助实践教学，建立VR 教学实训室VR 技术能够辅助针刺等实践操作，能够突破时间和材料的限制，减少实验错误所带来的损害，帮助学生在逼真的虚拟环境下进行更加便捷的实验设计，这不仅在一定层面上降低了实验消耗量，而且增强了实验操作的安全性和可靠性。通过建立针灸等虚拟实训，利用VR 技术的沉浸性，人们可以进行诸多教学操作，如更为精致地展示全真模拟针灸取穴操作过程等。这些操作能够让学生对抽象的中医经络有更深的感受和认识，有效掌握临床实践技能，提升教学质量，减少使用医疗模型，节约医疗资源，突破实验限制，规避临床实践中的不安全因素。

4.4 VR 技术辅助中医辨证论治临床教学，建立VR 中医辨证论治诊疗室通过VR 技术可以把中医的四诊模式，立体动态地展现出来，把中医的经络与脏腑、经络与疾病动态地展现，建立VR 中医辨证论治诊疗室，虚拟门诊病房以及标准化的病人，对临床上的一些常见病、多发病的诊疗过程等进行模拟。通过建立中医学临床仿真模拟诊疗实训室，训练学生如何准备客观全面迅速地对患者进行四诊以及辨证论治。

5 VR 技术在中医学实践教学中课程研究方式

引入VR 技术，应用于实践教学工作中。其中包括中医基础知识的VR 化、基本技能训练VR 化、虚拟临床教学VR 化。

5.1 中医基础知识的VR 化利用虚拟技术将平面的概念与知识进行三维化、实体化。结合VR 技术，可以将中医基础理论知识虚拟三维化、实体化的同时，赋予其交互调控的功能，将枯燥的知识点转化为印象深刻的图像与交互过程，增强教学质量，提高学生的学习兴趣。

5.2 基本技能训练VR 化针灸等中医课程教学需要与临床实践进行紧密连接，利用VR 技术可将针刺过程真实、低成本、无风险地呈现给所有学生，可以加深学生对于经络腧穴的理解，提升学生的实际操作能力[12]。上海中医药大学基础医学院的姜俊教授团队[13,14]，将腧穴解剖结构与德国汉堡大学VOXEL-MAN 可视人体操作平台进行结合，开发出虚拟针刺力反馈系统人机互动操作平台。学生可以通过操作力反馈仪控制虚拟环境中的毫针，对虚拟人进行针刺，从显示器中直观地看到毫针进入不同层次人体组织的动态过程，并可在力反馈仪控制末端感受到真实的反作用力。

5.3 虚拟临床教学VR 化利用VR 技术可以再现医院门诊、急诊以及病房的场景，重现患者救治的全过程，针对临床上的一些常见病、多发病等进行模拟，有针对性地进行锻炼，提升学生诊疗水平。现有研究证实采用VR系统能够为学生提供生动的学习环境，在心肺复苏等临床实践中加以应用，提供虚拟体验，可加速学生学习知识的过程[15]。遵循以上临床教学构建模式，构建中医四诊辨证模拟实验教学系统，使临床真实的病例情况得到再现，加深学生对理论知识的理解，提升中医辨证的实际运用能力。

综上，随着VR 技术的不断发展完善以及软硬件设备价格降低，此类技术日渐成熟。VR 技术自身特点决定了其适用于医学教学，在医学基础知识和临床诊疗过程均有良好的切入点。紧跟技术发展趋势，将VR 技术恰当地运用于中医学教学中，必须根植于临床，定位于学生，融汇于技术，跨学科合作，在此基础上，VR 技术必将为医疗教育事业改革带来全新思路。结合目前的中医学教学环境以及知识体系特点，利用虚拟现实VR 技术，采用虚拟仿真实验教学模式，录制VR 视频，整合中医立体化资源，构建中医四诊辨证以及针灸模拟实验教学系统，借助虚拟环境的体验，加强中医学基本操作以及诊疗技术的练习，提升中医辨证的实际运用能力以及实践能力，打破了教学的时空界限，可作为新型教学模式的初步探讨。