《虚拟现实医疗应用白皮书》doc.docx
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《虚拟现实医疗应用白皮书》doc
《虚构现实医疗应用白皮书（）》
虚构现实医疗应用白皮书（）吴阶平医学基金会虚构现实
家产结盟赛迪智库电子信息研究所10月序言序言虚构现实与医
疗的交融将为传统医疗行业带来崭新改革。
虚构现实拥有传神的场景表现、事先可规划性和过程可重复性，可有效解决医疗行业面对的实操风险高、可重复率低、培训资源欠缺等问题。
跟着虚构现实技术的不停进步与发展，虚构现实+医疗时代正逐渐到来。
为加速推动我国虚构现实医疗应用的迅速发展，吴阶平医学基金会、虚构现实家产结盟、赛迪智库电子信息研究所联合编写了《虚构现实医疗应用白皮书》，剖析了国内外虚构现实医疗应用发显现状，梳理了我国虚构现实医疗的发展方向和创新进展，对虚构现实医疗行业的发展趋向进行了展望。
在此基础上对虚构现实医疗应用的发展提出了举措建议，以期为我国虚构现实医疗应用发展和有关政策拟订供给参照。
若有商议之处，欢迎责备指正。
本白皮书由吕建平、安晖主编，闵世豪、秦文健、谢广磊、郑俊、温晓君、赵燕、张甜甜参加撰稿。
年10月月I目目录录一、发显现状1
（一）国内发展状况2
（二）外国发展状况8二、主要发展方向14
（一）虚构现实+医学教育培训14
（二）虚构现实+个性化健身17（三）虚构现实+
心理阻碍治疗扩大，估计将达到17亿美元，的市场复合增加率
估计为105.6%。
虚构现实在医疗领域的应用波及手术模拟、技术培训、手术
辅助、心理治疗等多个领域。
现有国内虚构现实技术方案主要集中在医学教育领域，覆盖
市场在60%以上。
在临床方面，虚构现实技术使用率较低，体验感还没有获取
医生和医疗机构的广泛认同，属于科研拓展阶段，还未形成完美
的商业闭环。
2
（一）国内发展状况
（一）国内发展状况1、、VR医疗发展
现状医疗发显现状VR技术与医疗交融的技术与医疗交融的主要
应用方向包含虚构手术培训、加强临床诊断、远程医疗、心理疾
病治疗、护理学和痊愈训练、产品研发等。
在模拟手术领域模拟手术领域，经验丰富的外科医生能够利
用虚构手术室学习和探究新技术，或许进一步深入掌握详细手术
操作步骤。
在培训领域培训领域，医学生能够以身临其境的方式学习人
体解剖、临床等有关知识。
国内典型应用案比以下：
（1）VR剖腹产手术模拟主要经过
VR技术模拟真切手术室环境，全方向沉醉式体验剖腹产手术流
程（图）。
软件使用高精度孕妇模型将皮肤、内部脏器、胎儿完好模拟
真切人体解剖构造。
用户在操作过程中能获取及时交互反应，还可以接受理论知识
查核，实现交互实操与理论相联合。
软件还可以模拟突发状况，训练用户临场应付能力。
同时包含教课模式与查核模式，以更好地掌控用户的学习进
度。
3图图1.1VR模拟剖腹产手术模拟剖腹产手术
（2）VR胸腔
穿刺术模拟经过VR技术模拟胸腔积液或气胸患者，利用胸腔穿刺抽取积液或气体模拟手术（图）。
系统完好复原患者病情，操作时会对用户逐渐提示，用户每一步操作都会有相应反应。
图图1.2VR模拟胸腔穿刺术模拟胸腔穿刺术（3）VR手术直播培训因为医学生没法进下手术室学习，VR直播可同步播松手术室中的及时状况，使医学生能身临其境地观摩学习手术。
国内已将VR技术应用于脑脊髓血管解剖、脑血管造影手术4的专业直播与技术培训中。
（4）VR解剖学教室国内有关院校已设置VR解剖学教室，可供多人同时进入同一虚构场景空间，打破学生学习立体解剖空
间的瓶颈，大幅提高学生的学习兴趣与收效（图）。
虚构场景解剖软件可支持300人同时上线，在模拟环境里拆解、旋转人体中超出4000个不一样解剖部位，静态或动向察看脏器的活动。
图图1.3VR解剖学教室解剖学教室2、、AR医疗发显现状医疗发显现状AR技术与医疗交融技术与医疗交融的主要应用方向
包含医学教育、中医药教育、辅助手术、远程医疗、医疗检测等。
国内科技公司现有的AR医疗产品主要针对医院和第三方实
验室，包含硬件、应用软件等。
在医学教育医学教育方面，已经成熟的应用有益用AR技术
找寻静脉注射用血管。
在实质医护工作中，小孩的血管比较纤细5或许部分患者血
管凹陷的状况给护理工作带来了很大挑战。
AR技术能够在患者身体上投射出血管图形，让护士正确立位
注射用血管，防止操作失误对患者的损害。
在中医药教育中医药教育方面，将AR
联合，可将中药植株和饮片立体地显现出来；
技术与中药材图谱相
在针灸教课过程中，
AR技术能够为学生显现出虚构人体模型，演示穴位定位、进针
手法等教课过程。
在远程医疗远程医疗方面，能够经过AR眼镜直接传输手术状况给远方专家组，专家能够经过远程辅助技术远程给手术主刀医生供给建议。
在医疗检测医疗检测方面，部分医院进行了一些试试，如通
过AR全息眼镜察看人体构造、经过AR技术监测患者生命体征
等。
国内典型应用案比以下：
（1）AR技术辅助下颅内血管畸形切
除手术11月，国内某医院达成AR技术辅助下小孩颅内血管畸
形切除手术。
手术借助AR技术将患儿的病变地点、血管和组织以三维
（3D）图像方式表现给医生。
过去，医生在查察二维（2D）影像资料时，需要经过空间想
象来叠加，AR技术能三维再现影像，提能手术的精确度和安全
性。
（2）救护车内5G+AR医疗急救7月，国内某医院顺利达成
5G+AR医疗急救演6练。
在接到急救电话后，医院分配置5G城市应急营救系统的“5G救护车”前去，从患者被抬上“5G救护车”的一刻起，车上的急救人员与医院急诊急救医护团队实现“零时差”对接。
救护车内的医护人员采纳5G网络联动方案，佩带AR眼镜，与医院内专家进行远程AR诊断。
经过AR眼镜，院内专家可及时监测患者病情变化，进行远程会诊指导急救，分秒必争急救患者。
（3）5G+AR智慧医疗7月，国内某医院经过5G+AR技术成功实现了远程共同介下手术。
县级市人民医院医生借助AR眼镜，将手术实况及时回传至相距千里的国内顶级三甲医院专家（图），在心内科专家的指导下顺利达成冠脉介入治疗手术。
图图1.4术者佩带术者佩带AR眼镜，将影像传输至后端眼镜，
将影像传输至后端往常国内中小型医院医生在面对一些复杂手
术时，希望有大型医院专家的辅助指导。
邀请外院专家会诊存在路程遥7远、专家时间矛盾、患者费
用和病情可否同意等一系列现实问题。
不一样地域的医生之间的信息传达主要依赖微信等方法，难以
及时同步手术全过程信息，在与生命的赛跑中很可能出现“慢半
拍”的状况。
5G+AR技术能够解决大型医院专家的远程辅助问题，将大型
医院的技术能力下沉辐射到更宽泛的地区，有效助推分级医疗制
度，缓解广大民众就医难的问题。
3、政策环境发展状况、政策环境发展状况以来，我国多个部
委陆续出台了多份推动虚构现实技术家产发展及医疗领域应用
的有关政策，连续提高对虚构现实医疗技术研发、产品花费、市
场应用的支持力度。
表1有关部委对于虚构现实的政策举措公布时间公布时间政
策名称政策名称公布机构公布机构政策内容政策内容9月
（二）
外国发展状况
（二）外国发展状况1、、VR医疗发显现状医疗发
显现状VR技术与医疗交融的技术与医疗交融的主要应用方向包
括机器人手术、惧怕症治疗、手术模拟和技术培训等。
别的，VR医疗在患者教育、心理健康和心理治疗等方面也发
挥侧重要作用。
典型应用案比以下：
（1）VR手术模拟器VR+医疗的主流应
“幻肢”
用领域是经过VR技术训练外科医生。
9外国VR公司将3D技术和VR相联合，研发出各样手术模拟器。
外科医生戴好特定的VR眼镜后，能够经过模拟器实行各样手术。
此中手术刀的角度、操作力度等均能表此刻虚构患者身上（图）。
图图1.5VR手术模拟手术模拟
（2）VR病灶重此刻VR技术的帮助下，患者能够和医生一同“走进”他的身体里，从而拟订更精确的治疗方案。
外国有VR公司为每名患者量身定制一个360°的虚构现实世界，经过VR技术将患者身体的病灶重现（图）。
医生能够邀请患者一同“钻”进这个世界，共同商议拟订治疗方案，并经过频频模拟操作最后实现手术风险的明显降低。
10图图1.6VR重现病灶重现病灶（3）VR改变化肢感觉外国
某研究院利用VR技术和神经刺激技术，帮助截肢者改变
感觉，联合视觉和触觉诱骗截肢者的大脑，让假肢的使用更简单、
自然。
截肢者戴上VR头盔能够看到虚构假肢（图）。
经过对截肢患者残肢的神经施加人工触觉，同时虚构假肢的
食指会在受刺激的触摸感觉中同步发光，从而产生幻肢和假肢是
同一个肢体的错觉。
图图1.7患者正在使用患者正在使用VR改变化肢感觉改变化
肢感觉112、、AR医疗发显现状医疗发显现状在
AR技术与医疗
交融技术与医疗交融领域，外国研究机构正在开发
AR系统，可
以将计算机体层拍照（CT）、磁共振成像（MRI）、X射线或超声
扫描的2D诊断图像变换为3D图像。
该技术能够供给患者正常解剖和病变图像，这些图像在手术
中可显示在患者体表，辅助医生正确立位，节俭手术时间。
在远程手术中，世界各地的外科医生团队还可以够经过AR技
术共同工作。
该技术已基本成熟，但远程手术需要能够在大概70毫秒内显
示信息，网速仍是一大挑战。
典型应用案比以下：
（1）AR辅助脊椎手术外国已经开发出一
套联合AR技术的医疗影像办理系统，该系统能够让医生预先了
解患者身体构造状况，而后依据其构造特色来拟订手术方案，以便更为精确地搁置植入物（图），整个手术时长缩短，减少了患者和医生的负担。
相同，当植入物搁置完成或手术达成后，医生也能够经过该
AR系统来察看手术成效，无需患者额外接受检查。
12图图1.8AR对辅助判断穿刺地点对辅助判断穿刺地点
（2）
AR
解剖教课系统外国医疗创企开发出能够显示
8或小孩患者，
更为难以穿刺成功。
经过AR技术与手持扫描能够帮助找到静脉正确地点（图
）。
研究表示这项技术将初次找准静脉的可能性提高
3.5倍，大
幅提高患者的就医体验。
图图1.10AR扫描仪找准静脉扫描仪找准静脉（4）AR手术视觉指南美国食品药物监察管理局（FDA）已同意首个用于AR
头戴式显示器的医疗视觉辅助系统，该系统经过2D、3D和4D
图像技术，让医生在手术开始前获取可能在术中碰到问题的视觉
指南（图）。
该系统能够表现患者2D和3D图像，并将其正确地叠加在患
者身上。
图图1.11AR手术视觉辅助手术视觉辅助14二、主要发展方
向二、主要发展方向
（一）虚构现实
（一）虚构现实+医学教育
培训医学教育培训将虚构现实技术与医学教育相联合进行人材
培育，发展虚构现实医学教育是目前的要点。
依据《中国卫生健康统计年鉴》，我国卫生技术人员已达758
万，估计到全国卫生计生人材总量将达1255万人。
依据卫健委要求，我国医院的医生和护士比率应为1：
2，重
要科室医生和护士的比率应是1：
4。
但全国实质的医护比率仅为1：
，与1：
2.7的国际水平
相差很大。
医护比率短期内存在5~有60所一本类院校开设护理专业，
毕业人数1.2万人，每年人材缺口10~财政划拨给医务人员教育
的款项、医药公司用于医生教育的市场花费、医生每年用于培训
的个人花销合计约260亿元。
依据QYResearch数据，我国虚构现实医学教育市场规模2.1亿美元，估计将达到10亿美元以上，年复合增加率22%，高于
全世界市场水平。
虚构现实在医学教育方面的典型案比以下：
1、、VR全景视频
培训全景视频培训最近几年来，医疗领域逐渐开始经过VR技术进行
医疗培训。
15VR医疗培训能供给全方向沉醉感的专业服务，让被培训者
在虚构环境中深度学习，迅速提高技术。
外国部分大学正致力于经过VR技术培训医护人员（图）。
研究人员使用专业级全景相机记录教课全过程，并使用头戴
式显示设施让学生身临其境地观摩学习。
图图2.1培训者正使用培训者正使用VR观看全景教课视频观看全景教课视频VR全景视频培训经过建立一个高复原度的模拟环境，让学生身临其境地感觉整个救护过程，从中学习实践经验与应付技巧，而不只是是经过讲堂上教课者的解说来获取理论知识。
这类真切的临场感所独有的紧张和压力能够让学生更熟习救
护场景，认识怎样应付这类场景带来的压力，有助于最大限度地减少人为失误所致使的医疗事故。
2、、VR手术模拟培训手术模拟培训VR手术模拟培训是经过
VR技术，建立一个虚构仿真手术室场景，模拟真切患者、医生、护士和手术室环境，然16后使用VR设施，在虚构场景下进行
手术培训（图、）。
图图2.2学生正使用学生正使用VR设施进行模拟手术设施进行模拟手术图图2.3学生正使用学生正使用VR设施进行模拟手术设施进行模拟手术VR能有效提高培训成效能有效提高培训成效。
外国研究表示，与仅接受传统骨科手术培训的学生对比，经
过VR培训的医学生的整体水平测试分数要超出130%，同时正确率超出38%，速度也快都要监控自己所受X光辐射的总量，
VR手术模拟培训能很好地解决这一问题。
此外，VR手术模拟培训能够让外科医生随时随处多次练习，有助于达成培训目标；能为外科医生供给一些困难且少见的事例，提高医生诊断水平；能够为受训医生评分和反应，帮助他们
学习和提高；能将培训中专家和非专家用户的数据进行对照，计算出不一样医疗机构中外科医生的整体表现，帮助医生之间相互学习，推动整体医疗水平的提高；能支持远程课程，为医疗资源较缺少地域的医生供给医疗培训。
（二）虚构现实
（二）虚构现实+个性化健身个性化健身虚构现实技术一方面能增进健身的兴趣性，让高强度的训练变为舒坦的的游戏体验；另一方面能供给精确的技术指导，有助于用户更快的学习技术动作，更有效达到训练目标。
18虚构现实在健身方面的典型应用案比以下：
1、、VR健身
场景模拟健身场景模拟VR领域有好多健身项目，比方带上VR
眼镜，用户便可以从小房间中乏味无聊的划船机上挣脱出来，进入到虚构场景中，就像在真切的大江大河里漂流。
有好多VR创业公司与运动品牌商开始试试将VR与运动健身进行联合（图），开发了新式的APP与配件，并且认为这将改变人们的健身生活方式。
图图2.4健身者正使用健身者正使用VR设施进行健身设施进行健身2、、VR健身场景模拟健身场景模拟+数据化数据化美国
运动类APP科技公司开发了一款VR健身模拟软件，并将VR中的运动数据连结至手机APP供用户查察，包含时间、距离、耗费的卡路里和心率数据归入统计数据。
用户只需购置一个适合的运动传感器，便可以体验到将平时一般的健身场景虚构化+健身数据化（图）。
19图图2.5使用使用VR与传感器达到虚构化、数据化健身与传感器达到虚构化、数据化健身3、、AR虚构健身教练虚构健身教练开发者运用130台单反相机对健身教练的动作进行捕获拍摄和建立3D动画模型，高质量的3D模型能完好复制教练的健身动作（图）。
用户能够360°无死角观看健身教练的动作。
与传统健身教课视频对比，一些视频不简单理解的教课动作
能够更直观的表现出来。
图图2.6对健身教练进行动作捕获对健身教练进行动作捕获
痴呆防治老年痴呆外国开发出的一款使用运动传感器的VR认知痊愈系统，由14种使用视觉感知的平时训练游戏构成，经过智力刺激提高解决平时生活所遇问题的认知能力（图）。
该系统不单对预防痴呆症收效明显，并且对脑损害患者的理
解力恢复富裕帮助。
图图2.15老年人正使用老年人正使用VR设施进行防治老年
痴呆设施进行防治老年痴呆（六）虚构现实（六）虚构现实+视力阻碍治疗视力阻碍治疗，世界卫生组织公布的《视力残疾全世界数据报告》28指出，全世界约有2.46亿人视力低下（生病率3.65%），3900万人目盲（生病率0.58%），此中我国共有6726.4万人视力低下（生病率27.3%），824.8万人目盲（生病率来，外国多个高
校及科研机构致力于推动虚构现实医疗家产技术创新发展。
美国纽约州立大学、德克萨斯大学和哈佛大学研究人员开发
模拟了多个可能会致使抑郁症的场景，帮助青少年认识大脑运作
模式，从而学会怎样控制自己以及怎样更好地改变自己行为。
华盛顿大学研发了一项帮助介入放射科医生实此刻微血管中
安全精确的3D及时导航的新VR技术。
美国杜克大学研发了鉴于虚构现实的模拟和脑波控制的机器
人套装，帮助8位严重脊髓损害患者经过12个月训练计划恢复
对下肢部分神经控制。
德国汉堡大学开发了VOXEL-MAN虚构平台，成立了交融医
学影像学领域优异成就及齐备的医学知识库系统的三维可视化人体模型，用以模拟解剖、外科手术、放射成像、丈量距离等。
加拿大多伦多大学研发了高性能计算与拥有高度沉醉感的可视化技术相联合的SGIOnyx3800系统，使研究人员能够更有效
地研究分子间的相互作用，运用应用软件达成计算化学所需的繁琐数字计算，进行新药物开发。
加拿大34Sunnybrook医院经过虚构现实技术帮助患者减少术前忧虑。
日本东京大学要点研发了VR可视化、开发虚构全息系统，使用头戴式显示器可在建筑群中遨游。
（二）国内高校科研进展
（二）国内高校科研进展国内部分高校及科研院所也已展开虚构现实在医疗领域的技术创新研究。
北京航空航天大学在可交互人体器官数字模型及虚构手术、虚实交融环境要点技术及应用、数据驱动的虚构场景生成方面获得大批成就。
北京师范大学虚构现实与可视化技术研究所成立了包含680
套中国人完好颅面数据的数据库，颅面形态学知识剖析模型和颅面统计变形模型。
复旦大学研究团队开发了一款针对认知功能阻碍患者的VR游戏，使用户身临其境经过多场景交互游戏，刺激训练使用者的计算力、记忆力、注意力、履行功能等进行多项认知功能。
35四、发展展望四、发展展望
（一）虚构现实医疗的细分领
域将不停拓展
（一）虚构现实医疗的细分领域将不停拓展虚构现实技术在医疗健康领域的发展，源自于医疗健康领域自己的需乞降发展。
跟着虚构现实体验感和医学专业性的提高，虚构现实技术应
用将渐渐从科研实验室到应用级平台推动，最后融入平时临床工
作。
在影像学领域在影像学领域，医疗影像将增添VR、AR及MR模块，三维交互表现成效更完美。
跟着CT、MRI及超声图像的体素化技术和平台成熟，影像三维重修、人工智能、边沿界定技术的不停完美，临床诊断、医疗影像软件系统和远程诊断深度关系，有效提高医疗诊断效率。
在高值耗材领域在高值耗材领域，经过使用MR眼镜，进行空间微定位装置关系，在术前规划和术中导航的运用，提高手术质量和精确度。
主要应用在神经外科、骨科等领域，和原来耗材器材厂商形成家产闭环。
在医药类分子生物学领域在医药类分子生物学领域，医生能够使用VR眼镜联合3D显微镜察看细胞，生成立体化数据。
虚构现实设施关系电子显微镜将在构造分析和可视化专家系统据有必定比重。
在精神卫生治疗领域，在精神卫生治疗领域，VR治疗既能够独自使用，也能够作为现有的认知治疗中的创新工具使用。
系统化的虚构现36实心理治疗医疗器材类产品将出现，可搜
集管理
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