虚拟现实技术在口腔医学领域的应用现状及发展前景

李子涵刘明政任自豪罗晓童张衡

（安徽医科大学安徽合肥326200）

【摘要】随着科技的发展和进步，虚拟现实技术成为当前最热的技术。在口腔医学领域中，虚拟现实技术的发展借助虚拟现实技术，口腔医学专业的学生在学习的过程中可以更加直观地了解人体口腔的基本构造，从而更加深刻地掌握口腔医学的专业技术内容。本文在研究中基于问卷调研、网络调研以及文献检索等多种研究方式，就目前在口腔医学领域中虚拟现实技术应用存在的问题以及发展前景进行了探讨和论述。

【关键词】虚拟现实；口腔医学；应用现状；发展前景

【中图分类号】R783.5【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2018）15-0388-02

由于人体的复杂性，从医学生掌握所需的大量与人体结构及功能有关的医学基础课程到外科医师临床实践手术培训，都受到了很多因素的限制。传统的教学方式使课堂教学为主，老师口头讲授，板书演示，再结合挂图、模型、标本等辅助教学工具进行教学。随着科学技术的快速发展，许多计算机技术被应用在医学领域，例如临床检验自动化、影像检查信息化等，这些技术使医院的服务水平、医疗水平有了很大的提高[1]。作为相对复杂的虚拟现实技术同样适用于医学的教学、培训及临床中，在口腔医学领域有着非常重要的现实意义。

1.现代医学教学现状

近半个世纪以来，随着科学的发展和技术的进步，医学发展突飞猛进。但是医学作为一门经验科学，手术操作及技能水平需要日积月累、逐渐提高。然而，令人堪忧的是现代医学的手术教学仍局限于观看图片、幻灯片、录像、尸体解剖和临床观摩等方式，年轻医师缺乏有效的手术操作训练手段，而操作不熟练及经验不足都很可能将导致医疗失误或事故的发生[1]。根据2004年数据显示，美国每年因为医疗失误导致死亡人数为44000～94000人，而大部分的医疗失误是由于创伤性的人为因素引起的[2]。

以口腔医学教学为例，以往对口腔医师进行专业手术技能培养主要通过尸体头颅的解剖和实际手术进行技能操作的训练，但两者各有其弊端。尸体标本数量有限、成本较高且操作不可重复。实际手术操作机会少且不利于医患关系[3]。

2.虚拟现实技术的优势

随着信息技术的迅猛发展，二十世纪末兴起了一门崭新的综合性信息技术，即虚拟现实(VirtualReality，下简称‘VR’)技术。VR技术是一门建立在多学科高端发展成果上的新兴的边缘技术[4]。作为人类认知学习和相关能力发展的新工具，VR技术具有科学、形象、简易、安全、经济、实效、适应性强等优点，有力的支持医学教学走向规模化、最优化和人性化，对医学教育领域产生越来越重要的影响。

2.1激发学习兴趣

我国过去的医学教育注重抽象的理论知识，无法剖析人体口腔结构，也无法观察口腔疾病的发生过程，教学内容死板、不够形象，这对学生掌握医学知识造成了极大的阻碍。虚拟仿真技术成功解决了这一问题，它利用三维软件技术构建详细的人体口腔结构模型，使学生在人机交互中轻松直观地掌握了相关知识。

2.2提高口腔操作技术的实践性

传统的国内外口腔医学教学主要采用仿头模系统进行训练，但该系统存在较大的缺陷，它无法反馈治疗过程中患者疼痛、不适等感受，使得学生无法及时改进其操作的不良行为。另外，仿头模训练系统训练范围有限，无法模拟其它口腔疾病，如口腔软组织疾病。而VR技术高度仿真的环境能够拓宽学生的训练范围，也能实时将“口腔疾病患者”在就诊过程中的不适反馈给操作者。

2.3帮助学习者理解记忆

口腔颌面部的血管和神经错综复杂，熟练掌握口腔颌面部的解剖结构可大大地减少手术中的失误率及意外发生率。二维解剖关系往往因观察视角的不同而不同，无法形成直观的空间映像，因而用于临床教学可以说信息不足；而建立在遗体上的三维解剖关系，受到来源的限制而且耗时。利用VR技术建立的三维立体解剖图像可克服二维平面描述解剖仅能表达某一角度的观察结果，避免了仅靠空间想象导致解剖关系理解的偏差，能全方位无死角地呈现解剖结构及其毗邻关系。

此外VR技术还具有可彻底打破时空限制、可重复操作、使学习更加安全高效、缓解教学资源紧张、没有伦理风险、便于进行实验测评等优势。利用VR技术，口腔医师可以行手术操作技能的训练，缩短临床培训时间，节约培训费用，减少医疗失误的发生，最大限度地降低医院耗材及病人痛苦。因此可以说VR技术是未来最合适的口腔诊疗操作技能培训工具。

3.虚拟技术在口腔医学领域的应用

在口腔医学领域，更多更完善的VR诊疗操作技能培训系统不断涌现。1990年，Ranta提出了设计VR牙体窝洞预备操作培训系统的概念。Thomas等开发的Impulse2000N练系统、瑞典NobelBiocare公司开发的NobelGuide系统，以及我国北京大学口腔医院开发的模拟口腔检查、口腔剖面检查和牙体预备的系统等，这些VR系统涉及牙体牙周、口腔颌面外科和口腔种植等多专业领域，主要用于疾病诊治和手术模拟两方面。

3.1疾病诊治模拟

借助VR技术的引入，口腔医生能够在进行疾病诊治的过程中，通过三维建模，对于病症的成因、未来可能的发展趋势做出精准的判断。同时在制定诊疗对策时，也可以借助VR技术进行预先模拟。通过反复模拟，做出最优诊疗决策。

3.2手术场景模拟

随着虚拟现实技术的引入，在未来的口腔手术上，完全可以通过VR技术进行手术场景模拟，一方面是进行相应的影像数据模拟，同时完成口腔环境的模拟，从而让医生更准确地判断病灶位置及情况，并做出相应的手术计划。而后基于VR技术进行手术计划的模拟，提高手术的成功概率。这对于更有效提升医生的医术以及提高疾病诊治的成功率等方面都有非常重要的价值。

4.关于虚拟现实技术在口腔医学领域应用及发展的调研结果

在进行调研的过程中，共计设置了20个题目，主要调查对象是本科口腔医学生，共计发放问卷282份，回收280份。在进行具体的问题调研分析上，考虑到部分题目回答的有效性存在缺失，为此在进行具体的调研结果分析上，以实际有效回收的调研结果为准。

4.1样本基本情况

在进行调研的过程中，男女比例基本持平。同时在关于虚拟显示技术的人之上，基本上99.5%的参与调研人士都给出了各自的认知表达。绝大多数的受访者认为自身对于虚拟现实技术有一定的熟知度，其中14.9%的受访者表示曾经主动查找过相关期刊文献或者浏览官方网站，但仍有8.8%的受访者表示完全不了解。

4.2关于虚拟现实技术在口腔医学领域的应用情况的调研

在调研的过程中，绝大多数的受访者表示期待VR技术在口腔医学领域的应用，并认为其有一定的价值和意义。其中77.1%的受访者表示VR的优势在于能够通过反复模拟诊断提高操作者实践能力，73.6%的受访者认为VR技术可以增强学生的记忆效果，70.0%的受访者表示该技术可以激发学生的自主创新能力。

4.3关于虚拟现实技术在口腔医学领域的发展前景的调研

在进行调研分析的过程中，69.1%的受访者表示比较看好VR技术在医学领域的发展前景，但有6.6%的受访者表示仍然支持传统教育方式。其发展的最大阻碍在于需要大量的科研资金支持（42.3%）和专业的理论技术支持（36.5%）。但总体来说，大多数的受访人员对VR技术应用于口腔医学领域的发展前景持有乐观态度。

5.总结

本文在研究过程中，结合虚拟现实技术以及该技术在口腔医学的应用现状、未来发展前景等方面内容进行了论述。本次调查了解到大多数受访者对VR技术有一定认知，对其应用持有期待态度。关于VR技术在医学领域的发展前景，虽然存在一定阻碍，但多数人的态度仍相对乐观。随着计算机技术的发展、理论逐渐成熟、资金支持到位，这些不足将会得到解决。可以预料，虚拟现实将像历史上的电脑一样，最终飞入寻常百姓家。而其在医学中更广泛、更深入的应用，将会给传统医疗带来革命性的变化，实现我国医疗救治水平的不断改善和提升。

【参考文献】

[1]于洪波,代杰文,于德栋，等.手术虚拟系统在正颌外科教学中的应用[J].中国医学教育技术,2014,28(1):75-77.

[2]GallagherAG,CatesCU.Virtualrealitytrainingfortheoperatingroomandcardiaccatheterisationlaboratory[J].Lancet,2004,(364):1538-1540.

[3]王强.刍议虚拟现实技术在口腔医学教育中的应用[J].健康教育,2015:120.

[4]石巧,侯建霞.虚拟现实技术在口腔诊疗操作培训中的应用[J].国际口腔医学2015,42(1):69-74.