妇产科教学具有较强的实践性，因实习演练的患者对象缺乏、侵入性操作的损伤和患者的自我保护意识，学生及年轻医生能够进行实际临床操作的机会有限，限制了其临床实践能力的培养。基于此，医学虚拟教育在妇产科教学中因必要性、伦理性、经济性和可推广性，使得其作用日益凸显，对于培养年轻妇产科医生的动手能力、“三基三严”训练和抽象知识掌握，以及临床教学量化考核等方面发挥着非常重要的作用。
引用本文： 王丹青, 尹如铁, 李清丽, 李克敏, 谢丹, 蒋心意. 虚拟现实技术在妇产科教学中的应用. 华西医学, 2017, 32(6): 914-917. doi: 10.7507/1002-0179.201609126 复制
虚拟现实（virtual reality，VR）技术是一门建立在多学科、高科技成果基础上的新兴边缘技术，涉及计算机图形学、人工智能、数据整合、图像识别、网络技术、计算机仿真技术、人机交互接口、传感与测量、微电子技术和精确反馈系统等众多相关科研领域，具备沉浸感、想象性和交互性 3 个本质特征[1]。临床医学教育可以通过 VR 技术构建三维可视界面，达成医学生或者年轻医生与临床情景相互作用，提升临床应变能力和实战技能。该技术更加适合妇产科的临床教学工作。
1 妇产科临床教学的特点和难点
妇产科学是临床医学教学中的主干学科，要求每一个医学生熟悉和掌握常见妇产科疾病的常规诊疗程序，每一名合格的年轻妇产科医生需要独立掌握常规手术和诊疗操作。但是，妇产科学因为疾病部位特殊，脏器隐匿且组织形态抽象、不可见，女性盆腔解剖结构复杂，学习时对解剖结构和层次不易掌握[2]。另外，患者和家属的自我防范和保护隐私的意识日益增强，对未知侵入性检查的恐惧感、妇科检查本身带来的不适感、文化差异等原因，部分患者拒绝妇科检查；在妇产科临床教学中愿意担当标准化病人的志愿者较难寻找，这亦使医学生和年轻医生对妇产科临床教学更感困难，特别是男生，因直接被家属或者患者拒绝，甚至出现逃避妇产科学学习的现象。
2 医学虚拟教学的特色
2.1 VR 技术的必要性
实践动手能力是外科性质的妇产科学医学生培养的重点。传统意义上的妇产科手术和操作，均系有创且把患者作为直接实践的对象，这种以患者为载体的跟师学徒式的练手模式，必定增加患者的痛苦和手术、侵入性检查的创伤风险。在目前医患矛盾尖锐、患者为本的情况下，以临床实战为基础的医学技能培训举步维艰，加之中国人口巨大，医生严重缺乏，医学实践教学资源的不足，传统的一对一或者多对一的教学模式已经不能适应现有的社会及医疗环境，必须创新突破才能满足当代医学教育的特殊性[3]。
有学者采用正常女性盆腔 CT 扫描数据在 Dextroscope 平台对骨盆和盆腔内的主要脏器进行三维重建，并在 VR 环境下进行虚拟诊疗的操作[4]，这将为妇产科学教学瓶颈的突破带来希望。
医学 VR 技术就是将医学与 VR 技术进行有机的结合。将 VR 技术广泛应用到医学领域，可为医学生和医生创造出一种有强烈现实沉浸感的虚拟环境，加强医学生对知识和实践的感受，增强医生与疾病、医生与患者之间的相互感知。
2.2 VR 技术的伦理性
毋庸置疑，妇产科临床教学过程的操作中大部分是具有侵入性的，对患者来说，可能会有创伤性和危险性，未婚女性还可能存在意外医源性处女膜损伤的伦理问题。医学生或者年轻医生的技能操作尚不规范和熟练，让其直接施行操作，除存在医疗资质的法律问题外，还有可能对患者构成伤害，甚至危及他们的生命，这有悖于医学伦理。其次临床教学中学生多组见/实习，如果反复检查同一例患者，患者的合作程度会明显降低，从爱伤观念和人道主义观念出发，需要有新的教学方法来代替以真人为对象的妇产科学临床实践教学[5]。
2.3 VR 技术的经济性
妇产科学教学的一个特点是高成本，包括对手术室的占用、手术器械和耗材的使用、消毒和医院感染防护的成本等等，而 VR 技术可以大大节约成本。而且，随着科技的日新月异，新知识、新技术层出不穷，所以医学生和年轻医生在专业教育上需要终身学习，这种新知识、新技术的学习成本高昂，方法复杂。而 VR 技术可以在某种程度上帮助大家学习或者熟悉这些新知识和新技术[6]。
近年来 VR 设备的价格逐渐下降，一副 VR 眼镜通常在 80～200 元之间，基于较高价格的妇产科实践用计算机辅助诊断，每年 1 500 美元的软件订阅成本，VR 技术无疑是一种价廉的学习工具，它提供的无损耗实践环境可以模拟实验、实习的全部过程，改变了传统的教师演示、学生练习的教学模式。学生可在不占用手术病房资源的情况下，掌握常见妇产科疾病诊疗的操作流程，这样很大程度地节约了临床实践资源，有效缓解供需矛盾。
应用 VR 技术，可重现同一妇产科病例和突发场景并借助教学实习医院的大数据整合，丰富案例库，针对某一妇产科疾病现象，模拟出不同的病因，并进行相应的处理。
2.4 VR 技术的可推广性
2.4.1 突破思维的界限 目前，医学类高校的教学现状为：医疗教学资源稀少，可供解剖和学习的标本稀少，很多实习课和动手能力是“纸上谈兵”，甚至是小动物的解剖对于日益增长的医学生实习需求来说是杯水车薪。而沉浸性是 VR 技术最主要的技术特征，使用者借助设备和自身的感知系统，在虚拟的三维环境中能全身性地投入学习，体会到与现实非常接近的教学环境，学习积极性和学习效果都能够得到很大的提高。
2.4.2 突破时空的界限 妇产科临床教学和其他医学教育一样，需要反复实践和强化，因实习空间的限制、病患隐私的考虑、课程排程相对固化等因素的制约，传统妇产科教学却未能有与之相当的实践教学来加以辅助，这样的矛盾必然会使临床教学质量的提升不能与理论和科技的发展同步。随着目前我国医疗事业和现代计算机技术的不断发展壮大，VR 技术必然会在妇产科教学中越来越普及、越来越深入。学员戴着便携式 VR 设备，如同身临其境站在手术室中，感受主刀医生的视野，并能清楚地看到每一步手术操作的细节；借助 360°全景视野的随意切换，他们还能实时观摩、学习医生和护士之间、主刀医生和助手之间以及手术医生和麻醉医生之间的默契配合[7-8]。
3 VR 技术在妇产科临床教学中的应用
3.1 建立妇产科临床技能模拟实验室
根据妇产科本科教学内容和住院医师规范化培训教学的要求及临床实践的需要，在医院或者医学院临床技能中心建立妇产科临床技能模拟实验室，共享 VR 硬件设施，购置和开发妇产科临床软件，为妇产科临床实践搭建 VR 平台。
在产科方面，通过高级电脑孕妇腹部检查模型，进行产科检查的四部手法触诊、胎儿心音的听诊、骨盆外测量训练；通过高智能数字化分娩与母子急救模拟人指导产科工作者，通过产程图辨别分娩的不同产程阶段、异常产程的诊断及合理的处理；通过胎儿的临床监护，及时诊断胎儿宫内窘迫，训练胎儿/新生儿窘迫的急救处理；通过高级助产训练模型、分娩机转示教模型和高级会阴切开缝合技能训练模型，进行助产技能训练等[9]。韩国已经开发出分娩 VR 模型，学生不仅可以进行接生，还可以对臀位分娩等较为复杂的接生情况进行模拟操作，以积累更多的实践经验，操作是否正确可以通过语音提示和警示显示来纠错[10]。
在妇科方面，通过高级妇科检查模型，进行如妇科双合诊、三合诊的检查，正常和各类异常子宫的触诊等各种妇科临床基本技能的训练；通过外科综合技能训练组合模型及外科缝合包扎模型，进行妇科手术操作基本技能训练。利用 HTC vive，医生们可实现戴上 VR 头盔，做虚拟手腕缝合手术如同打游戏一般激烈有趣[11]。
在计划/辅助生育专业方面，可通过高级人工流产模拟子宫、女性宫内避孕器及训练模型、高级透明刮宫模型、高级计划生育教育模型等，进行人工流产、刮宫术、宫内节育器的放置和取出等计划生育手术基本技能训练等。通过 VR 头盔，可观看一、二、三代辅助生育技术的全过程操作及技术培训，缩短年轻医生培养周期，开展基层医生继续教育，同时通过 VR 技术开展患者健康教育。
3.2 建立妇产科临床教学的量化考评系统
传统的临床教学质量评估具有主观性、滞后性和缺乏针对性，而 VR 技术应用于临床教学实践中，可以把学生或者年轻医师在 VR 技术下操作，与多维、多数据整合下的参考模式进行实时比对，通过图像识别的相似率进行比对，使虚拟世界中的操作迅速得到反馈，学生可以及时更正操作步骤，提升操作学习效率。同时，通过 VR 技术虚拟妇产科手术操作过程，可让学生在多维度视觉下寻找纰漏、加强思索[12]。
3.3 进行直观的医患沟通和交流训练
在与患者交流时，可以开发“VR 带你走进手术室”的大众科普应用，普通人也能戴上 VR 眼镜走进神秘的手术室，在医患沟通中，VR 可以更直观地让患者和家属理解手术方案，获得充分的知情权和选择权[13]。
3.4 学生和年轻医师课下的虚拟操作，加强“三基三严”训练
利用虚拟培训系统——VR 模拟器或视频模拟训练箱，让学员在短时间内熟悉和了解宫、腹腔镜设备手术器械的工作原理及使用方法，在模拟腹腔设备前，面对真正的腹腔镜电子成像设备，手持腹腔镜手术器械，练习如何操控目镜及腹腔镜手术器械的方向，可行棋盘、拾豆、走线、木块移动训练，缝合打结，模拟宫腔镜手术可行环状电极切割、针状电极分离、滚球电极点面止血以及宫腔内特定目标切割技巧等。此外，VR 技术还能促进教学相长，如哈佛医学院开展的妇产科医师培训——临床带教模拟训练，可训练和提高带教医师的教学技巧[14]。
3.5 把抽象知识具体化，让学习者更快捷地掌握知识
在妇科肿瘤治疗的临床实践中，可以将妇科患者肿瘤的形状、位置、大小模拟显示在屏幕上，然后将放射治疗的各种数据加入进去，再观察肿瘤的变化情况，以帮助医生修正治疗方案和射线剂量[15]。
在妇科肿瘤药物治疗的教学中，传统方法讲解药物动力学和药物代谢学时因为其相对枯燥、抽象，学生学习的效果不佳。但 VR 技术则把学习者带入了分子反应的内部，以获得真实感受和第一手概念资料，大大提高学习的趣味性和效率[16]。
4 结语
虽然 VR 技术在其他临床学科教学方面取得了一定的成绩，但仍存在着不足之处，如因缺乏和患者的真实接触，VR 技术对医学生和年轻医师人文精神的培养上，缺乏接触真实患者的具体感知[17]。
VR 技术的培训系统作为妇产科临床教学方法尚处在初期探索阶段，几乎是一种全新的教学方法。该技术应用于妇产科临床教学，不仅为医学生的妇产科临床操作技能训练提供了良好的条件，激发他们的学习热情和潜力；同时对任课教师的要求也较高，教师不仅要有丰富的专业知识储备，还需要不断改进教学方法，更好地利用虚拟技术服务课堂，提高教学效果。此外，对教务部门设备的提升要求较高，需要对妇产科课程设计中实际操作部分的框架进行全新整理，选择适合开展 VR 技术的项目进行前期探索，待实践中运行并完善。虽然 VR 技术还有很多亟待解决的问题，如视觉图像的质量、手感的真实性、空间声学及非语音听觉方面的改善等，但我们相信，随着 VR 技术的发展以及国内外对它的日益重视，这些问题迟早会得到解决，VR 技术在妇产科医学教育上必将会有更加广阔的应用前景。
虚拟现实（virtual reality，VR）技术是一门建立在多学科、高科技成果基础上的新兴边缘技术，涉及计算机图形学、人工智能、数据整合、图像识别、网络技术、计算机仿真技术、人机交互接口、传感与测量、微电子技术和精确反馈系统等众多相关科研领域，具备沉浸感、想象性和交互性 3 个本质特征[1]。临床医学教育可以通过 VR 技术构建三维可视界面，达成医学生或者年轻医生与临床情景相互作用，提升临床应变能力和实战技能。该技术更加适合妇产科的临床教学工作。
1 妇产科临床教学的特点和难点
妇产科学是临床医学教学中的主干学科，要求每一个医学生熟悉和掌握常见妇产科疾病的常规诊疗程序，每一名合格的年轻妇产科医生需要独立掌握常规手术和诊疗操作。但是，妇产科学因为疾病部位特殊，脏器隐匿且组织形态抽象、不可见，女性盆腔解剖结构复杂，学习时对解剖结构和层次不易掌握[2]。另外，患者和家属的自我防范和保护隐私的意识日益增强，对未知侵入性检查的恐惧感、妇科检查本身带来的不适感、文化差异等原因，部分患者拒绝妇科检查；在妇产科临床教学中愿意担当标准化病人的志愿者较难寻找，这亦使医学生和年轻医生对妇产科临床教学更感困难，特别是男生，因直接被家属或者患者拒绝，甚至出现逃避妇产科学学习的现象。
2 医学虚拟教学的特色
2.1 VR 技术的必要性
实践动手能力是外科性质的妇产科学医学生培养的重点。传统意义上的妇产科手术和操作，均系有创且把患者作为直接实践的对象，这种以患者为载体的跟师学徒式的练手模式，必定增加患者的痛苦和手术、侵入性检查的创伤风险。在目前医患矛盾尖锐、患者为本的情况下，以临床实战为基础的医学技能培训举步维艰，加之中国人口巨大，医生严重缺乏，医学实践教学资源的不足，传统的一对一或者多对一的教学模式已经不能适应现有的社会及医疗环境，必须创新突破才能满足当代医学教育的特殊性[3]。
有学者采用正常女性盆腔 CT 扫描数据在 Dextroscope 平台对骨盆和盆腔内的主要脏器进行三维重建，并在 VR 环境下进行虚拟诊疗的操作[4]，这将为妇产科学教学瓶颈的突破带来希望。
医学 VR 技术就是将医学与 VR 技术进行有机的结合。将 VR 技术广泛应用到医学领域，可为医学生和医生创造出一种有强烈现实沉浸感的虚拟环境，加强医学生对知识和实践的感受，增强医生与疾病、医生与患者之间的相互感知。
2.2 VR 技术的伦理性
毋庸置疑，妇产科临床教学过程的操作中大部分是具有侵入性的，对患者来说，可能会有创伤性和危险性，未婚女性还可能存在意外医源性处女膜损伤的伦理问题。医学生或者年轻医生的技能操作尚不规范和熟练，让其直接施行操作，除存在医疗资质的法律问题外，还有可能对患者构成伤害，甚至危及他们的生命，这有悖于医学伦理。其次临床教学中学生多组见/实习，如果反复检查同一例患者，患者的合作程度会明显降低，从爱伤观念和人道主义观念出发，需要有新的教学方法来代替以真人为对象的妇产科学临床实践教学[5]。
2.3 VR 技术的经济性
妇产科学教学的一个特点是高成本，包括对手术室的占用、手术器械和耗材的使用、消毒和医院感染防护的成本等等，而 VR 技术可以大大节约成本。而且，随着科技的日新月异，新知识、新技术层出不穷，所以医学生和年轻医生在专业教育上需要终身学习，这种新知识、新技术的学习成本高昂，方法复杂。而 VR 技术可以在某种程度上帮助大家学习或者熟悉这些新知识和新技术[6]。
近年来 VR 设备的价格逐渐下降，一副 VR 眼镜通常在 80～200 元之间，基于较高价格的妇产科实践用计算机辅助诊断，每年 1 500 美元的软件订阅成本，VR 技术无疑是一种价廉的学习工具，它提供的无损耗实践环境可以模拟实验、实习的全部过程，改变了传统的教师演示、学生练习的教学模式。学生可在不占用手术病房资源的情况下，掌握常见妇产科疾病诊疗的操作流程，这样很大程度地节约了临床实践资源，有效缓解供需矛盾。
应用 VR 技术，可重现同一妇产科病例和突发场景并借助教学实习医院的大数据整合，丰富案例库，针对某一妇产科疾病现象，模拟出不同的病因，并进行相应的处理。
2.4 VR 技术的可推广性
2.4.1 突破思维的界限 目前，医学类高校的教学现状为：医疗教学资源稀少，可供解剖和学习的标本稀少，很多实习课和动手能力是“纸上谈兵”，甚至是小动物的解剖对于日益增长的医学生实习需求来说是杯水车薪。而沉浸性是 VR 技术最主要的技术特征，使用者借助设备和自身的感知系统，在虚拟的三维环境中能全身性地投入学习，体会到与现实非常接近的教学环境，学习积极性和学习效果都能够得到很大的提高。
2.4.2 突破时空的界限 妇产科临床教学和其他医学教育一样，需要反复实践和强化，因实习空间的限制、病患隐私的考虑、课程排程相对固化等因素的制约，传统妇产科教学却未能有与之相当的实践教学来加以辅助，这样的矛盾必然会使临床教学质量的提升不能与理论和科技的发展同步。随着目前我国医疗事业和现代计算机技术的不断发展壮大，VR 技术必然会在妇产科教学中越来越普及、越来越深入。学员戴着便携式 VR 设备，如同身临其境站在手术室中，感受主刀医生的视野，并能清楚地看到每一步手术操作的细节；借助 360°全景视野的随意切换，他们还能实时观摩、学习医生和护士之间、主刀医生和助手之间以及手术医生和麻醉医生之间的默契配合[7-8]。
3 VR 技术在妇产科临床教学中的应用
3.1 建立妇产科临床技能模拟实验室
根据妇产科本科教学内容和住院医师规范化培训教学的要求及临床实践的需要，在医院或者医学院临床技能中心建立妇产科临床技能模拟实验室，共享 VR 硬件设施，购置和开发妇产科临床软件，为妇产科临床实践搭建 VR 平台。
在产科方面，通过高级电脑孕妇腹部检查模型，进行产科检查的四部手法触诊、胎儿心音的听诊、骨盆外测量训练；通过高智能数字化分娩与母子急救模拟人指导产科工作者，通过产程图辨别分娩的不同产程阶段、异常产程的诊断及合理的处理；通过胎儿的临床监护，及时诊断胎儿宫内窘迫，训练胎儿/新生儿窘迫的急救处理；通过高级助产训练模型、分娩机转示教模型和高级会阴切开缝合技能训练模型，进行助产技能训练等[9]。韩国已经开发出分娩 VR 模型，学生不仅可以进行接生，还可以对臀位分娩等较为复杂的接生情况进行模拟操作，以积累更多的实践经验，操作是否正确可以通过语音提示和警示显示来纠错[10]。
在妇科方面，通过高级妇科检查模型，进行如妇科双合诊、三合诊的检查，正常和各类异常子宫的触诊等各种妇科临床基本技能的训练；通过外科综合技能训练组合模型及外科缝合包扎模型，进行妇科手术操作基本技能训练。利用 HTC vive，医生们可实现戴上 VR 头盔，做虚拟手腕缝合手术如同打游戏一般激烈有趣[11]。
在计划/辅助生育专业方面，可通过高级人工流产模拟子宫、女性宫内避孕器及训练模型、高级透明刮宫模型、高级计划生育教育模型等，进行人工流产、刮宫术、宫内节育器的放置和取出等计划生育手术基本技能训练等。通过 VR 头盔，可观看一、二、三代辅助生育技术的全过程操作及技术培训，缩短年轻医生培养周期，开展基层医生继续教育，同时通过 VR 技术开展患者健康教育。
3.2 建立妇产科临床教学的量化考评系统
传统的临床教学质量评估具有主观性、滞后性和缺乏针对性，而 VR 技术应用于临床教学实践中，可以把学生或者年轻医师在 VR 技术下操作，与多维、多数据整合下的参考模式进行实时比对，通过图像识别的相似率进行比对，使虚拟世界中的操作迅速得到反馈，学生可以及时更正操作步骤，提升操作学习效率。同时，通过 VR 技术虚拟妇产科手术操作过程，可让学生在多维度视觉下寻找纰漏、加强思索[12]。
3.3 进行直观的医患沟通和交流训练
在与患者交流时，可以开发“VR 带你走进手术室”的大众科普应用，普通人也能戴上 VR 眼镜走进神秘的手术室，在医患沟通中，VR 可以更直观地让患者和家属理解手术方案，获得充分的知情权和选择权[13]。
3.4 学生和年轻医师课下的虚拟操作，加强“三基三严”训练
利用虚拟培训系统——VR 模拟器或视频模拟训练箱，让学员在短时间内熟悉和了解宫、腹腔镜设备手术器械的工作原理及使用方法，在模拟腹腔设备前，面对真正的腹腔镜电子成像设备，手持腹腔镜手术器械，练习如何操控目镜及腹腔镜手术器械的方向，可行棋盘、拾豆、走线、木块移动训练，缝合打结，模拟宫腔镜手术可行环状电极切割、针状电极分离、滚球电极点面止血以及宫腔内特定目标切割技巧等。此外，VR 技术还能促进教学相长，如哈佛医学院开展的妇产科医师培训——临床带教模拟训练，可训练和提高带教医师的教学技巧[14]。
3.5 把抽象知识具体化，让学习者更快捷地掌握知识
在妇科肿瘤治疗的临床实践中，可以将妇科患者肿瘤的形状、位置、大小模拟显示在屏幕上，然后将放射治疗的各种数据加入进去，再观察肿瘤的变化情况，以帮助医生修正治疗方案和射线剂量[15]。
在妇科肿瘤药物治疗的教学中，传统方法讲解药物动力学和药物代谢学时因为其相对枯燥、抽象，学生学习的效果不佳。但 VR 技术则把学习者带入了分子反应的内部，以获得真实感受和第一手概念资料，大大提高学习的趣味性和效率[16]。
4 结语
虽然 VR 技术在其他临床学科教学方面取得了一定的成绩，但仍存在着不足之处，如因缺乏和患者的真实接触，VR 技术对医学生和年轻医师人文精神的培养上，缺乏接触真实患者的具体感知[17]。
VR 技术的培训系统作为妇产科临床教学方法尚处在初期探索阶段，几乎是一种全新的教学方法。该技术应用于妇产科临床教学，不仅为医学生的妇产科临床操作技能训练提供了良好的条件，激发他们的学习热情和潜力；同时对任课教师的要求也较高，教师不仅要有丰富的专业知识储备，还需要不断改进教学方法，更好地利用虚拟技术服务课堂，提高教学效果。此外，对教务部门设备的提升要求较高，需要对妇产科课程设计中实际操作部分的框架进行全新整理，选择适合开展 VR 技术的项目进行前期探索，待实践中运行并完善。虽然 VR 技术还有很多亟待解决的问题，如视觉图像的质量、手感的真实性、空间声学及非语音听觉方面的改善等，但我们相信，随着 VR 技术的发展以及国内外对它的日益重视，这些问题迟早会得到解决，VR 技术在妇产科医学教育上必将会有更加广阔的应用前景。