赛迪智库2019年虚拟现实医疗应用白皮书20191044页

虚拟现实医疗应用白皮书（2019年）吴阶平医学基金会虚拟现实产业联盟赛迪智库电子信息研究所2019年10月前言虚拟现实与医疗的融合将为传统医疗行业带来全新变革。虚拟现实具有逼真的场景呈现、事前可规划性和过程可重复性，可有效解决医疗行业面临的实操风险高、可重复率低、培训资源短缺等问题。随着虚拟现实技术的不断进步与发展，虚拟现实+医疗时代正逐步到来。为加快推动我国虚拟现实医疗应用的快速发展，吴阶平医学基金会、虚拟现实产业联盟、赛迪智库电子信息研究所联合编写了《虚拟现实医疗应用白皮书》，分析了国内外虚拟现实医疗应用发展现状，梳理了我国虚拟现实医疗的发展方向和创新进展，对虚拟现实医疗行业的发展趋势进行了展望。在此基础上对虚拟现实医疗应用的发展提出了措施建议，以期为我国虚拟现实医疗应用发展和相关政策制定提供参考。如有商榷之处，欢迎批评指正。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、张甜甜参与撰稿。2019年10月I目录一、发展现状............................................................................1 （一）国内发展状况................................................................2 （二）国外发展状况................................................................8 二、主要发展方向..................................................................14 （一）虚拟现实+医学教育培训............................................14 （二）虚拟现实+个性化健身................................................17 （三）虚拟现实+心理障碍治疗............................................20 （四）虚拟现实+医学护理....................................................22 （五）虚拟现实+康复训练....................................................25 （六）虚拟现实+视力障碍治疗............................................27 （七）虚拟现实+临床辅助....................................................30 三、科研进展..........................................................................33 （一）国外高校科研进展......................................................33 （二）国内高校科研进展......................................................34 四、发展展望..........................................................................35 （一）虚拟现实医疗的细分领域将不断拓展......................35 （二）虚拟现实医疗的产业生态将日益丰富......................36 （三）虚拟现实医疗对专业队伍的需求将更加迫切...........37 五、相关建议..........................................................................38 II（一）建立健全虚拟现实医疗产业沟通协调长效机制.......38 （二）促进医学界产业界共建虚拟现实医疗产业生态.......38 （三）部署实施虚拟现实医疗产业试点示范应用项目.......38 （四）创新加强虚拟现实医疗产业人才队伍培养建设.......39 （五）吸引社会资金大力投向虚拟现实医疗产业发展.......39 附录：研究对象与范畴......................................................40 1以虚拟现实为代表的新兴前沿技术正广泛应用于医疗行业，助力提高医疗资源供给能力、降低各种医疗保健复杂性和危险性、应对医疗健康服务需求增长。与此同时，随着医疗健康领域的发展，将产生更多的诊疗方案，进一步推进虚拟现实技术在各个医疗健康领域的应用，拓展虚拟现实的应用场景，催生新的模式业态，带来潜力巨大的市场。一、发展现状全球范围内，虚拟现实等信息技术应用所驱动医疗健康服务的数字化转型正在展开。在数字化医疗趋势的推动下，国内外医院正在逐渐使用虚拟现实技术进行培训和手术，虚拟现实医疗正获得更多医生和患者的认可与肯定。据IDC数据，虚拟现实医疗应用市场规模正逐年扩大，预计2022年将达到17亿美元，2018到2022年的市场复合增长率预计为105.6%。虚拟现实在医疗领域的应用涉及手术模拟、技能培训、手术辅助、心理治疗等多个领域。现有国内虚拟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，虚拟现实技术使用率较低，体验感还没有得到医生和医疗机构的普遍认可，属于科研拓展阶段，还未形成完善的商业闭环。2（一）国内发展状况1、VR医疗发展现状VR技术与医疗融合的主要应用方向包括虚拟手术培训、强化临床诊断、远程医疗、心理疾病治疗、护理学和康复训练、产品研发等。在模拟手术领域，经验丰富的外科医生可以利用虚拟手术室学习和探索新技术，或者进一步深化掌握具体手术操作步骤。在培训领域，医学生能够以身临其境的方式学习人体解剖、临床等相关知识。国内典型应用案例如下：（1）VR剖腹产手术模拟主要通过VR技术模拟真实手术室环境，全方位沉浸式体验剖腹产手术流程（图1.1）。软件使用高精度孕妇模型将皮肤、内部脏器、胎儿完全模拟真实人体解剖结构。用户在操作过程中能获得实时交互反馈，还能接受理论知识考核，实现交互实操与理论相结合。软件还能模拟突发状况，训练用户临场应对能力。同时包含教学模式与考核模式，以更好地掌控用户的学习进度。3图1.1VR模拟剖腹产手术（2）VR胸腔穿刺术模拟通过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1.2）。系统完全还原患者病情，操作时会对用户逐步提示，用户每一步操作都会有相应反馈。图1.2VR模拟胸腔穿刺术（3）VR手术直播培训由于医学生无法进入手术室学习，VR直播可同步播放手术室中的实时情况，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解剖学教室国内相关院校已设置VR解剖学教室，可供多人同时进入同一虚拟场景空间，突破学生学习立体解剖空间的瓶颈，大幅提升学生的学习兴趣与成效（图1.3）。虚拟场景解剖软件可支持300人同时上线，在模拟环境里拆解、旋转人体中超过4000个不同解剖部位，静态或动态观察脏器的活动。图1.3VR解剖学教室2、AR医疗发展现状AR技术与医疗融合的主要应用方向包括医学教育、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，包括硬件、应用软件等。在医学教育方面，已经成熟的应用有利用AR技术寻找静脉注射用血管。在实际医护工作中，小孩的血管比较纤细5或者部分患者血管凹陷的情况给护理工作带来了很大挑战。AR技术可以在患者身体上投射出血管图形，让护士准确定位注射用血管，避免操作失误对患者的伤害。在中医药教育方面，将AR技术与中药材图谱相结合，可将中药植株和饮片立体地展现出来；在针灸教学过程中，AR技术可以为学生展现出虚拟人体模型，演示穴位定位、进针手法等教学过程。在远程医疗方面，可以通过AR眼镜直接传输手术情况给远方专家组，专家可以通过远程辅助技术远程给手术主刀医生提供意见。在医疗检测方面，部分医院进行了一些尝试，如通过AR全息眼镜观察人体结构、通过AR技术监测患者生命体征等。国内典型应用案例如下：（1）AR技术辅助下颅内血管畸形切除手术2018年11月，国内某医院完成AR技术辅助下儿童颅内血管畸形切除手术。手术借助AR技术将患儿的病变位置、血管和组织以三维（3D）图像方式呈现给医生。以往，医生在查看二维（2D）影像资料时，需要通过空间想象来叠加，AR技术能三维再现影像，提高手术的精准度和安全性。（2）救护车内5G+AR医疗急救2019年7月，国内某医院顺利完成5G+AR医疗急救演6练。在接到急救电话后，医院调配置5G城市应急救援系统的“5G救护车”前往，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抢救医护团队实现“零时差”对接。救护车内的医护人员采取5G网络联动方案，佩戴AR眼镜，与医院内专家进行远程AR诊疗。通过AR眼镜，院内专家可实时监测患者病情变化，进行远程会诊指导急救，争分夺秒抢救患者。（3）5G+AR智慧医疗2019年7月，国内某医院通过5G+AR技术成功实现了远程协同介入手术。县级市人民医院医生借助AR眼镜，将手术实况实时回传至相距千里的国内顶级三甲医院专家（图1.4），在心内科专家的指导下顺利完成冠脉介入治疗手术。 图1.4术者佩戴AR眼镜，将影像传输至后端通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协助指导。邀请外院专家会诊存在路途遥7远、专家时间冲突、患者费用和病情能否允许等一系列现实问题。不同地区的医生之间的信息传递主要依靠微信等方法，难以实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”的情况。5G+AR技术可以解决大型医院专家的远程协助问题，将大型医院的技术能力下沉辐射到更广泛的区域，有效助推分级医疗制度，缓解广大群众就医难的问题。3、政策环境发展情况2017年以来，我国多个部委陆续出台了多份推动虚拟现实技术产业发展及医疗领域应用的相关政策，持续提升对虚拟现实医疗技术研发、产品消费、市场应用的支持力度。表1相关部委关于虚拟现实的政策措施发布时间政策名称发布机构政策内容2018.12《关于加快推进虚拟现实产业发展的指导意见》工信部指出虚拟现实能够拓展人类感知能力，改变产品形态和服务模式，给经济、科技、文化、军事、生活等领域带来深刻影响。全球虚拟现实产业正从起步培育期向快速发展期迈进，我国面临同步参与国际技术产业创新的难得机遇，需加快我国虚拟现实产业发展，推动虚拟现实应用创新，培育信息产业新增长点和新动能。2017.6《“十三五”医疗器械科技创新专项规划》科技部指出先进医疗器械是健康保障体系建设的重要基础，是推进医学诊疗技术进步的主要动力，是优化医疗服务供给的核心引擎，也是8发布时间政策名称发布机构政策内容引领医学模式转变的变革性力量，具有高度的战略性、带动性和成长性，其战略地位受到世界各国的普遍重视，是国家科技进步和全民健康保障能力的重要标志。2017.5《“十三五”健康产业科技创新专项规划》科技部、发改委、工信部、卫计委、体育总局和食品药品监管总局提出要重点发展虚拟现实康复系统等智能康复辅具，加快增强现实、虚拟现实等关键技术的应用突破，提高治疗水平。健康产业涉及面广、产业链长、综合性强、增长空间大，是未来国民经济的重要支柱产业。2017.3《“十三五”全国人口健康信息化发展规划》国家卫计委明确信息化在推动创新健康医疗中的作用。国内许多医院正在采用或者正在计划通过云计算、扩展现实、人工智能、机器人等技术，增强医疗服务供给能力，提高诊疗水平，从而推动我国医疗健康事业的发展。数据来源：赛迪智库整理，