揭秘！虚拟现实技术如何培养医学人才

2020-04-26 15:33:01 家庭医生在线

近日，广东省教育厅公布了2019年广东省教育教学成果奖获奖项目，中山大学孙逸仙纪念医院外科教研室李春海教授及其团队（成果主要完成人为李春海、林天歆、王淑珍、宋斌、陈穗俊、沈君、祁方昉、张琳、雷炳喜、彭焰）申报的成果《基于虚拟现实（VR）技术的医学教学体系构建》荣获高等教育类一等奖。

基于虚拟现实（VR）技术究竟如何进行医学人才培养呢？相信不少人对这个感到好奇。今天，让我们走近李春海团队，揭开利用虚拟现实（VR）技术培养医学人才的神秘“面纱”。

创新：传统教学的变革

“创新，是人类进步的源泉、是经济发展的动力，也是我做研究的动力。”李春海教授早在2006年就着手组建教学团队开始探索医学教学模式的改革，他的研究初衷是：“医学教育不同于其他领域，专业性、抽象性强，内容多，涉及多学科知识。我想做的就是，打破传统医学教学方法，改变图谱展示的单一教学形式。”

为此，李春海团队十四年如一日，第一时间将计算机辅助教学（CAI）、“微课”、“慕课”（MOOC）和虚拟现实（VR，Virtual reality ）等多项前沿技术应用于外科临床教学中，充分利用虚拟现实（VR）技术的虚拟仿真、沉浸式交互等特点，创新性地构建了基于VR技术的医学教学体系，大大提升了临床教师的教学能力，激发了学生的自主学习能力，全方位又卓有成效地促进临床教学改革。

李春海与学生探讨虚拟现实影像重建模型

2018年，李春海团队开展了全国首例全息投影外科教育——《腰椎局部解剖与腰椎间盘突出症诊治领域的应用》。现场，三维立体的虚拟现实人体脊柱结构图像栩栩如生，给人身临其境的感觉。李春海在讲解腰椎间盘突出症及其分型时，即时将腰椎间盘突出症病灶部位以最直观的三维立体虚拟现实图像投影出来，打造出沉浸式虚拟环境，现场医生不仅能够直观地观察突出的髓核及其压迫的神经根，还能观察到神经根所支配的肌肉，帮助医生高效、立体地认识疾病的发生、发展。

李春海通过VR技术讲解腰椎的解剖

李春海现场展示VR技术在腰椎间盘突出症

“传统医学影像是二维的，如果不具备专业知识，患者很难充分理解病变部位的受损程度和医生的手术思路。”李春海表示，VR术前导航规划系统构建的三维病变模型，具有美观、辨识度高的特点。在此情境下，医生能形象地为患者分析病情，不仅降低患者术前的心理焦虑情绪，还可以帮助医生找到最佳的穿刺点，大大降低肌肉和软组织的损伤，对医患双方都大有裨益。2019年，VR术前导航规划系统在腰椎间盘切除术中的应用已在国际著名世界神经外科杂志World Neurosurg在线发表。

然而，李春海团队成员们并未止步于此，而是“衣带渐宽终不悔”，在全国“住、培医”师资培训班及微创脊柱高峰论坛推广VR术前规划系统、VR远程教学，在教学场景、临床技能的交互式培训中使用VR远程教学，让这项技术走进基层，保证医学教育标准化，促使医、教、研深度融合，为我国医学教学注入了“新鲜血液”。

坚持：精兵良将，夙夜不懈

2010年，“VR”项目正式启动。起初，这个项目团队仅有两人——李春海教授及一名临床型研究生。当年，VR的理念尚且很难为人所接受；同时，VR技术耗资巨大，与VR相关的科技公司很少，其中的技术人员又严重缺乏医学专业知识。种种困难，使得初期的课题申报、团队建设，举步维艰。

李春海教授认为，要想让科技人员、广大医生接受VR的理念，就必须体现VR技术的优势。为此，他利用每一次学术会议、学术沙龙的机会，不辞劳苦、不厌其烦地宣讲国际上已开展的VR应用研究，宣讲VR技术在医疗、医学教育中的重要前景和现实意义。功夫不负有心人，由李春海牵头的“VR”项目逐渐被广泛接受，并获得了医院和学校的资助。

解决了资源和基金问题后，这支仅有两人的团队开始实施一个宏大的计划。从设计标准版的VR模型，到VR病理模型，再到创制微创VR技术术前导航系统；随着教学、诊疗、手术，“三位一体”模式的建立，一个标志着基于VR技术的整套的体系逐渐形成了。在此期间，为了使教学效果更加有效，团队对VR模型进行了反复修改，并不断与工程师沟通，探讨如何能够让医学生更好的理解结构及结构改变引起的疾病；随后，又在推广应用阶段不断摸索，不断改进，评估效果，总结教训，可谓百尺竿头，精益求精。

李春海应用虚拟全息投影技术培训西藏学员

随着项目的推进，众多专家“加盟”到团队中，为VR教学贡献力量。基于前期建立的多媒体、计算机辅助教学在外科疾病的同质化教学中进行探索，团队成员们创新性地建立了医学教育VR实验室和VR技能培训室，首次提出建设VR临床教学数据库建设，实现了VR临床教学的巨大“突破”，独具重量。

艰难困苦，玉汝于成。这一份成绩的背后，是多少个日夜的伏案工作。李春海坦言：“我们不怕付出，为解决传统教学中理解率低、抽象化、不同质化的问题，方便学生在短时间内能够对解剖、生理、病理建立立体全方位理解，我们经常熬夜到凌晨两三点还在反复琢磨项目。”李春海团队坚信，只要坚持，就定能“精诚所至，金石为开”。经过不懈努力，终于，他们将传统的2D教学模式转变为3D思维教学！

蝶变：VR教学终获成功

顾炎武曾说：“以兴趣始，以毅力终”。十年磨一剑，克服种种艰难，取得种种成就，离不开项目团队的精诚合作。

团队负责人李春海主任同时承担临床与科研两项工作，白天参与门诊或是手术，晚上则与团队成员一起讨论教学改革课题。有时直到凌晨还在整理材料，讨论教学改革项目，修改标书，准备成果答辩；有时周末还需要参加学术会议，做大会的汇报和主持工作；为各项工作的兼而优之付出了很大精力。

林天歆教授示范模拟腔镜手术

团队成员林天歆是人工智能方面的专家，将人工智能应用于膀胱癌的精准诊断和研究中，建立了泌尿外科腔镜培训中心，还将AI和VR巧妙结合起来，通过模拟腔镜手术来锻炼年轻医生的空间思维能力和手术技能，为项目提供了宝贵经验；团队成员张琳硕士擅长分析2D图片向3D模型转变，团队成员祁方昉熟悉人体各部位的解剖结构，都为3D模型的建立提出了种种宝贵意见。

2019年5月，校领导组成组委会，审核全校入围教学成果项目。李春海主任在临床工作之余带领团队成员加班加点准备答辩材料，反复修改斟酌。他居家反复操练，力求对如何体现教学成果的创新点、如何组织语言、如何顺利过渡每一张幻灯片的衔接都能做到心中有数，应对自如；争取在短短的5分钟内，将基于VR技术的医学教学体系充分展示出来。最终，李春海教授牵头的教学成果牵头的VR项目教学成果展示顺利获得我校教学成果一等奖，推荐进入省内申报。