摘要：随着信息技术的快速发展，虚拟现实技术在各个领域的应用日益广泛，尤其是在医学领域的应用受到较多关注。本文通过对现有研究文献的阅读和分析，对 VR 技术在医学教学、远程医疗和康复治疗三个方面的应用及其带来的优势进行了概括分析，并以中国知网和Web of Science 数据库数据为研究对象，利用 VOS viewer 可视化软件，对 VR 技术在医疗领域应用研究的发文作者以及关键词进行图谱可视化分析。最终，得出国内文献发文量略低于国外文献发文量，国内作者之间的合作也不如国外紧密，国内在该领域的应用范围大于国外，但是研究不够集中的结论。本文的研究意义在于：通过对 VR 在医疗领域中应用的研究，能够明晰 VR 在医疗领域的应用现状，为 VR 在医疗领域的进一步发展研究提供参考。

关键词：VR，虚拟现实技术，医疗，VOS viewer

1. 引言

      在信息技术高速发展的今天，大量科学技术被应用到医学领域，其中虚拟现实技术（VR）应用最为广泛。虚拟现实技术相对于传统医疗手段具有更高的维度，能够立体呈现一些现实中比较难以直观观察的到的情景。正是由于虚拟现实技术的这种优点，使其在医疗领域能够广泛得到应用，为众多专家和医疗机构青睐。虚拟现实技术是一门跨学科技术，应用在医学、建筑设计、游戏制作及影视等多种领域。VR 利用一些硬件设施模拟出真实情景，使用户身临其境，极大地增强了用户体验感。此外，用户能够在生成的模拟场景中不断反复训练，以此不断提升技术水平，减少失误概率。可以说，虚拟现实技术在某些方面极大地推动了医学的发展，推动了社会的进步。但是，国内外 VR 在医疗领域的应用和研究仍有不足之处。因此，本文通过分析现有文献，认识到当下国内外 VR 在该领域应用发展现状，这对于促进VR 在医疗领域的应用与发展有重大意义。

2. VR 技术与 VR 在医学领域中的应用

2.1 VR 技术与 VR 在医学领域中应用的特征

       VR 一般指虚拟现实，结合了计算机图形技术、仿真技术、传感器技术、人机接口技术和显示技术[1]。利用硬件设备模拟出一个三维立体空间场景，通过 VR 设备将某一场景全面立体呈现出来，模拟人体听觉、视觉等感官功能，使体验者身临其境，拥有逼真的认知感受。

      VR 技术在医学领域的应用中具有沉浸性、交互性和想象性三大主要特征[2]。VR 提供给用户一个真实的模拟场景，使用户能够在虚拟医疗情境中进行信息交换，沉浸其中获得真实的感受。当用户沉浸模拟情景中有了真实的感受之后，能够促进人与计算机的交互，进行有效信息传递。沉浸性和交互性使用户拥有真实体验，为参与者提供想象空间，让参与者体验到的模拟场景更加接近现实[3]。

2.1 VR 在医学领域的应用

    （1）医学教学

      医学专业的特征决定了医学教学需要有大量的实验模拟、反复的练习以及充足的时间与金钱。而现实中资源往往是有限的，活体标本的稀缺使得每个人的练习机会少之又少，学生人数多时间相对少使得个体不能得到充分的学习。传统的医学授课模式常常是幻灯片的放映以及课本等其他二维展示模式，这不利于调动学生兴趣，也不利于将知识完全清晰地展现。VR 技术的应用为整个教学提供一个 3D 立体虚拟场景，利用其可视化的特征使得学生们能

够更清晰地观察到样本的内部结构，促进学生与计算机的交互，激发学生兴趣，同时还能节约标本资源。此外，在手术过程中一丁点细小的偏差很可能患者带来巨大的危害。因此，医生会有巨大的心理负担和压力，手术前也需要反复的练习实践以确保手术无误。VR 模型可以很容易地被标记、划重点，有利于医护人员反复练习巩固，以此巩固自己所学，极大地弥补了传统教学的不足。

    （2）远程医疗

      随着我国民生事业的不断发展，“看病难”的问题已经得到巨大改善。但领域内的专家资源仍然缺少，对于一些偏远地方来讲仍严重缺乏医学专家。与此同时，一些疾病的发病速度快，病人可能也经不起长途跋涉去寻求专家治疗，很可能就会因此葬送一条生命。VR 技术在远程医疗中的应用极大地改善了此类情况的发生。VR 技术使得专家可以通过佩戴头盔立体显示器对虚拟患者进行手术，虚拟患者身上具有真实患者的所有病理参数，头盔显示器则可以及时准确地反映手术情况和动向。医生与患者联系的整个过程依靠虚拟现实技术与计算机技术实现，医生只需对虚拟患者进行手术，机器人则相应地对患者进行手术。VR 的应用使得医疗能够跨越地区和时间的限制，病人得到及时的治疗。远程医疗从某些方面也可以减轻医生的压力，促进专家资源的有效利用。专家也可以远程参与会诊而不必须赶往现场。

（3）康复治疗

      众所周知，一些受损患者需要专门的康复器材来进行锻炼，以此来恢复身体的机能。但是医院或家中的康复器材往往是单调的、一成不变的，没有太多花样，因为器材的购买往往需要大量的费用。长时间使用同样的康复器材难免会引起患者的无聊乏味，进而增强疲劳感，失去做康复训练的积极性。而 VR 的应用使患者在使用康复器材做训练时可以带上 VR 眼镜并与器材相连接，从而为患者提供多种虚拟情景，不同的情景可以使患者觉得自己在林间小路上进行康复训练，也可以感觉自己在健身房进行康复锻炼，以此提升患者兴趣性，减轻疲劳感。患有空间感知障碍等疾病的患者，需要不断地通过环境刺激进行治疗。VR 可以通过模拟患者适应的某种场景作为治疗环境，设置不同的治疗参数，使患者沉浸其中集中精力进行治疗，以此推动疗效的提升。

3. VR 在医疗领域的应用现状研究

3.1 研究设计

       本文的国内文献研究数据是以“虚拟现实技术”、VR”和“医疗”、“治疗”为关键词在中国知网检索到的245条记录为研究对象。国外文献以“virtual realitytechnology”、“virtual reality”、“vr technology”和“medical treatment”、“medical”以及“application”、“applications”为关键词于Web of Science 检索到的 1738 篇论文为研究样本。

       本文采用知识图谱法研究 VR 技术在医疗领域的应用现状，利用图的方式去存储知识，表示实体与实体之间的关系。知识图谱法所运用的基本原理是共词分析和引文分析，基本方法是社会网络分析方法、复杂网络分析方法和信息化可视化方法。本文使用 Vos viewer 文献可视化工具对文献进行关键词进行可视化分析，以此来分析 VR 技术在国内外医疗领域的应用现状，为学者和机构的后续研究提供参考。

3.2 研究现状分析

    （1）下面两个图是国内作者共线分析和国外作者共线分析。图中节点的大小，表示发文数量的频次，连线多少表示作者之间的合作数量。从作者共现分析可以识别出该领域的核心作者之间的合作强度和互引关系。从两个图中可以看出：国内作者发文数量略低于国外作者的发文数量，国内作者之间的合作也没有国外作者合作紧密。无论是国内还是国外作者都应注重加强作者之间的合作，合作有利于更好地交流，交流促进思想的碰撞，有利于充分探

讨，发现新观点，以此促进 VR 技术在医疗领域的发展与应用。

                                           图 1 国内作者共现分析

                                            图 2 国外作者共现分析

     （2）下面两个图是国内外文献关键词共现分析。图中的节点越大，说明该关键词出现频率越多。节点之间连线越多，说明它们之间的共现性越强。基于关键词共现的分析对于现阶段学术界研究热点的分析以及把握学科的发展动态和发展趋势具有重大意义。从下面两个图可以看出，国内关键词共现中虚拟现实与康复治疗、虚拟手术、智慧医疗以及增强现实联系较多，也涉及到远程医疗、护理等。由此推测国内 VR 技术在康复治疗、虚拟手术、智慧

医疗以及远程医疗等方面应用比较广泛，发展前景也比较好。国外关键词共现中虚拟现实与模拟、科技、康复、人工智能、外科以及混合现实的共现性较强。由此推测，国外 VR 技术在模拟、科技、康复、人工智能、外科以及混合现实等方面研究比较多，应用也比较广泛。也可以从图中看出，国内在 VR 技术在医疗领域的研究范围比较大，相对分散。国外 VR 技术在医疗领域的研究相对集中，范围小。国内国外应相互借鉴，即保证研究范围的宽泛也要

保证研究的透彻性，促进 VR 技术在医疗领域的发展。

                                            图 3 国内关键词共现分析

                                                图 4 国外关键词共现分析

4. 结论

       在信息技术快速发展的 21 世纪，VR 技术在医学领域的应用更加广泛，也越来越成为医学领域相对重要的因素。本文以中国知网和 Web of Science 数据库的数据为研究对象，利用 VOS viewer 软件对国内外文献进行可视化分析。通过研究发现国内文献发文量略低于国外文献发文量，同时，国内作者也应加强彼此之间的合作。国内在该领域的应用范围大于国外，但是研究不够集中。我们应努力在保持一定研究范围和研究成果的情况下，提高研究密

度，以促进 VR 技术在医疗领域的发展。VR 技术的应用能够给医学教学、远程医疗、康复治疗等带来诸多好处，小到便利医生的知识教学，大到整个手术过程的完整操作。VR 技术与传统医学手段的结合，必将推动医学领域的前进发展，使 VR 技术的沉浸性、交互性、想象性等特征得到更加充分的发挥。我们应不断提高模拟场景的细化程度，为医学领域的发展不断提供前进动力。期望本文能够对国内外学者的研究提高参考。