侯煒

VR技術是將計算機圖形技術、廣角立體顯示技術等多種技術融合在一起，在《虛擬現(xiàn)實藝術：形而上的終極再創(chuàng)造》中“以虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）等人工智能技術作為媒介手段加以運用的藝術形式”稱之為虛擬現(xiàn)實藝術，簡稱VR藝術[1]。VR技術在醫(yī)學領域中應用十分廣泛，可以建立虛擬人體模型，并借助跟蹤球、感覺手套、HMD充分了解內(nèi)部各個器官的結(jié)構(gòu)。相比較傳統(tǒng)的教科書式的學習更加有效，同時不受場地、標本等的限制，應用起來方便快捷。目前在國內(nèi)采用的標本主要是塑膠或者是人體標本。塑膠標本容易損壞，仿真度差，達不到理想的效果；人體標本來源有限，資源稀缺[2]。標本的缺失已經(jīng)影響到了教學的質(zhì)量。VR技術的應用剛好緩解了標本缺失的現(xiàn)狀，進一步提高了教學的質(zhì)量。

1 VR技術的特征

虛擬現(xiàn)實技術（VR技術）具有交互性，是利用人體的各項感官包括：聽覺、嗅覺、視覺等體驗虛擬世界，從而產(chǎn)生身臨其境的感覺，最大程度的保證了事物的還原性、真實性，達到高仿的地步，從而幫助人們獲取信息。VR技術是傳感技術、計算機技術、圖像技術等多種技術結(jié)合的產(chǎn)物?？偟膩碚f，虛擬技術是在多維度空間里對事物進行建模，幫助人們獲取新的信息。VR技術主要具有以下4個特征：（1）交互性。人們可以通過虛擬世界與虛擬世界的東西進行交互[3]；（2）構(gòu)想性。主要通過對虛擬事物的操作，提高對事物的認知，從而促進概念的形成以及認識；（3）沉浸性。由于虛擬世界的高仿性，人們沉浸在這種環(huán)境里。VR技術充分發(fā)揮參與者的各項感官功能，全方位的啟發(fā)人們的思維；（4）多感知性。VR技術是三維立體的，并通過聲音、圖片、觸摸等方式進行感知，充分調(diào)動了視覺、聽覺、觸覺等進行感知。

2 VR技術在耳部解剖實踐的條件

要想建立虛擬的耳部解剖模型，除了硬件與軟件之外，還需要對耳部的構(gòu)造有所了解。

2.1 硬件與軟件

硬件主要是數(shù)據(jù)儲存設備、人機交互設備、中央處理設備等。軟件主要包括虛擬現(xiàn)實顯示軟件、平臺開發(fā)軟件以及系統(tǒng)軟件等。目前的虛擬系統(tǒng)主要有共享型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，主要是用戶在同一個虛擬空間中進行操作，達到相互合作，共同研究的目的[4]；其次是桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，這種系統(tǒng)操作簡單，上手快，但容易受到周圍的環(huán)境的影響，再者是沉浸式虛擬系統(tǒng)，通過進入到一個封閉的虛擬空間中，進行操作，給人一種很逼真的感覺，但是操作難度較大，實用比較麻煩[5]。

2.2 耳部的構(gòu)造

耳主要包括外耳、中耳、內(nèi)耳。外耳由外耳道和耳廓組成。外耳道上的腺體以及耳毛能夠阻擋外界異物，外耳道是一條彎曲的管道，由軟骨部與骨部組成。外耳道與中耳以鼓膜為界限，外界的刺激使得鼓膜振動。中耳由鼓室、咽鼓管等組成。內(nèi)耳由前庭、耳蝸、半規(guī)管3個部分組成，由一系列管腔組成，稱之為迷路。聽覺感受器就位于耳蝸。外界的刺激通過耳廓進行搜集，經(jīng)過外耳道傳到鼓膜，使得鼓膜振動，振動繼續(xù)傳導，傳到聽小骨之后，通過聽骨鏈使得振動力量加強，接著引起耳蝸內(nèi)淋巴振動，刺激位于內(nèi)耳的聽覺感受器，感受器產(chǎn)生的神經(jīng)沖動通過耳蝸神經(jīng)傳導到的大腦的聽覺中樞，隨之產(chǎn)生聽覺。金艷、王海[6]認為在進行虛擬模型的建立的時候，可以創(chuàng)建整體三維模型，對可剖分實體，應以剖切面為界分2個部分處理，對于裝配形體，復雜組合形體，應分別創(chuàng)建組成部分。因此在進行耳部解剖的虛擬模擬的建立的時候，首先要分清哪些為可剖分實體、應以剖切面。

3 VR技術在耳部解剖學習中的應用的優(yōu)勢

耳部的生理學形態(tài)、生理功能、解剖形態(tài)，以及外耳、中耳、內(nèi)耳各個組織之間的關系都是解剖學當中的難點，通過耳部三維數(shù)字化的模型的建立，較少成本以及模型的耗費，不僅能夠減少資源的浪費，還能更進一步的加強對耳部解剖形態(tài)的進一步研究。

3.1 避免有害氣體的危害

各種人體標本所用的尸體都是經(jīng)過福爾馬林等防腐劑的處理進行保存，福爾馬林氣味刺鼻，而且富含致癌物質(zhì)。在耳部解剖學習中不僅對人的鼻腔造成損害，還會使得眼睛結(jié)膜產(chǎn)生不適應。通過VR虛擬技術的應用，避免了傳統(tǒng)學習中這些標本造成的傷害，減少了致癌物質(zhì)對人體的影響。

3.2 提升學習的興趣

靜態(tài)的事物往往不容易引起人們的興趣，可聽、可看、可動的事物更容易引起人們的興趣。在傳統(tǒng)的耳部解剖學習中，呈現(xiàn)在面前的就是耳部的平面圖，當鼓膜受到刺激的時候靜態(tài)并不能很好地表現(xiàn)出來，VR技術在耳部解剖的學習中充分利用動畫、視頻功能達到聲形俱佳的狀態(tài)，能夠生動形象的表示出鼓膜的震動，聽覺的形成。增加了耳部學習的趣味性，加強對耳部生理結(jié)構(gòu)的認識。同時可以通過動態(tài)的模擬聽覺的形成過程，進一步促進對耳部的學習，把以往單純的文字、圖片轉(zhuǎn)換成立體動態(tài)的，生動形象的展示耳部的解剖圖，提升學習以及探索的興趣，從而發(fā)覺其中的知識點[7]。

3.3 提升耳部學習質(zhì)量

通過VR虛擬技術，解決標本缺失的問題。同時可以多角度多層次的進行觀察。耳部結(jié)構(gòu)復雜，如鼓膜與聽小骨、鼓室之間的位置，之間的聯(lián)系，聽覺神經(jīng)的分布以及傳導通路，在學習中通過VR虛擬技術進行耳部立體模型的構(gòu)建，充分展示耳部的立體構(gòu)象，幫助學習，加深印象，從整體再到局部進行充分的展示。鼓膜、聽小骨、前庭、耳蝸的位置關系，并從不同的角度進行反映出來，將抽象的事物具體化，靜態(tài)的事物動態(tài)化，復雜的問題簡單化。孫兵等[3]認為虛擬技術能夠?qū)⒊訏呙?、影像?shù)據(jù)以及三維重建技術等結(jié)合在一起，為人體解剖提供了依據(jù)，并通過虛擬仿真技術對靜脈進行解剖，為手術選擇了合適的手術入路。高璐[8]認為虛擬解剖更能直觀的看清各器官的病理生理性變化，并且不需要觸摸尸體， 不破壞器官組織結(jié)構(gòu)并能夠提供3D結(jié)構(gòu)，并對一些肉眼看不到的不能顯示的結(jié)構(gòu)進行放大。適合對像耳部這類復雜精細的器官進行解剖檢驗。

4 VR技術在耳部解剖學習中應用的劣勢

4.1 VR技術模擬耳部不能完全達到真正立體

VR技術雖然是高仿的，但并不能全部代替真實標本，和真實的耳部標本有所區(qū)別，在學習的過程中不能夠進一步真實的感受。虛擬技術雖然是三維立體的，但是也是通過圖片進行建立，并不能達到真正意義上的立體。人體的器官雖然大同小異但是存在明顯的個體差異[9]。在進行耳部解剖學習中，并不像VR技術中那樣干凈整潔，即使在理論上通過VR技術了解了耳部的生理構(gòu)造，但是在耳部解剖的實際操作中，可能出現(xiàn)不知所措的現(xiàn)象。郝海峰[10]認為虛擬模擬不能全部代替親手解剖，和真實的人體構(gòu)造存在本質(zhì)上的區(qū)別，在實際的解剖過程中對實際部位的辨認分析，往往達不到熟練的要求。

4.2 VR技術在進行耳部模擬時技術要求高

VR技術含量較高，在進行耳部圖像處理的時候，通常需要利用PPT、3DMAX進行圖像的處理，如果不是專業(yè)的人士，在進行虛擬模擬耳部構(gòu)造的時候可能出現(xiàn)偏差，圖像失真，或者做出來的圖像跟想象中耳部構(gòu)造不一。醫(yī)學專業(yè)人員對耳部的構(gòu)造很熟悉，在對耳部解剖也能熟練的掌握，但利用VR技術進行虛擬模擬就可能出現(xiàn)一定的問題。這就要求不僅需要對VR技術進行掌握，還需要更進一步的對耳部或者人體的其他器官有所了解。

5 結(jié)論

在人體解剖的學習中用的較多的就是書本上實際的靜態(tài)圖，或者是根據(jù)多媒體進行探討，又由于實際標本的有限，且又受場地、時間、空間等的限制，再加上耳部的解剖結(jié)構(gòu)較復雜，在實際的操作中很難從單一的標本二維圖像進行分析探討，尤其對一些空間立體感較差的人，在學習的過程中，很難將抽象的事物進行具體化，這就給耳部的研究帶來了極大的不便，因此在實際的操作中需要揚長避短充分發(fā)揮VR技術的長處，合理科學的應用，促進耳部以及人體解剖的學習。

參考文獻

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