楊晉 張綿

科學技術與信息技術的發(fā)展不斷改變和創(chuàng)新著信息傳播的媒介，新型媒介的出現(xiàn)，直接改變人們接收和理解信息的方式，延伸到出版領域，新技術對傳播媒介的發(fā)展方向起著至關重要的影響作用，醫(yī)學出版領域也在持續(xù)借助互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實等技術，創(chuàng)新出版形式、豐富產品形態(tài)、拓展業(yè)務范圍、提供多樣化的出版服務。人民衛(wèi)生出版社（以下簡稱“人衛(wèi)社”）作為我國醫(yī)藥衛(wèi)生出版的領軍企業(yè)，在醫(yī)療衛(wèi)生領域承擔著促進我國醫(yī)藥教育改革和發(fā)展、促進學術思想交流、推動教材建設和人才培養(yǎng)的高端學術平臺的角色，多年來深耕醫(yī)學數(shù)字出版領域，深度融合信息技術，整合資源、產品、平臺與新技術，不斷向醫(yī)學院校與機構提供多樣化的數(shù)字產品與信息服務。

虛擬仿真技術在醫(yī)學領域的應用

現(xiàn)階段虛擬仿真技術在醫(yī)學領域的應用主要集中在以下兩個方面，重點方向如下。

其一，在醫(yī)學教育與培訓方面。一是醫(yī)學理論知識的可視化。醫(yī)學知識涉及面廣泛、基礎課程多，且作為為臨床服務的基礎課是學好臨床的基礎，但由于基礎課程內容多、表達抽象、理論較深，傳統(tǒng)教學方式方法較難將這些復雜、抽象、難懂的基礎理論（如人體解剖、影像設備結構等）在教學中更好地呈現(xiàn)出來，學生學習效率、學習積極性不高。但隨著虛擬仿真技術在醫(yī)學教育領域的廣泛應用，這些問題有了一定的解決辦法。

目前，虛擬仿真技術在虛擬人體解剖圖譜、虛擬人體功能、影像設備結構虛擬仿真系統(tǒng)等方面均有應用。如虛擬人體解剖圖譜，方便用戶在沒有外界干擾的情況下自由觀察、移動或生成解剖結構，更快地學習和了解解剖信息。虛擬人體功能，可以完全虛擬人體某一器官或系統(tǒng)的功能，在醫(yī)學教育、醫(yī)學研究和臨床診療中都有不可估量的應用價值。影像設備結構虛擬仿真系統(tǒng)提供各影像設備房間布局、設備結構與功能、安裝及使用操作。

二是臨床思維訓練。醫(yī)學是一門實踐性很強的學科，臨床診療思維能力也是醫(yī)學生必備的核心技能。在實際臨床教學中，醫(yī)學生臨床思維的培養(yǎng)存在著一些難點和限制：為了保證患者的診療效果，醫(yī)院很難讓醫(yī)學生去實際管理、診治患者；即使院校、臨床醫(yī)院有帶教條件，但是醫(yī)學生接觸的疾病類型也僅限于常見病、輕癥病，針對罕見病、危重癥或復雜病例在有限的臨床學習實踐中無法達到預期的效果，仍然需要臨床思維的重復訓練。

基于虛擬仿真技術的臨床思維訓練可以有效地解決臨床思維培養(yǎng)過程中的難點和限制。其優(yōu)勢在于：第一，不受患者或標準化病人的限制，可以重復訓練。第二，真人扮演無法模擬或真實患者不典型的癥狀、體征，可通過虛擬仿真技術達到真實效果。第三，病例可多元化，建立豐富的病例庫。第四，將知識獲得寓于具有親臨感、交互性的行為體驗中，在“嚴肅游戲”中即可獲得專業(yè)知識。在訓練過程中及時反饋，并可形成可視化、流程化、量化的考核與評價。

三是技能實訓。在夯實基礎知識、訓練臨床思維之上，培養(yǎng)臨床動手能力也是醫(yī)學生及醫(yī)生的重要能力。虛擬仿真技術因其不受時間、設備限制，可重復，安全性等優(yōu)勢，在不同學科，如助產、急救、影像等，都發(fā)揮著應用價值。如分娩接生、產鉗助產、新生兒窒息復蘇術、CPR心肺復蘇、災難環(huán)境中的醫(yī)療、大型醫(yī)療設備的使用操作、患者檢查的擺位操作等，或出于安全性考慮，或出于場景難再現(xiàn)，或出于設備的昂貴價格，在實際臨床實習中幾乎無法進行實操。但是虛擬仿真技術提供了一個全新的實踐技能操作的培養(yǎng)模式。此外，虛擬仿真技術也應用在醫(yī)療環(huán)境（科室、病區(qū)）重建、基礎實驗操作、有創(chuàng)操作（如外科手術、腔鏡訓練）等方面。

其二，在臨床應用方面。一是臨床手術輔助。在臨床應用方面，國內將虛擬仿真技術運用于手術比較早。在虛擬手術系統(tǒng)中，臨床醫(yī)生可以開展術前規(guī)劃、模擬手術操作、進行手術導航、影像三維重建手術規(guī)劃、重建高精度高難度手術模型和路徑（不再局限于術者想象），提前預測術中可能遇到的問題，從而優(yōu)化手術方案，有效規(guī)避手術風險，更高效地指導手術。

二是遠程醫(yī)療（遠程會診、遠程手術）。在遠程醫(yī)療方面，虛擬現(xiàn)實技術可應用于遠程會診，把病人資料通過通信線路傳送，實現(xiàn)多方會診，縮小地域環(huán)境、醫(yī)療水平、醫(yī)療設備差異造成的診療困難，并結合混合現(xiàn)實技術更高效地開展協(xié)作。遠程醫(yī)療系統(tǒng)也能充當遠程醫(yī)療教育系統(tǒng)，開展培訓。

遠程手術是術者通過手術機器人系統(tǒng)，實現(xiàn)醫(yī)師不上手術臺控制機械臂實施手術。醫(yī)生在虛擬的人體模型或手術機器人上操作，其手部動作通過一定比例縮放后映射至手術機械臂，手術機械臂的運動與人手一致，可達7個甚至更多的自由度，而且可以執(zhí)行更加精細的操作。但遠程手術目前尚處于初步探索階段，隨著5G無線通信技術開始應用于各個行業(yè)，有望實現(xiàn)萬物互聯(lián)，也為遠程手術帶來了更多可能。

三是康復治療。目前在臨床上還有一個比較重要的應用方向，即康復訓練，主要應用于身體康復訓練和心理康復訓練。目前在術后康復訓練、運動障礙康復、日常生活行為康復等方面也有非常突出的成果。虛擬康復訓練能夠有效避免康復治療過程中治療場地限制、過程單一、方式簡單的弊端，從視覺、觸覺、聽覺等身體各個感官方面為康復治療提供巨大的改善和支持，不僅能節(jié)省人力物力，還更有趣味性，使患者在“游戲”中完成治療、提高效率。

四是醫(yī)患溝通。臨床上還采用虛擬現(xiàn)實技術進行醫(yī)患溝通，患者和家屬可利用VR技術，配合觸控和手勢識別等方式，了解頭、頸、胸等人體部位的常見疾病，以及相關器官的工作原理和病理表現(xiàn)，畫面還可同步顯示疾病的起因、預防以及治療方案等信息?；颊吣芨庇^地了解病情，更科學地了解疾病并克服內心恐懼，配合醫(yī)生選擇或執(zhí)行治療方案。

虛擬仿真技術與醫(yī)學出版相融合

醫(yī)學中很多知識是具象的，如基礎醫(yī)學中的生理與解剖，臨床實踐中的技能與操作等，但這些經(jīng)過紙媒轉換（必須增加很多抽象概念便于闡述與理解）后信息清晰度整體變低，需要耗費讀者較多時間進行抽象和具象的轉換，在垂直出版領域醫(yī)學知識傳播（教與學）的難度較高。人衛(wèi)社一直在結合技術探索更優(yōu)質的醫(yī)學知識傳播的解決方案，在視聽技術發(fā)展后，人衛(wèi)社持續(xù)投入經(jīng)費，聯(lián)合醫(yī)學院校共同將醫(yī)學知識進行視頻、動畫的轉化，并整體創(chuàng)新了醫(yī)學數(shù)字出版的形態(tài)，取得了豐富成果。

盡管現(xiàn)階段虛擬現(xiàn)實在技術、設備、硬件方面尚處于發(fā)展階段，多數(shù)情況下不能滿足醫(yī)學內容VR再造過程中對數(shù)字內容進行高度模擬化重建的需求（醫(yī)學出版對內容和呈現(xiàn)樣式的真實性、科學性要求非常嚴格），但并不妨礙人衛(wèi)社利用虛擬現(xiàn)實技術在醫(yī)學數(shù)字出版中進行實踐探索、開展出版嘗試、攻關技術難題、摸索可行性方案。具體如何將虛擬仿真技術在醫(yī)學出版中落地，人衛(wèi)社進行了諸多嘗試。

一是紙質圖書結合虛擬現(xiàn)實技術。2018年，人衛(wèi)社五年制臨床醫(yī)學干細胞教材，也是目前市面上影響力最大的一套臨床醫(yī)學專業(yè)教材，在常規(guī)融合出版的基礎上，組織學科專家精細化打造3D模型與模型動畫，首次將虛擬現(xiàn)實技術應用在醫(yī)學圖書這類非虛構類圖書上，通過教材配合AR掃圖識別功能（手機端獨立APP支撐），向讀者提供雙向交互的體驗，增加了教材的“溫度”，并創(chuàng)新了醫(yī)學專業(yè)教材融合出版的形式，這套教材初上市就引發(fā)了微博上一系列的討論，并獲得了醫(yī)學院校的一致認可。

二是構建獨立的醫(yī)學虛擬現(xiàn)實產品。針對醫(yī)學教育的特色，人衛(wèi)社從虛擬現(xiàn)實技術元年2016年開始，就同期開始挖掘和建設產品，并探索在醫(yī)學出版領域持續(xù)建設虛擬仿真產品的方向。

醫(yī)學學習的基礎是一個真實的人體，一套真實、完整的人體模型是醫(yī)學VR產品的基本元素。人衛(wèi)社聯(lián)合四川大學華西醫(yī)學院的解剖學專家，通過數(shù)字建模技術，將人體的CT/MRI等數(shù)據(jù)三維重建，并依據(jù)四川大學實體標本資源庫人體數(shù)據(jù)綜合整理避免個體差異，建設4K級畫質的人體結構模型，并結合人衛(wèi)社視聽類數(shù)字資源，如3D動畫講解，局部演示講解等，支持移動端、PC端、VR眼睛呈現(xiàn)，適配數(shù)字解剖實驗室、數(shù)字智慧教室、虛擬仿真實驗室等不同應用場景的《人衛(wèi)3D解剖學》，并在醫(yī)學界和出版界獲得多個獎項。

在3D 解剖的基礎上，多次延伸，多次應用，如在傳統(tǒng)醫(yī)學領域經(jīng)絡腧穴的學習要求較高，人衛(wèi)社將3D解剖再次開發(fā)，形成《3D經(jīng)絡腧穴學》產品滿足傳統(tǒng)醫(yī)學領域經(jīng)絡腧穴的教學要求，通過可視化經(jīng)脈循行，解剖結構逐層展示經(jīng)絡腧穴與人體器官、肌肉骨骼和神經(jīng)之間的結構關系等方式突破了傳統(tǒng)醫(yī)學在教學中的諸多壁壘。如將所有模型資源按教學需求零散拆分、部分組合，形成《人衛(wèi)3D模型資源庫》，并開發(fā)技術工具與平臺方便教師在PPT中應用模型資源，開展線上線下混合式教學。通過摸索可持續(xù)應用的方向與形式，實現(xiàn)一次建設，多次應用。

三是臨床醫(yī)學專業(yè)虛擬仿真產品。在臨床醫(yī)學方向，人衛(wèi)社優(yōu)先開展技能培訓類虛擬仿真產品的建設，首個自主研發(fā)的虛擬仿真產品是2018年與溫州醫(yī)科大學合作建設的《眼視光虛擬仿真實訓系統(tǒng)》，該產品將眼視光病例可視化，將病例參數(shù)利用計算機模擬如眼位運動、瞳孔、雙眼視力變化等，切實解決眼視光專業(yè)實訓教學過程真實性案例的缺乏，學生實踐環(huán)境的限制等問題，通過虛擬操作規(guī)范的檢查、診斷流程設計，模擬典型案例，提高眼視光專業(yè)學生的實踐創(chuàng)新能力、操作能力和職業(yè)素養(yǎng)。這個產品以PC版和VR版為主，后續(xù)應市場需求，持續(xù)以PC版進行推廣。通過這個產品的自主研發(fā)，人衛(wèi)社理清了虛擬現(xiàn)實技術的核心競爭點，明確項目建設各個階段的難點與解決方案，并構建一套標準的虛擬仿真產品的建設模式，對自有技術平臺進行適配性升級，為后續(xù)產品的建設與出版打下了堅實基礎。近年來，在婦產、護理、急救、口腔、檢驗、影像等方面不斷推出新的VR產品，如助產虛擬仿真實訓系統(tǒng)、急救護理虛擬仿真實訓系統(tǒng)等。

除了線上產品構建，人衛(wèi)社還通過線上線下結合的方式，將VR產品與線下沉浸式環(huán)境結合如利用3D技術開展院外急救MR和VR交互式沉浸式培訓，以3D動畫、震動平臺、環(huán)境、天氣變化模擬、多媒體墻等多種展示方式的綜合運用，營造逼真的災難環(huán)境，在保護自己和傷員的同時完成醫(yī)學救治操作，讓用戶達到身臨其境的救治體驗，快速提升學員的臨床實踐能力。

整體上人衛(wèi)社數(shù)字創(chuàng)新的路徑是以技術驅動項目建設，面臨一種新的技術，優(yōu)先以小產品小范圍進行技術探索，自主研發(fā)，明確核心競爭力、產品建設的難點、當下技術的局限性及經(jīng)營支撐的可行性，確認可持續(xù)發(fā)展的方向，再整合優(yōu)質資源，全面推進建設。現(xiàn)階段人衛(wèi)社關于虛擬仿真技術與醫(yī)學出版相結合的方式已完成初步技術摸索，并探索出一套自有的出版與應用模式，為未來持續(xù)性的建設或合作出版醫(yī)學虛擬仿真產品找到了一條可實施發(fā)展的路徑。

VR出版面臨的挑戰(zhàn)與應對策略

VR出版前景廣闊，但是也面臨很多挑戰(zhàn)。

其一，在產品建設與出版模式方面。一是建設成本高、周期長。VR項目建設的過程中最主要的問題是建設成本高、周期長，現(xiàn)階段技術尚未成熟，未完全普及化，導致建設符合醫(yī)學要求的高精度模型成本很高，前期投入大，如要做出科學、真實、生動且可精細化拆解的心臟三維模型建設費用可達25萬元，一本解剖學圖書中教學重點所對應圖形建模費用就可達數(shù)百萬，這遠高于普通數(shù)字資源的制作成本。同時因涉及的團隊協(xié)作人員多，溝通成本高，建設周期過長，項目進度不易把控。因此，人衛(wèi)社在選擇制作過程中，優(yōu)先選擇核心關鍵模型進行構建，如將人體模型組件化，方便快速調用并適配其他產品需求，一次建設，多次應用，平攤建設成本，提升建設效率。

二是VR醫(yī)學產品的缺乏統(tǒng)一標準。當前VR醫(yī)學產品形式多種多樣，硬件產品也紛繁復雜，產品質量也層次參差不齊，交互方式和手段也各有特點，內容呈現(xiàn)方式也各不相同，尤其是在各類硬件無法實現(xiàn)互通互聯(lián)，各大業(yè)務平臺之間也沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口標準，這成為制約VR醫(yī)學產品大規(guī)模出版發(fā)行的關鍵因素。

作為國內最大的醫(yī)學教育出版平臺，人衛(wèi)社現(xiàn)已建設自有虛擬仿真產品的技術標準，并在全國新聞出版標準化技術委員會的組織下，與多家出版社、VR科技公司、研究院共同建設《出版物VR技術應用要求》，擬通過對VR出版物的技術應用開發(fā)流程和VR出版物管理的規(guī)定，旨在規(guī)范VR出版物的選題策劃、研發(fā)制作、后期運營、素材管理等全流程，為企業(yè)研發(fā)VR出版物提供行業(yè)準則和指導規(guī)范。

三是市場準入門檻低。自2016年以來，國務院辦公廳、教育部等陸續(xù)發(fā)布關于建設VR虛擬仿真資源的通知和指導意見。各個院校和機構開始聯(lián)合企業(yè)進行不斷探索和嘗試，全國陸續(xù)開展基礎醫(yī)學、臨床醫(yī)學、公共衛(wèi)生與預防醫(yī)學、中醫(yī)學等醫(yī)學專業(yè)百余種VR虛擬仿真課程資源建設，合作建設方式多樣，參與企業(yè)眾多，在技術開發(fā)、醫(yī)學專業(yè)、內容建設等方面能力參差不齊，導致現(xiàn)有市場虛仿產品魚龍混雜，但因市場準入門檻低，整體處于劣幣驅逐良幣的狀態(tài)。尤其在醫(yī)藥衛(wèi)生這個特殊領域，出版物對產品內容的科學性、真實性要求嚴格，要打造精品的VR產品，投入的開發(fā)和建設成本非常高，變相降低了優(yōu)質產品的競爭力，迫切需要市場監(jiān)管促進良性競爭的形成。

四是出版模式受技術限制。囿于虛擬現(xiàn)實技術開發(fā)及硬件的限制，目前優(yōu)質的虛擬仿真產品多以B端用戶為目標進行開發(fā)，載體形式為單機版（U盤-限制了產品的推廣和應用頻率）、網(wǎng)頁版（機構賬戶管理-降低了產品體驗）、VR版（綁定設備-受環(huán)境制約），整體技術服務支持要求高且硬件價格昂貴，整體導致產品定價高、不便于廣泛推廣。

在這個方面，人衛(wèi)社在已有教學服務平臺——“人衛(wèi)教學助手”上為VR應用開發(fā)統(tǒng)一的接入規(guī)范和標準，在保證產品體驗的情況下，統(tǒng)一對VR出版物進行管理和維護，并且可同時針對C端和B端進行銷售與服務。

其二，在項目建設方面。一是團隊建設缺乏復合型人才。一款優(yōu)秀的VR產品取決于產品設計、視覺效果、交互模擬、內容建設是否滿足需求。這對整體團隊的能力要求很高，一個優(yōu)質團隊必須具備較強的項目管理能力、產品策劃能力、內容建設能力、技術研發(fā)能力以及專業(yè)復合能力。目前人衛(wèi)社VR醫(yī)學產品建設團隊則包括：各專業(yè)醫(yī)學專家、醫(yī)學編輯、產品經(jīng)理、3D模型動畫工程師、VR交互研發(fā)工程師。其中產品策劃是核心，在人衛(wèi)社醫(yī)學編輯與醫(yī)學專家共同承擔產品策劃，負責內容建設的專業(yè)性、科學性的把控。產品經(jīng)理是將醫(yī)學專業(yè)需求轉換為使用需求的關鍵性角色。3D模型動畫工程師則是VR視覺效果表現(xiàn)的強大支撐。VR研發(fā)工程師則是實現(xiàn)交互反饋、業(yè)務邏輯、用戶體驗以及產品所有需求的架構師。但現(xiàn)階段在人衛(wèi)社懂產品設計、VR技術與其應用方式的復合型編輯人才尚較缺乏，有待進一步培養(yǎng)。

二是項目策劃如何把握市場需求。實際項目建設過程中，選題來源豐富，需求眾多且作者對虛擬現(xiàn)實技術的認知差異大，選擇哪些方向進行重點投入、開發(fā)建設或合作出版，是人衛(wèi)社在項目建設過程中經(jīng)常需要論證的問題。目前人衛(wèi)社的解決策略從零散產品建設，市場試水，走向了整體規(guī)劃，階段性定制產品的大方向，符合規(guī)劃方向的產品納入選題計劃，采用多種建設與合作方式，共攤建設成本，并主動吸納院校已建設的優(yōu)質虛擬仿真產品進行合作出版和教學成果轉化，推進優(yōu)質數(shù)字資源在醫(yī)學領域共享。

三是內容建設溝通困難。在項目建設和實施過程中，因為參與角色多，產生了一個影響項目建設的重要因素——信息不對稱，極大增加了溝通難度，如醫(yī)學專家、編輯對模型的修改意見，技術人員無法理解，導致多次溝通修改，嚴重影響審修效率。針對這個問題，人衛(wèi)社有針對性地開發(fā)一些輔助軟件，如模型審核工具軟件方便醫(yī)學專家與編輯直接在模型上標記審核意見，快速實現(xiàn)有效溝通。降低因為理解偏差所帶來的額外和不必要的重復性工作，保證實施的順利進行。

其三，在產品推廣方面。不同于紙書銷售，虛擬仿真產品是技術性很強的產品，故在推廣時需要銷售既懂VR操作又詳細了解產品細節(jié)，通過實操演示，開展面向用戶的使用培訓，將產品的優(yōu)勢和特點介紹給用戶，讓用戶更深入地了解產品，這對運營推廣人員來說學習成本很高，且虛擬仿真產品多是B端產品，對經(jīng)銷商依賴強且要求高，產品招標采購流程長，對服務支持要求高。這些都是在產品推廣方面要克服的困難。人衛(wèi)社近年已組建了一支專業(yè)的市場營銷團隊和售前支持團隊，輔助經(jīng)銷商宣講推廣、開展需求收集、優(yōu)化產品建設。并從客服熱線、售后技術在線與線下支持兩個方面進行完善。由客服進行問題的收集，由售后技術支持進行問題的在線解答，在必要的情況下，進行線下現(xiàn)場問題的解決。

相信隨著虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展與成熟、大眾認知的提升，現(xiàn)階段面臨的種種問題與挑戰(zhàn)也會迎刃而解，人衛(wèi)社將一直借助科技信息技術引領醫(yī)學數(shù)字出版的創(chuàng)新并深入探索實踐，為數(shù)字中國戰(zhàn)略、教育強國戰(zhàn)略和健康中國建設做出應有貢獻。

作者楊晉系人民衛(wèi)生出版社副總編輯

張綿系人民衛(wèi)生出版社電子音像公司紙數(shù)融合部副主任

【編輯：錢爾赫】