陳一凡，李 雁，李 昕，曾燕鵬，溫雅璐，鄒 喬，孔煜榮，陳 瑜

（北京中醫(yī)藥大學(xué)，北京 100029）

虛擬現(xiàn)實（virtual reality，VR）技術(shù)自20世紀80年代提出以來，因其具有“逼真的場景呈現(xiàn)”“事前可規(guī)劃性”“過程可重復(fù)性”的特點，在解決“實操風(fēng)險高”“可重復(fù)率低”“培訓(xùn)資源短缺”等問題方面具備獨特優(yōu)勢，逐步受到醫(yī)療領(lǐng)域的關(guān)注與重視[1-2]。隨著《教育部辦公廳關(guān)于2017—2020年開展示范性虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)的通知》[3]發(fā)布以來，全國各地各級院校積極開展了VR技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育方面的有益探索，中醫(yī)藥院校亦對VR技術(shù)如何充分有效地應(yīng)用于中醫(yī)藥臨床、教育、科研進行了一系列思考與應(yīng)用[4-5]。經(jīng)統(tǒng)計，在教育部2020年11月25日公布的《首批國家級一流本科課程名單》[6]中，728門虛擬仿真實驗教學(xué)一流課程包含中醫(yī)類項目17項，其中2018年7項，2020年10項。同時，近年來，由VR所衍生的增強現(xiàn)實（augmented reality,AR）、混合現(xiàn)實（mixed reality,MR）技術(shù)在西醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已分別應(yīng)用于手術(shù)培訓(xùn)、規(guī)劃、導(dǎo)航[7]，以及疾病診療、醫(yī)患溝通[8]等方面，且AR、MR技術(shù)在中醫(yī)藥院校的博物館建設(shè)、舌象觀察及針灸輔助等項目[9-11]中也已初步實踐。因此，運用文獻計量學(xué)方法對國內(nèi)虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用情況進行系統(tǒng)回顧，可為未來相關(guān)項目的研發(fā)提供啟發(fā)與參考。

1 資料與方法

1.1 文獻檢索在中國期刊全文數(shù)據(jù)庫（CNKI）、維普中文期刊服務(wù)平臺（VIP）、萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺（WANFANG DATA）、中國生物醫(yī)學(xué)文獻數(shù)據(jù)庫（SinoMed）中，以“中醫(yī)”and“虛擬現(xiàn)實or VR or增強現(xiàn)實or AR or混合現(xiàn)實or MR”為檢索式進行主題檢索和題名（或關(guān)鍵詞）檢索，檢索時間為自建庫至2021年1月。

1.2 數(shù)據(jù)提取與統(tǒng)計方法在納入的文獻中排除與主題無關(guān)的文獻，在會議及期刊上重復(fù)發(fā)表的文獻取信息較完整者。在Excel中對文獻發(fā)表年度、文獻來源、作者姓名、作者單位、基金資助情況等信息進行統(tǒng)計分析；根據(jù)普賴斯定律[12]對該主題是否已形成核心區(qū)期刊、核心作者群進行分析；提取全部文獻中的關(guān)鍵詞，對相同或相似的詞語進行整合與清洗，如“虛擬現(xiàn)實”“虛擬仿真”“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”“VR”與“VR技術(shù)”均統(tǒng)一為“虛擬現(xiàn)實”；運用SPSS 20.0軟件對高頻關(guān)鍵詞進行聚類分析。

2 結(jié) 果

2.1 檢索結(jié)果在CNKI、WANFANG DATA、VIP、SinoMed數(shù)據(jù)庫中分別檢索得到788、2 403、255、370篇文獻，經(jīng)人工篩選后，最終共納入240篇文獻，包含碩士學(xué)位論文53篇、博士學(xué)位論文9篇及期刊論文178篇。

2.2 文獻發(fā)表時間240篇文獻發(fā)表年份統(tǒng)計情況見圖1。VR技術(shù)在中醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用基本從21世紀開始起步，而后每10年（2011年、2020年）的發(fā)文量分別在過去10年中形成一個新的高峰，尤其是近10年以來，相關(guān)主題的文獻數(shù)量穩(wěn)步快速增長，反映了虛擬現(xiàn)實技術(shù)未來在中醫(yī)藥行業(yè)中具有進一步應(yīng)用發(fā)展的趨勢。

圖1 文獻發(fā)表情況統(tǒng)計圖

2.3 文獻來源分布53篇碩士學(xué)位論文出自30所高校，發(fā)表數(shù)量在2篇及以上者共12所，數(shù)量最多者為山東中醫(yī)藥大學(xué)；9篇博士學(xué)位論文出自4所高校，發(fā)表數(shù)量最多者為上海中醫(yī)藥大學(xué)；178篇期刊論文分布于109種期刊，載文量3篇及以上的期刊共16種。（見表1）

表1 文獻來源分布情況表

2.4 文獻作者分布240篇文獻涉及215位作者，根據(jù)普賴斯定律，最低發(fā)文量（m）=0.749（nmax：最多發(fā)文量），核心作者最低發(fā)文量應(yīng)〉m，并且核心作者群所發(fā)表的總文獻數(shù)量應(yīng)超過文獻總量的50%。因此，m=0.749×≈1.06，取整數(shù)為2，發(fā)文量≥2篇的作者共25位，占所有作者的11.63%（25/215）。作者姓名及所在單位見表2。這些作者共發(fā)文50篇，占納入文獻總量的20.83%（50/240）〈50%，尚不符合普賴斯定律要求。因此，本主題相關(guān)的核心作者群尚未形成。

表2 發(fā)文≥2篇的作者分布表

2.5 作者單位240篇文獻來源于85家研究單位，共23家研究單位發(fā)表論文3篇及以上，以山東中醫(yī)藥大學(xué)、上海中醫(yī)藥大學(xué)、北京中醫(yī)藥大學(xué)、天津中醫(yī)藥大學(xué)發(fā)文量居多（≥10篇）。（見表3）

表3 研究單位分布表

2.6 基金項目資助情況240篇文獻中128篇文獻標注為各級基金項目資助成果，資助率為53.33%（128/240）。按文獻數(shù)量排序依次為省部級、國家級、校級、廳局級、市級。（見圖2）

圖2 基金項目級別分布圖

2.7 關(guān)鍵詞分布與聚類分析240篇文獻的關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻數(shù)為1 045，經(jīng)數(shù)據(jù)整合與清洗后，出現(xiàn)頻數(shù)≥10的高頻關(guān)鍵詞共27個。（見表4）

表4 高頻關(guān)鍵詞分布表

對以上27個高頻關(guān)鍵詞進行系統(tǒng)聚類分析，高頻關(guān)鍵詞可大致分為6類。C1：虛擬現(xiàn)實；C2：教學(xué)；C3：三維；C4：針灸、中醫(yī)、實驗；C5：虛擬人、訓(xùn)練、藥學(xué)、穴位、針刺、正骨、系統(tǒng)、增強現(xiàn)實、按摩推拿；C6：交互、虛擬儀器、數(shù)字化、院校、模型、計算、實驗室、可視化、脈象、經(jīng)絡(luò)、應(yīng)用、信息。（見圖3）

圖3 高頻關(guān)鍵詞聚類分析樹狀圖

3 討 論

VR技術(shù)是用計算機生成逼真的三維視、聽、嗅、觸等感覺，使人作為參與者通過適當(dāng)裝置，自然地對虛擬世界進行體驗和交互作用的一項綜合集成技術(shù)；AR技術(shù)能實時計算并可將虛擬影像與現(xiàn)實世界疊加，形成虛實結(jié)合效應(yīng)；MR技術(shù)則將VR技術(shù)與AR技術(shù)相融合，形成新的可視化場景，并實現(xiàn)具備交互性的遠程協(xié)作[13]。目前，在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，相關(guān)技術(shù)已成功應(yīng)用于精神疾病治療、外科手術(shù)、電子病歷系統(tǒng)及醫(yī)學(xué)教育等方面[14]；在中醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，相關(guān)技術(shù)也已初步實踐運用于中醫(yī)理論模型構(gòu)建，中藥藥理學(xué)，中藥炮制學(xué)，中藥飲片辨識，中醫(yī)四診信息采集與辨證論治思維訓(xùn)練，以及針灸推拿與正骨技術(shù)等方面[5]。

3.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用以實驗、實踐操作教學(xué)相關(guān)項目居多，主要優(yōu)勢在于其可將基礎(chǔ)實驗和臨床技能操作直觀化，降低操作風(fēng)險。與傳統(tǒng)以人或?qū)嶓w材料為操作對象的教學(xué)方法比較，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可節(jié)約教學(xué)耗材及人力資源。其特點主要體現(xiàn)在三方面：（1）打破時空限制。網(wǎng)絡(luò)化信息平臺可實現(xiàn)教學(xué)資源共享，學(xué)生可利用移動端設(shè)備進行操作訓(xùn)練，共享性與交互性良好，實操課程的完成不再受限于具體的空間及時間，可自主安排訓(xùn)練，完成相關(guān)課程。（2）助力低風(fēng)險、綠色教學(xué)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可對各項操作過程進行全真模擬，有效地規(guī)避有創(chuàng)操作的風(fēng)險及訓(xùn)練過程中的安全隱患，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握傳統(tǒng)教學(xué)過程中難以得到訓(xùn)練的有創(chuàng)操作，同時也減少了教學(xué)耗材，從而實現(xiàn)綠色教學(xué)。（3）考核與評價方式靈活。根據(jù)教學(xué)與考評需求，教師可對虛擬現(xiàn)實教學(xué)軟件的功能模塊進行設(shè)定，在VR教學(xué)項目的全過程、多環(huán)節(jié)設(shè)置考評內(nèi)容，同時也可使各項實訓(xùn)、實驗與考核項目相融合，使之更加貼近真實場景，更好地培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

基于以上優(yōu)勢及特點，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用不僅可提高學(xué)生的綜合技能水平，也能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性[15]。因此，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中醫(yī)學(xué)實訓(xùn)及實驗教學(xué)中的應(yīng)用是一種必然的趨勢，也為實驗室、實訓(xùn)室的全面開放提供了一種行之有效的解決方案，從而使中醫(yī)藥院校的基礎(chǔ)及臨床教學(xué)更加安全化、科學(xué)化、人性化。但虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用深度與廣度仍有待進一步加強。

3.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用的劣勢虛擬現(xiàn)實穿戴設(shè)備的不適感與進入虛擬世界后認知維度的變化是虛擬現(xiàn)實項目的劣勢所在[16]，且醫(yī)學(xué)專業(yè)人員與信息技術(shù)專業(yè)人員組成的專職隊伍建設(shè)、平臺維護與專家測試環(huán)節(jié)的欠缺也不利于虛擬現(xiàn)實項目質(zhì)量的提高[17]；同時，投入成本過高也限制了虛擬現(xiàn)實項目的進一步改進，一定程度上還造成了地區(qū)發(fā)展不平衡的現(xiàn)象[18]，加之低端項目的重復(fù)、高端精細項目及專職管理人員的缺乏[19]，均為虛擬現(xiàn)實項目發(fā)展的潛在威脅。

此外，有研究表明，現(xiàn)有虛擬現(xiàn)實教學(xué)項目存在重申報、輕應(yīng)用、資源利用率低等問題[4,19]。本研究納入的文獻也存在構(gòu)想及綜述類文獻較多，而具體闡述項目應(yīng)用結(jié)果的文獻較少的問題；另外，普賴斯定律分析結(jié)果顯示，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用目前尚未形成穩(wěn)定的核心作者群及核心區(qū)期刊，表明現(xiàn)有虛擬現(xiàn)實項目的可持續(xù)發(fā)展性仍有待提高。因此，相關(guān)研究團隊仍需進一步落實加強項目應(yīng)用，及時形成反饋評價，并根據(jù)反饋結(jié)果改良及提高項目質(zhì)量，深化改進虛擬現(xiàn)實應(yīng)用成果。

3.3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用的現(xiàn)狀目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用廣度仍有待拓寬。高頻關(guān)鍵詞的聚類分析結(jié)果顯示，虛擬現(xiàn)實、教學(xué)、三維三者各為一類，體現(xiàn)目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中醫(yī)學(xué)領(lǐng)域較為集中應(yīng)用于教學(xué)方面，且主要采用三維建模技術(shù)實現(xiàn)中醫(yī)知識與技能的虛擬化；第四類為針灸、中醫(yī)、實驗，說明中醫(yī)針灸、中醫(yī)實驗方向已較廣泛地研究與應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)；第五類為虛擬人、訓(xùn)練、藥學(xué)、穴位、針刺、正骨、系統(tǒng)、增強現(xiàn)實、按摩推拿，說明針刺、推拿按摩、正骨、藥學(xué)等方面的教學(xué)常以虛擬人、虛擬系統(tǒng)或輔以增強現(xiàn)實的方式進行訓(xùn)練；第六類為交互、虛擬儀器、數(shù)字化、院校、模型、計算、實驗室、可視化、脈象、經(jīng)絡(luò)、應(yīng)用、信息，說明中醫(yī)藥院校實驗室建設(shè)多應(yīng)用數(shù)字化、信息化技術(shù)進行模型計算與虛擬儀器構(gòu)建，實現(xiàn)脈象、經(jīng)絡(luò)的可視化與人機交互功能。同時，目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點主要在于通過三維建模、人機交互，實現(xiàn)針灸推拿、骨傷、脈診、中藥學(xué)等實驗、實訓(xùn)內(nèi)容可視化及實驗室開放[15,20-22]，降低操作風(fēng)險，提高教學(xué)效果。近年來，隨著增強現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育及臨床診療中的逐步應(yīng)用，也有學(xué)者對增強現(xiàn)實技術(shù)在中醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用展開思考與探討[23-24]。

然而，《虛擬現(xiàn)實醫(yī)療應(yīng)用白皮書（2019年）》[2]指出，“現(xiàn)有國內(nèi)虛擬現(xiàn)實技術(shù)方案主要集中在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域……在臨床方面，虛擬現(xiàn)實技術(shù)使用率較低，體驗感還沒有得到醫(yī)生和醫(yī)療機構(gòu)的普遍認可”。本研究發(fā)現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中醫(yī)藥臨床診療中的應(yīng)用亦顯匱乏，納入的240篇文獻中僅有8篇文獻（3.33%）涉及臨床應(yīng)用[25-32]。因此，未來中醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域應(yīng)繼續(xù)深化改進虛擬現(xiàn)實教學(xué)項目，此外虛擬現(xiàn)實技術(shù)需拓寬其應(yīng)用范圍，促進更多虛擬現(xiàn)實技術(shù)與中醫(yī)藥相結(jié)合的臨床項目研發(fā)，充分利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)在康復(fù)訓(xùn)練、心理治療及遠程診療等領(lǐng)域的優(yōu)勢[33]，實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)由中醫(yī)臨床思維教學(xué)功能到臨床診療應(yīng)用的融合與過渡。教學(xué)及臨床研究應(yīng)不斷創(chuàng)新，實現(xiàn)項目廣度與深度的同步提升，從而豐富中醫(yī)藥現(xiàn)代化的內(nèi)涵，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用上亦實現(xiàn)醫(yī)教研的協(xié)同發(fā)展。