王瑞洁 张雯

（运城护理职业学院 山西省运城市 044000）

在儿科护理教学中运用虚拟现实技术能够为教师与学生提供优质的教学临床护理环境，运用较为真实的听觉、视觉以及触觉来感知，不断的练习操作。具有真实性、可操作性以及可重复性等较多的优点。在运用虚拟现实技术的时候，虽然操作的实物是不存在的，但是操作的过程与结果是真实的，学生可以运用虚拟现实技术进行反复多次的练习，从而使学生能够熟练的掌握运用各项技能，促进儿科护理工作的质量与效率得到长足的发展。

1 虚拟现实技术的概述

虚拟现实技术又被称为“虚拟环境”、“灵境技术”以及“赛伯空间”，主要就是运用计算机技术等高科技的技术促使能够实现人机相互，运用虚拟现实技术创造出虚拟的环境，从而为人们提供触觉、视觉以及听觉的虚拟体验感受。在国民进行科研与生活的过程中，运用虚拟现实技术不但能够营造出较为真实的虚拟的彩色情境，使用者有身临其境的感受，还能够有效的提高工作与科研的质量与效率，较好的缩减人力、物力以及财力的运用量。

1.1 对环境进行模拟

对环境进行模拟作为虚拟现实技术系统实现的基础，模拟的关键主要包含：触觉、视觉、听觉等五官感受进行模拟，模拟五官中最为重要的就是：视觉感受。所以，在虚拟现实技术运用的过程中被应用的最为广泛的就是视觉模拟，而且有较多的成果已然展现在我们的眼前，下面详细的述说：触觉模拟、视觉与听觉模拟。

1.1.1 对触觉进行模拟

在运用虚拟现实技术运用的过程中，想要给人们带来“真实”的感受，最关键的就是对人体的五官进行模拟。触觉感受直接关系到人体的物理反应，触觉感受的联动行动是人体最为直接的模式。人体对外界的事物刺激而产生的反应相对较为敏感，感知能力较强，针对特定的刺激会做出不同的反应。因为人体对力觉的感受十分强烈，运用较为常见的感知设备系统装置已经不能够满足人们日渐提升的需求。所以技术开发人员必须要研发、革新技术，对触觉进行更为形象的模拟，从而带给人们更真实的感受。目前技术开发研究人员正在致力于研究怎样较好的运用不同的感官促使人体能够进行联动。来更好的感知触觉，主要就是依赖于视觉进行带动与振动，最后运用相关的电子设备对人体的肌肉进行刺激，从而较好的对人体触觉的模拟。

1.1.2 对视觉与听觉进行模拟

图1：虚拟现实技术的实现流程步骤图

眼睛之所以可以看到立体的三维画像，主要原因是人体的视网膜成像之后就会将影像传入到人体的视觉神经之中。若是想要对人体的视觉感受进行模拟就需要构建出不同的视觉影像，可以类似于看4D 电影一样，当人们看到4D 电影的时候,工作人员就会要求我们将4D 眼镜佩戴上，主要原因是因为：荧幕上出现的影像本身就不是立体的，仅仅只是出于三维与二维之间的影响，可以称之为“阴影”，4D 眼镜可以很好的处理这一问题，眼镜能够对平面的图像进行合理的处置，从而将立体的图像呈现在人体的视觉神经之中，营造出身临其境的感受。在运用虚拟现实技术的时候，要使用很多的辅助性仪器设备完成，主要的设备包括：头盔显示器、CRT 显示器等。目前的头盔显示设备主要就是运用视觉差的相关技术来提升思维的效果，也就是让人的双眼观看到的图像的视觉差别抹平。当人体的视觉神经系统对平面信息进行整合的时候，就会产生多维效果。但是在运用虚拟现实技术的时候可以发现，运用这种模式产生的图像并不自然，会让人们出现眩晕感与疲劳感，所以还需要不断的对技术进行革新。

模拟听觉技术在现阶段已经发展的较为成熟，主要就是归功于音频技术的发展较为成熟。听觉模拟的关键就是对声源与声音的方位进行模拟，保障模拟的声音具有较强的精准性。听觉感官信息并不能够单独的出现，需要与其他感官信息有机的结合在一起，所以在对其进行模仿的时候，必须重视人体感官匹配的问题，保障声音的真实性。

1.2 虚拟现实技术的实现

虚拟现实技术主要涉及传感器技术、计算机图形、社会心理学、治疗与护理、光学以及动力学等各个领域的学科。运用虚拟现实技术能够真正的实现人机交互、信息转换。在儿科护理教学中运用虚拟现实技术能够为教师与学生提供优质的教学临床护理环境，运用较为真实的听觉、视觉以及触觉来感知，不断的练习操作。具有真实性、可操作性以及可重复性等较多的优点，取代了传统的计算机、鼠标以及屏幕的交互模式，用户会有自然的动作与真实的感知，使人“身临其境”。图1 为虚拟现实技术的实现流程步骤图。

1.3 虚拟现实技术的组成与特征

虚拟现实技术系统主要组成部分有：传感器、使用者、实景仿真器以及效果产生器。其中具有的关键技术有：声音跟踪技术、基本模型构建技术、视觉跟踪技术、实物虚化技术、视点感应技术等高性能的传感技术。虚拟现实（VR）技术具有以下三点主要特征交互、沉浸以及想象，两点附属特征（多感知性、自主性）：

（1）交互（Interaction）：为使用者进行操作与感知的环境，计算机会依据使用者的躯体运动、眼以及头调整设备所呈现出来的声音与图像，使用者运用身体动作和身体运动来操作、观察虚拟环境“存在”的对象。现实、虚拟与目前的CAD 系统产生的模型与原本传统的三维图片与动画是不一样的，其并不是静态的画面，而是可以互动的、生动的虚拟环境，虚拟的现实环境能够通过对计算机的监视装置与控制装置进行控制，也就是说计算机的运用者能够通过三维交互的仪器直接的对虚拟现实场景进行操纵，在虚拟现实中的人员座椅对“虚拟的事物”进行操作。

（2）沉浸（Immersion）:是使用者能够拥有身临其境真实的感受，沉浸经常被较为通俗的翻译成为“身临其境”，也就是说使用者不能够运用双眼与大脑介入到虚拟的环境之中，要将整体的生物个体汇入虚拟现实的系统之中。

（3）想象（Imagination）:极具创造力、想象力以及延展力。沉浸特征和交互特征能够直接决定系统能否隶属于虚拟现实系统。想象说明虚拟现实技术能够将现实中不存在的场景进行刻画，映射在人们的眼前。虚拟现实技术为人与虚拟世界架起了桥梁，就本质来讲其并不是预成性的而是生成性的，更是创造。

（4）多感知性：多感知性能能够较好的表现出计算机拥有较多种类的感知能力，例如，听觉、视觉以及触觉等等。较为理想的虚拟现实技术必须要具备全部人体所具有的感知能力。但是受到目前传感技术的限制，市面上大部分的虚拟现实技术只是局限于听觉、视觉、触觉以及运动。

（5）自主性：主要是指在虚拟的“现实”环境中物体依赖物理定律产生的动作以及程度等。例如，若物体受到力的作用，就会进行运动：翻倒、移动亦或是掉落。

三点主要特征图如图2。

2 虚拟现实技术系统

2.1 桌面型虚拟现实技术系统

该系统主要就是运用计算机的显示屏幕作为使用者观察产生的虚拟环境的主要装备，从而实现使用者运用追踪器、鼠标和模拟的环境进行交流互动。该项系统中没有头盔显示器具有的较好的沉浸效果，具有的特征就是低成本、易于操作与实现。二十世纪八十年代的时候美国运用虚拟现实技术建立了虚拟临床浏览（ virtual clinical excursions, VCE）的功能，功能中具有患者的电子病历、护理的详细记录、医生的叮嘱以及各个科室检查的结果等内容，医院中所有的科室都涵盖其中：儿科护理、内科护理以及外科护理等。被运用到护理教学和考核中，能够促进学生较好的熟悉儿科的日常护理工作，从而有效的提升学生的临床判断与护理的能力，促进学生综合护理能力的提升，不断的锻炼其逻辑思维能力。之前，台北某家医院运用Hybrid 虚拟现实系统建立了Port- A Cath 注射临床护理的VRS 情景教学模式，针对与临床护理经验匮乏的学生来说，相对于较为传统的教学模式能够在大幅度上提升学生对临床技能与基础理论知识的掌握状况，降低学生对护理操作的恐惧、紧张的心理，减轻其具有的心理压力。

图2：三点主要特征图

2.2 提升现实性质的虚拟现实技术系统

该虚拟现实系统不必一定要将使用者与真实的世界相互隔离，使用者可以运用虚拟现实系统来提升在真实环境中没有办法感受或者不方便感受到的状况。新加坡一医院最先运用提升现实性质的虚拟现实技术系统在儿童神经外科的手术过程中帮助医生能够进行透视，查看患者肿瘤病处周边的复杂环境，从而保障手术治疗的质量与效率。

2.3 沉浸式虚拟现实技术系统

沉浸式虚拟现实技术系统主要运用的是：数据手套、头盔显示设备等能够跟踪传感的设备装置和虚拟的环境进行有机的交互，运用该项系统能够具有较高的沉浸感、实时性从而帮助护理人员能够提升对患者的处理能力。该系统中运用到的设备机械的价格相对较为昂贵，很难得到较好的推广与普及。德国的Eppendorf 医学院运用VHP 成像技术创建了VOXEL-MAN 3D-Navigator 的人体虚拟系统，运用头盔显示机械设备能够较好的将人体的各个部位展示出来，其中各个器官的构造以及相关的功能等。

2.4 分布式虚拟现实技术系统

该项技术系统可以使多个使用者运用互联网在同一时间对虚拟的环境进行操作与观察，例如，儿科护理专业的教师在运用课余时间对学生进行教学的时候，可以不受空间的限制，能够在其他的实验室就教授学生护理的技巧，“手把手”的教授学生护理的知识与技能。

3 虚拟现实技术在儿科护理课程教学中的运用

3.1 模拟临床儿科护理

为了能够培养出更具扎实的儿童护理专业理论、护理综合能力较强的学生，就需要医学相关院校能够不断地在探索中改变教学模式，运用典型的案例进行互动式、情景模拟式的教学。运用虚拟现实技术将逼真的、虚假的情境展示给学生，让学生在模拟中不断的提升其对儿童护理的质量与效率。运用虚拟现实视听一体化、图文一体化。在儿科的临床护理中取得较为显著的效果。相关的医学高等院校需要将虚拟现实技术引入到课堂教学中，让学生在虚拟现实系统中进行循环的演练，在“实际操作”中将课本上的理论知识内化，熟练护理。学生运用虚拟现实技术系统进行锻炼学习不但能够在多样的环境、病例下进行训练，还可以较好的锻炼学生面对危机状况的应变能力与反应能力，从而较好的提升学生儿童护理的专业能力。

3.2 对护理技能进行训练

目前部分医学护理院校将大量的护理训练软件，其中运用到的就是虚拟现实技术系统，护理软件主要包括：呼吸机设备的运用、吸氧机设备的运用、血糖仪器的运用以及心电监护仪器的运用等。运用上述软件进行教学能够较为显著的激发学生对护理知识学习、动手操作的兴趣。其中就有虚拟现实技术软件能够对儿童患者的症状进行互动式的演练，模拟儿童患者在不同的场景下，出现不同的病症，引导学生依据儿童患者的实际状况进行专业性的护理工作。

Leardal 公司开发的静脉注射虚拟软件，该项虚拟软件中国具有一百多种不同的问题病例以及五十多种儿童患者独特的手臂，可以较好的为使用者提供最为逼真的视觉感受，进行三维立体成像与压力反馈的设备，让学生能够在虚拟现实的训练中能够获得最真实、直观的护理经验，并且该虚拟现实软件中具有实时的录像功能，能够将学生操作的全过程都记录下来，学生可以随时的进行回顾，做到取长补短。在对院校内的学生进行调查时发现，院校中96.99%的护理专业的学生都认为静脉注射虚拟软件能够较为显著的提升其实践动手操作的能力。学生在运用该软件的时候可以精准的在模拟的环境中对儿童进行静脉注射，学生可以通过针头穿刺儿童患者肌肤，流血状况、肿胀程度以及淤伤程度来判断自身实际动手操作的能力。护理人员可以使用鼠标操作刺穿之外的各项工作。在模拟的软件中选用可视的剖面图像进行观察。

4 结束语

虚拟现实技术具有的交互、沉浸以及想象功能，能够较好的帮助儿科护理专业教学活动的开展，使学生都能够在虚拟的世界中，不断的训练护理的能力。本文主要阐述了虚拟现实技术的的定义、目前儿科护理课堂教学存在的挑战以及虚拟现实技术在儿科护理课程教学中的运用经过分析发现，在儿科护理教学活动中引入虚拟现实技术能够有效的提升学生的实际动手操作的能力，相对于较为传统的教学模式能够在大幅度上提升学生对临床技能与基础理论知识的掌握状况，降低学生对护理操作的恐惧、紧张的心理，减轻其具有的心理压力，使其在毕业之后能够有较高的竞争力。