虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)自誕生以來，研究人員就一直在探求和實(shí)踐其在醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)的運(yùn)用。1993年，Helsel與Doherty對全世界范圍內(nèi)已經(jīng)進(jìn)行的805項VR研究項目作了統(tǒng)計，結(jié)果表明：VR在娛樂、教育及藝術(shù)方面的應(yīng)用占據(jù)主流，達(dá)21.4％，其次是軍事與航空達(dá)12.7％，醫(yī)學(xué)方面達(dá)6.13％……2003年，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在世界范圍內(nèi)價值近430億美元，較2002年增長了9.8%，醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域通過虛擬技術(shù)創(chuàng)造了87億美元。 虛擬現(xiàn)實(shí)利用特定的交互工具(輸入設(shè)備，如感傳手套和視頻目鏡)模擬真實(shí)操作中的軟硬件環(huán)境，用戶在操作過程中有身臨其境的感覺，可以廣泛的應(yīng)用于手術(shù)培訓(xùn)、手術(shù)預(yù)演、臨床診斷、遠(yuǎn)程干預(yù)、醫(yī)學(xué)教學(xué)等各個環(huán)節(jié)，給醫(yī)院和醫(yī)生帶來實(shí)實(shí)在在的豐厚回報。
1、手術(shù)培訓(xùn)
80%的手術(shù)失誤是人為因素引起的，因此手術(shù)訓(xùn)練極其重要。未來的手術(shù)醫(yī)生在真正走向手術(shù)臺前，需進(jìn)行大量精細(xì)的訓(xùn)練。而虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可提供理想的培訓(xùn)平臺，受訓(xùn)醫(yī)生觀察高分辨率三維人體圖像，并通過觸覺工作臺摸擬觸覺，讓受訓(xùn)者在切割組織時感受到器械的壓力，使手術(shù)者操作的感覺就像在真實(shí)的人體上手術(shù)一樣。既不會對病人造成生命危險，又可以重現(xiàn)高風(fēng)險、低概率的手術(shù)病例，可供培訓(xùn)對象反復(fù)練習(xí)。在虛擬手術(shù)后系統(tǒng)還可通過對切口的壓力與角度、組織損害及其他指標(biāo)的準(zhǔn)確測定，監(jiān)測受訓(xùn)練者手術(shù)操作技術(shù)的進(jìn)步。
2、手術(shù)預(yù)演
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可用病人的實(shí)際數(shù)據(jù)產(chǎn)生虛擬圖像，在計算機(jī)中建立一個模擬環(huán)境，醫(yī)生借助虛擬環(huán)境中的信息進(jìn)行手術(shù)預(yù)演，以合理、定量制的制定手術(shù)方案，對于選擇最佳手術(shù)路徑、減小手術(shù)損傷、減少對臨近組織損害、提高腫瘤定位精度、執(zhí)行復(fù)雜外科手術(shù)和提高手術(shù)成功率等具有十分重要的意義。虛擬手術(shù)系統(tǒng)可以預(yù)演手術(shù)的整個過程以便事先發(fā)現(xiàn)手術(shù)中問題。虛擬手術(shù)系統(tǒng)能夠使得醫(yī)生能夠依靠術(shù)前獲得的醫(yī)學(xué)影像信息，建立三維模型，在計算機(jī)建立的虛擬的環(huán)境中設(shè)計手術(shù)過程，進(jìn)刀的部位、角度、提高手術(shù)的成功率。
3、術(shù)中導(dǎo)航
“介入治療是在手術(shù)過程中進(jìn)行熒光透視法、超聲、MR下，在圖象的引導(dǎo)下進(jìn)行定位。而虛擬手術(shù)的手術(shù)導(dǎo)航無須在介入環(huán)境下，將計算機(jī)處理的三維模型與實(shí)際手術(shù)進(jìn)行定位匹配，使得醫(yī)生看到的圖象既有實(shí)際圖象，又疊加了圖形，屬于計算機(jī)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。如手術(shù)使用了第二種成像手段，例如內(nèi)窺鏡，則將實(shí)時觀測的圖象與術(shù)前CT或MRI進(jìn)行匹配定位融合，對齊兩個坐標(biāo)系并顯示為圖形，引導(dǎo)醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)。”
4、臨床診斷
利用三維重構(gòu)技術(shù)開發(fā)的純軟件醫(yī)學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)已經(jīng)開發(fā)出許多虛擬內(nèi)窺鏡的軟件，可以使醫(yī)生的視線在病人體內(nèi)甚至毛細(xì)血管中自由航行。這種動態(tài)的現(xiàn)實(shí)顯示對臨床診斷具有無比珍貴的價值。
5、遠(yuǎn)程干預(yù)
世界上首例實(shí)驗(yàn)性遠(yuǎn)程手術(shù)已經(jīng)在1999年成功地進(jìn)行。虛擬手術(shù)與遠(yuǎn)程干預(yù)將能夠在手術(shù)室中的外科醫(yī)生能實(shí)時地獲得遠(yuǎn)程專家的交互式會診。交互工具可以使顧問醫(yī)生把靶點(diǎn)投影于患者身上來幫助指導(dǎo)主刀外科醫(yī)生的操作，甚或通過遙控幫助操縱儀器。這能使專家們技能的發(fā)揮不受空間距離的限制。
