陈一凡，李 雁，李 昕，曾燕鹏，温雅璐，邹 乔，孔煜荣，陈 瑜
（北京中医药大学，北京 100029）
虚拟现实（virtual reality，VR）技术自20世纪80年代提出以来，因其具有“逼真的场景呈现”“事前可规划性”“过程可重复性”的特点，在解决“实操风险高”“可重复率低”“培训资源短缺”等问题方面具备独特优势，逐步受到医疗领域的关注与重视[1-2]。随着《教育部办公厅关于2017—2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》[3]发布以来，全国各地各级院校积极开展了VR技术在医学教育方面的有益探索，中医药院校亦对VR技术如何充分有效地应用于中医药临床、教育、科研进行了一系列思考与应用[4-5]。经统计，在教育部2020年11月25日公布的《首批国家级一流本科课程名单》[6]中，728门虚拟仿真实验教学一流课程包含中医类项目17项，其中2018年7项，2020年10项。同时，近年来，由VR所衍生的增强现实（augmented reality,AR）、混合现实（mixed reality,MR）技术在西医学领域已分别应用于手术培训、规划、导航[7]，以及疾病诊疗、医患沟通[8]等方面，且AR、MR技术在中医药院校的博物馆建设、舌象观察及针灸辅助等项目[9-11]中也已初步实践。因此，运用文献计量学方法对国内虚拟现实技术在中医学领域中的应用情况进行系统回顾，可为未来相关项目的研发提供启发与参考。
1 资料与方法
1.1 文献检索在中国期刊全文数据库（CNKI）、维普中文期刊服务平台（VIP）、万方数据知识服务平台（WANFANG DATA）、中国生物医学文献数据库（SinoMed）中，以“中医”and“虚拟现实or VR or增强现实or AR or混合现实or MR”为检索式进行主题检索和题名（或关键词）检索，检索时间为自建库至2021年1月。
1.2 数据提取与统计方法在纳入的文献中排除与主题无关的文献，在会议及期刊上重复发表的文献取信息较完整者。在Excel中对文献发表年度、文献来源、作者姓名、作者单位、基金资助情况等信息进行统计分析；根据普赖斯定律[12]对该主题是否已形成核心区期刊、核心作者群进行分析；提取全部文献中的关键词，对相同或相似的词语进行整合与清洗，如“虚拟现实”“虚拟仿真”“虚拟现实技术”“VR”与“VR技术”均统一为“虚拟现实”；运用SPSS 20.0软件对高频关键词进行聚类分析。
2 结 果
2.1 检索结果在CNKI、WANFANG DATA、VIP、SinoMed数据库中分别检索得到788、2 403、255、370篇文献，经人工筛选后，最终共纳入240篇文献，包含硕士学位论文53篇、博士学位论文9篇及期刊论文178篇。
2.2 文献发表时间240篇文献发表年份统计情况见图1。VR技术在中医学领域的应用基本从21世纪开始起步，而后每10年（2011年、2020年）的发文量分别在过去10年中形成一个新的高峰，尤其是近10年以来，相关主题的文献数量稳步快速增长，反映了虚拟现实技术未来在中医药行业中具有进一步应用发展的趋势。
图1 文献发表情况统计图
2.3 文献来源分布53篇硕士学位论文出自30所高校，发表数量在2篇及以上者共12所，数量最多者为山东中医药大学；9篇博士学位论文出自4所高校，发表数量最多者为上海中医药大学；178篇期刊论文分布于109种期刊，载文量3篇及以上的期刊共16种。（见表1）
表1 文献来源分布情况表
2.4 文献作者分布240篇文献涉及215位作者，根据普赖斯定律，最低发文量（m）=0.749（nmax：最多发文量），核心作者最低发文量应〉m，并且核心作者群所发表的总文献数量应超过文献总量的50%。因此，m=0.749×≈1.06，取整数为2，发文量≥2篇的作者共25位，占所有作者的11.63%（25/215）。作者姓名及所在单位见表2。这些作者共发文50篇，占纳入文献总量的20.83%（50/240）〈50%，尚不符合普赖斯定律要求。因此，本主题相关的核心作者群尚未形成。
表2 发文≥2篇的作者分布表
2.5 作者单位240篇文献来源于85家研究单位，共23家研究单位发表论文3篇及以上，以山东中医药大学、上海中医药大学、北京中医药大学、天津中医药大学发文量居多（≥10篇）。（见表3）
表3 研究单位分布表
2.6 基金项目资助情况240篇文献中128篇文献标注为各级基金项目资助成果，资助率为53.33%（128/240）。按文献数量排序依次为省部级、国家级、校级、厅局级、市级。（见图2）
图2 基金项目级别分布图
2.7 关键词分布与聚类分析240篇文献的关键词出现频数为1 045，经数据整合与清洗后，出现频数≥10的高频关键词共27个。（见表4）
表4 高频关键词分布表
对以上27个高频关键词进行系统聚类分析，高频关键词可大致分为6类。C1：虚拟现实；C2：教学；C3：三维；C4：针灸、中医、实验；C5：虚拟人、训练、药学、穴位、针刺、正骨、系统、增强现实、按摩推拿；C6：交互、虚拟仪器、数字化、院校、模型、计算、实验室、可视化、脉象、经络、应用、信息。（见图3）
图3 高频关键词聚类分析树状图
3 讨 论
VR技术是用计算机生成逼真的三维视、听、嗅、触等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用的一项综合集成技术；AR技术能实时计算并可将虚拟影像与现实世界叠加，形成虚实结合效应；MR技术则将VR技术与AR技术相融合，形成新的可视化场景，并实现具备交互性的远程协作[13]。目前，在现代医学领域，相关技术已成功应用于精神疾病治疗、外科手术、电子病历系统及医学教育等方面[14]；在中医学领域，相关技术也已初步实践运用于中医理论模型构建，中药药理学，中药炮制学，中药饮片辨识，中医四诊信息采集与辨证论治思维训练，以及针灸推拿与正骨技术等方面[5]。
3.1 虚拟现实技术在中医药领域应用的优势目前虚拟现实技术在中医药领域的应用以实验、实践操作教学相关项目居多，主要优势在于其可将基础实验和临床技能操作直观化，降低操作风险。与传统以人或实体材料为操作对象的教学方法比较，虚拟现实技术可节约教学耗材及人力资源。其特点主要体现在三方面：（1）打破时空限制。网络化信息平台可实现教学资源共享，学生可利用移动端设备进行操作训练，共享性与交互性良好，实操课程的完成不再受限于具体的空间及时间，可自主安排训练，完成相关课程。（2）助力低风险、绿色教学。虚拟现实技术可对各项操作过程进行全真模拟，有效地规避有创操作的风险及训练过程中的安全隐患，有利于学生学习和掌握传统教学过程中难以得到训练的有创操作，同时也减少了教学耗材，从而实现绿色教学。（3）考核与评价方式灵活。根据教学与考评需求，教师可对虚拟现实教学软件的功能模块进行设定，在VR教学项目的全过程、多环节设置考评内容，同时也可使各项实训、实验与考核项目相融合，使之更加贴近真实场景，更好地培养学生的综合能力。
基于以上优势及特点，虚拟现实技术在中医药领域的应用不仅可提高学生的综合技能水平，也能提高学生的学习积极性和主动性[15]。因此，虚拟现实技术在中医学实训及实验教学中的应用是一种必然的趋势，也为实验室、实训室的全面开放提供了一种行之有效的解决方案，从而使中医药院校的基础及临床教学更加安全化、科学化、人性化。但虚拟现实技术在中医药领域的应用深度与广度仍有待进一步加强。
3.2 虚拟现实技术在中医药领域应用的劣势虚拟现实穿戴设备的不适感与进入虚拟世界后认知维度的变化是虚拟现实项目的劣势所在[16]，且医学专业人员与信息技术专业人员组成的专职队伍建设、平台维护与专家测试环节的欠缺也不利于虚拟现实项目质量的提高[17]；同时，投入成本过高也限制了虚拟现实项目的进一步改进，一定程度上还造成了地区发展不平衡的现象[18]，加之低端项目的重复、高端精细项目及专职管理人员的缺乏[19]，均为虚拟现实项目发展的潜在威胁。
此外，有研究表明，现有虚拟现实教学项目存在重申报、轻应用、资源利用率低等问题[4,19]。本研究纳入的文献也存在构想及综述类文献较多，而具体阐述项目应用结果的文献较少的问题；另外，普赖斯定律分析结果显示，虚拟现实技术在中医学领域的应用目前尚未形成稳定的核心作者群及核心区期刊，表明现有虚拟现实项目的可持续发展性仍有待提高。因此，相关研究团队仍需进一步落实加强项目应用，及时形成反馈评价，并根据反馈结果改良及提高项目质量，深化改进虚拟现实应用成果。
3.3 虚拟现实技术在中医药领域应用的现状目前虚拟现实技术在中医药领域的应用广度仍有待拓宽。高频关键词的聚类分析结果显示，虚拟现实、教学、三维三者各为一类，体现目前虚拟现实技术在中医学领域较为集中应用于教学方面，且主要采用三维建模技术实现中医知识与技能的虚拟化；第四类为针灸、中医、实验，说明中医针灸、中医实验方向已较广泛地研究与应用虚拟现实技术；第五类为虚拟人、训练、药学、穴位、针刺、正骨、系统、增强现实、按摩推拿，说明针刺、推拿按摩、正骨、药学等方面的教学常以虚拟人、虚拟系统或辅以增强现实的方式进行训练；第六类为交互、虚拟仪器、数字化、院校、模型、计算、实验室、可视化、脉象、经络、应用、信息，说明中医药院校实验室建设多应用数字化、信息化技术进行模型计算与虚拟仪器构建，实现脉象、经络的可视化与人机交互功能。同时，目前虚拟现实技术在中医学领域的研究热点主要在于通过三维建模、人机交互，实现针灸推拿、骨伤、脉诊、中药学等实验、实训内容可视化及实验室开放[15,20-22]，降低操作风险，提高教学效果。近年来，随着增强现实技术在医学教育及临床诊疗中的逐步应用，也有学者对增强现实技术在中医学中的应用展开思考与探讨[23-24]。
然而，《虚拟现实医疗应用白皮书（2019年）》[2]指出，“现有国内虚拟现实技术方案主要集中在医学教育领域……在临床方面，虚拟现实技术使用率较低，体验感还没有得到医生和医疗机构的普遍认可”。本研究发现，虚拟现实技术在中医药临床诊疗中的应用亦显匮乏，纳入的240篇文献中仅有8篇文献（3.33%）涉及临床应用[25-32]。因此，未来中医学教育领域应继续深化改进虚拟现实教学项目，此外虚拟现实技术需拓宽其应用范围，促进更多虚拟现实技术与中医药相结合的临床项目研发，充分利用虚拟现实技术在康复训练、心理治疗及远程诊疗等领域的优势[33]，实现虚拟现实系统由中医临床思维教学功能到临床诊疗应用的融合与过渡。教学及临床研究应不断创新，实现项目广度与深度的同步提升，从而丰富中医药现代化的内涵，虚拟现实技术在中医学领域的应用上亦实现医教研的协同发展。
