随着科技飞速的发展，以及国家对新技术发展的加倍重视，AR、VR等新技术的发展日新月异，人们的生活发生了前所未有的变化。互联网、大数据和人工智能等高新技术飞速发展的同时，正迅猛与健康服务融合，“互联网+健康”行业已经形成并不断发展成熟。

如今，我们对于AR并不陌生，最新的科技产品、新出的游戏或玩具、日常的app中都会涉及到AR技术。现在AR技术通常是使用智能手机或平板电脑上的摄像头、以及特制的应用程序，在屏幕上产生可移动、可交互的虚拟角色和对象。

AR技术简介

增强现实（AR），是一种全新的人机交互技术，该技术能够将图形、视频、音频甚至触觉感知等虚拟的事物，信息叠加到人们能真实感受到的环境中，让用户通过某种设备或者途径，看到结合后的景象，同时，让使用者能够与虚拟事物和信息进行一定的交互。虚拟的事物和信息，作为现实场景的一个补充，达到使现实增强的效果。通俗来说，就是利用计算机，在显示实际场景时，添加一些由计算机生成的东西，使人们能更生动直观地去感受一些事物。　　

虽然增强现实是虚拟现实的一个分支，但它与虚拟现实仍有很大的区别。不同于虚拟现实技术要使用户完全沉浸在合成的环境中，增强现实是要造就一个虚实结合的场景。增强现实系统一般含有四个步骤：

①获取真实的场景信息。

②对真实的场景和信息进行分析。

③生成虚拟事物信息。

④将虚拟和现实结合显示。

要实现这些，增强现实系统需要一些硬件的支持，如计算机、显示屏、摄像机、跟踪与传感系统等。

AR技术不同于VR技术，它主要强调虚实结合，并能有效、立体、逼真地将虚拟的图像图文、文字信息与真实世界的生活场景及自然景物紧密结合起来。AR不仅继承了VR的优点，同时又具有虚与实相结合的特点。

AR在医疗领域中的应用

随着增强现实技术的日益成熟以及硬件技术的发展，AR技术将会更加深入到生活中的各个领域中。增强现实技术在医疗健康领域有巨大的潜力和广阔的发展空间。目前，AR与医疗结合的案例早已屡见不鲜，其在医疗上的应用主要体现在临床诊断与治疗、医学干预研究、医疗教育培训、手术相关应用和康复训练等方面。

一医疗培训、教育中的应用

1、AR与医学类图书的结合

将AR技术引入医学类图书设计中，主要扩展了传统阅读方式的功能，可以为医学图书提供更为丰富的信息，加入3D交互模型、音频、视频等虚拟信息使得阅读者能够更好地理解书中难以理解的文字部分。

采用AR技术的医学类图书在阅读过程中可以通过AR眼镜、AR阅读APP等终端设备，调用设备上的摄像头扫描图书上与医学相关的目标信息，如血管、局部器官、骨骼等，通过终端屏幕显示虚实结合后的结果，使看到的医学内容更加丰富且真实。

2、AR与解剖教学的结合

解剖教学是医学生的基础教学，解剖教学的价值在于提供对包括触觉学习体验在内的3D视图，可进一步阐述课堂和研究中学到的知识，并且可以提供解剖结构及其在整个生物体中相互关系的总体视角。

与传统解剖教学相比，AR提供了更完整的虚拟环境；此外，AR技术的可视化功能用于解剖教学中可以实时显示3D渲染图像，也可以实现其他感官体验，如触觉反馈等。AR系统提供这些可视化的实时操作和对学生的直接反馈，符合传统解剖课技能训练的要求，还可以帮助学生进行自主学习，不受时间和空间的限制。

3、AR与手术训练教学的结合

很多手术对医生在专注、集中力和执行复杂的心理运动技能方面的要求较为苛刻，不但需要专业仪器的高度自动化处理，还需要掌握该技术及其仪器的特性，比如腹腔镜手术等。

腹腔镜技能培训AR教学中有以下优势：与真实的训练环境和虚拟现实训练环境相比，AR腹腔镜环境提供了现实的触觉反馈，这对于将腹腔镜技能转移到工作环境是必不可少的；此外，这些AR腹腔镜训练环境并不需要现场专家观察或指导受训者。

二在医疗诊疗中的应用

随着虚拟现实和增强现实技术的逐步成熟，AR和VR正在向病患管理、医疗运营维护、检测诊断、治疗康复等环节渗透。

1、实验室机器维护

Vuforia公司制作了一个AR软件，减少了机器停机时间，帮助医疗实验室解决了一大难题。这个软件现在可以在iPad上使用，今后也可以在智能眼镜上，它可以在实验室技术人员进行维护任务时给予视觉指导。

2、物理治疗

Infinadeck公司正在研究给跑步机配置AR头戴设备以应用于物理疗法。它可能会有以下几个功能：帮助中风患者改善平衡，减少帕金森患者的跌倒次数，还可以将日常锻炼变得更有趣从而帮助人们保持体型。

3、疼痛管理治疗

利用AR控制疼痛并不是个新的概念。华盛顿大学的研究人员致力于用AR疗法帮助烧伤患者减轻疼痛。在明尼苏达大学的交互化可视实验室里，一组人员正在研究如何推广AR疗法，他们利用配备谷歌Cardboard的智能手机可以创建一个三维环境。他们创建的AR体验可以指导患者进行虚拟的行走和冥想，帮助患者缓解疼痛。

4、优化口腔扫描

德国iDent公司利用AR软件帮助牙医和正牙医生创建患者口腔的数字模型。过去，牙医使用扫描仪创建患者口腔的数字模型，他们扫描到的东西都会出现在身后的显示器上。该公司的软件eyeCAD运行在EnSon开发的一款AR智能眼镜上，牙医可以在检查病人的同时进行扫描，扫描结果还会实时显示在眼镜上，这不仅节省了时间，还和患者眼神保持了交流。

5、在外科手术中的应用

最有希望发展成熟的是术前规划和手术导航。

①术前规划：绝大部分医院术前规划常规方法是通过观察研究二维CT图像来对患者病情进行诊断，但通过二维平面图像，不能多角度检查患者身体，对病情诊断准确度和全面性相应缺失。如果将AR技术引入临床，即可对患者的身体各个部位进行360°扫描，还可以针对某些异常部位进行放大以观察到更精密细节和内部结构。

②手术导航：手术导航方面，AR技术主要应用于对手术导航系统需求高的领域，比如脊柱手术和脑部手术等，这类手术的操作要求高，难度大。利用基于增强现实技术的导航系统，医生能明确知道当前的操作状态和下一步操作，极大程度的降低了手术操作及定位错误。

众多科技初创公司正在将AR技术应用到手术中，通过数据化和3D技术，将传统的二维图像信息立体化，使医生的病患分析和手术治疗更加轻松精准。

① Medivis：Medivis在成立初期就推出了第一代产品SurgicalAR，并获得了FDA认证。Medivis将全息可视化和导航技术引入外科手术，为外科医生提供增强现实数据集成和可视化工具，从根本上推进了手术干预，彻底改变了外科医生对病人的安全操作方式；另外，Medivis能够访问患者数据，并将其可视化地表示为三维模型，供医生在计划手术时参考。

② 3D医学成像技术EchoPixel：EchoPixel开发的交互式3D平台，将2D图像转换成可以用手写笔操作的3D图像，帮助医生从各个角度诊断病患身体内部器官的情况。这些3D图像可以根据程序要求进行定制，医生可以对图像进行缩放，也可以把图像中有疑问的部分单独提取出来或者用3D打印机打印出来，使医生可以更容易找到和检查出在病人内脏中的病变部位。该技术大幅缩短了医生的诊疗和术前准备时间，同时减少医院和病人所花费的时间和治疗成本。

③ 数字可视化手术TrueVision：TrueVision公司开发的智能、实时、3D可视化手术和计算机辅助指导平台已获得专利。公司开发的显微外科手术的3D指导应用，可以提高手术效率和对患者的治疗效果。该系统可用于显微外科、眼科和神经病学，可以与多种应用平台相整合，在某些平台还可以与机器人手术相集成。

6、在眼科中的应用

目前，一种眼科AR环境已被开发出来。该环境系统用于更精确的眼科疾病激光治疗，远程医疗与实时图像分析、测量和比较。

这种环境系统是围绕着一种标准裂隙灯来进行设计的。一个与裂隙灯链接的摄像头捕捉图像，然后图像被送到视频采集板。接着，使用计算机工作站对图像进行处理，并对其采用快速配准算法。计算机的处理结果最终输出到一个亮度和对比度可调节的显示器上，该显示器则附在裂隙灯的目镜上。

7、在康复训练方面的应用

术后康复方面，由于大部分疾病病程长，通过AR技术医疗产品的引入和使用，能大大减少患者的医疗费用和就医次数。

美国有公司研发出两款设备“PeerWell's Trip”和“Fall Hazard De-tector”，可以帮助患者术后康复，患者只需要打开智能终端设备便可通过AR功能扫描、分析周边环境然后得到康复建议，并和医生商讨康复调整计划。还有相关产品可以为患者量身定做多维度虚拟现实，提供患者与医生一起解决病灶治疗的情境。由此可见，AR技术从患者的层面出发，也给了医疗界无限的可能。

AR技术之所以能够快速发展，是因为它比VR技术更容易访问、硬件需求更少。相信在不太遥远的未来，世界会因为这些将现实与虚拟无缝对接的AR/VR设备变得越来越有趣，而人工智能设备所提供的自适应学习方式，也将改变传统的健康管理方式。

【参考资料】

[1] 期刊|信息技术与标准化 2020年第1-3 期 《AR技术在智慧图书馆中的应用探析》

[2] 期刊|计算机产品与流通 教育天地 2019.01 《VR与AR 技术教育应用探究》

[3] 期刊|卷宗 科技文档 2018.04 《AR技术在医学教学中的应用探讨》

[4] 期刊|电脑知识与技术 Vol.14,No.11.Apr.2018 《增强现实（AR）技术的应用及前景分析》

[5] 期刊|科技前沿 No.22 Oct.2018 下半月 《AR技术在康复医学中的应用前景》