遠(yuǎn)程醫(yī)療可視化與數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)

林華　高璐靜

摘要：數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)是集現(xiàn)代數(shù)學(xué)、系統(tǒng)控制論、圖形圖像學(xué)、人工智能、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)以及動(dòng)畫原理、電影藝術(shù)和藝術(shù)設(shè)計(jì)等最新成果的學(xué)科。數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)與醫(yī)學(xué)科學(xué)結(jié)合。實(shí)現(xiàn)了和醫(yī)學(xué)教學(xué)、科研、臨床、護(hù)理和科普等方面有關(guān)的，二維的、三維的、四維的，靜態(tài)的、動(dòng)態(tài)的和動(dòng)態(tài)交互的，虛擬現(xiàn)實(shí)、過(guò)去和未來(lái)的圖形和圖像，為近程的和遠(yuǎn)程的醫(yī)學(xué)教學(xué)、臨床、科研和科普都提供了有力的助手。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程醫(yī)療；數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)；可視化；遠(yuǎn)程診斷；遠(yuǎn)程教育；遠(yuǎn)程治療；設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)

1.醫(yī)學(xué)科學(xué)與數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)

醫(yī)學(xué)與藝術(shù)的關(guān)系，是醫(yī)學(xué)人文學(xué)研究的重要領(lǐng)域，MedicalArt、Medicine as an Art曾經(jīng)是作為醫(yī)學(xué)性質(zhì)之爭(zhēng)的焦點(diǎn)，有關(guān)醫(yī)學(xué)是藝術(shù)還是科學(xué)的爭(zhēng)論，是一個(gè)持續(xù)很久的課題，在西方醫(yī)學(xué)哲學(xué)或醫(yī)學(xué)人文學(xué)術(shù)領(lǐng)域如今還在討論。其實(shí)醫(yī)學(xué)本身既是科學(xué)又是藝術(shù)。然而，醫(yī)學(xué)科學(xué)與藝術(shù)結(jié)合之路途似乎十分遙遠(yuǎn)，而且步履艱難，其中一個(gè)很重要的原因是表現(xiàn)手段的問(wèn)題。其中手的繪畫表現(xiàn)能力幾乎難倒了所有的醫(yī)生或?qū)W者，因?yàn)獒t(yī)生多半不會(huì)畫畫，而藝術(shù)家又很難理解醫(yī)學(xué)科學(xué)或者醫(yī)學(xué)家大腦之中的科學(xué)形象，而無(wú)法使之視覺(jué)化。

計(jì)算機(jī)的誕生，特別是微型計(jì)算機(jī)及其視覺(jué)藝術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件和設(shè)計(jì)規(guī)律的普及和大量使用——即數(shù)字藝術(shù)這門新興學(xué)科的誕生。其展示世界、再現(xiàn)實(shí)物的能力，已讓技法高超的藝術(shù)家和設(shè)計(jì)師們相形見絀。同時(shí)也給許多對(duì)于繪畫造型表現(xiàn)能力望而卻步的科學(xué)家、科技工作者、醫(yī)生、醫(yī)務(wù)工作者賦予了神來(lái)之筆。為科學(xué)與藝術(shù)、醫(yī)學(xué)科學(xué)與藝術(shù)的結(jié)合架起了可以逾越的橋梁，而數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)正是這樣一座橋梁。

人類歷史的腳步已經(jīng)邁入21世紀(jì)，這個(gè)世紀(jì)是建立在以電子計(jì)算機(jī)為平臺(tái)的基礎(chǔ)之上的，這是21世紀(jì)的重要的時(shí)代特征之一，在這樣一個(gè)計(jì)算機(jī)時(shí)代對(duì)于醫(yī)學(xué)科學(xué)也提出了新的要求，計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)醫(yī)學(xué)教育、醫(yī)學(xué)科研、醫(yī)學(xué)臨床的沖擊和影響已經(jīng)勢(shì)不可擋。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與醫(yī)學(xué)科學(xué)的結(jié)合，遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程治療、遠(yuǎn)程手術(shù)以及遠(yuǎn)程護(hù)理這些原來(lái)不敢想象的內(nèi)容，如今已經(jīng)變成或者即將變成現(xiàn)實(shí)。但是遠(yuǎn)程醫(yī)療的一個(gè)最重要的環(huán)節(jié)是如何看到病人的病情和對(duì)病情進(jìn)行診斷和治療，于是遠(yuǎn)程醫(yī)療可視化的問(wèn)題就擺在面前了。

1.1醫(yī)學(xué)科學(xué)可視化的概念

我認(rèn)為科學(xué)的可視化應(yīng)該分為科學(xué)的科學(xué)可視化和科學(xué)的藝術(shù)可視化。醫(yī)學(xué)科學(xué)的可視覺(jué)化包括：醫(yī)學(xué)教學(xué)的可視化、醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的視覺(jué)化、醫(yī)學(xué)診斷的可視化、醫(yī)學(xué)治療的可視化、醫(yī)學(xué)護(hù)理的可視化和醫(yī)學(xué)科學(xué)普及的可視化等。醫(yī)學(xué)科學(xué)的科學(xué)可視化是指借助于醫(yī)學(xué)科學(xué)儀器、實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對(duì)于醫(yī)學(xué)科學(xué)研究、實(shí)驗(yàn)、臨床、教學(xué)或者科普過(guò)程的科學(xué)的可視化。例如：基于顯微鏡、透視機(jī)、B超機(jī)、多普勒彩超機(jī)、CT機(jī)、核磁共振成像儀和其他的一些觀測(cè)和監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備等的可視化。醫(yī)學(xué)科學(xué)的藝術(shù)可視化，是將那些危險(xiǎn)的、距離遠(yuǎn)的、一般人無(wú)法觀察的（如：腦溢血和心肌梗塞的形成和發(fā)病過(guò)程等等），或者是規(guī)律性的、定性的、無(wú)法用語(yǔ)言描述的（解剖學(xué)、病理學(xué)、病毒學(xué)）等一些醫(yī)學(xué)科學(xué)現(xiàn)象用視覺(jué)藝術(shù)的形式直觀地表示出來(lái)。

在醫(yī)學(xué)中涉及到科學(xué)的藝術(shù)可視化的學(xué)科可能有諸如：解剖學(xué)、病理學(xué)、病毒學(xué)、法醫(yī)學(xué)、外科學(xué)、眼科學(xué)、循環(huán)系統(tǒng)生理學(xué)、病理形態(tài)學(xué)、美容學(xué)等學(xué)科。醫(yī)學(xué)科學(xué)的藝術(shù)可視化以其獨(dú)特的藝術(shù)形式服務(wù)于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，為醫(yī)學(xué)臨床、教學(xué)、科研和科普等領(lǐng)域提供良好的視覺(jué)可視化傳達(dá)。在這期間，醫(yī)學(xué)科學(xué)與科學(xué)的藝術(shù)可視化二者相得益彰。彼此良性循環(huán)。隨著數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展和提高。它已經(jīng)擴(kuò)展到醫(yī)學(xué)的領(lǐng)域。

1.2數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)的定義

數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)者根據(jù)需求進(jìn)行的有目的地創(chuàng)造性的構(gòu)思與計(jì)劃，以及將這種構(gòu)思與計(jì)劃、以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)、由兩維、三維和四維的圖形、圖像、文字、符號(hào)以及音頻等要素構(gòu)成的、按照數(shù)字藝術(shù)規(guī)律設(shè)計(jì)形成的靜態(tài)的、動(dòng)態(tài)的或動(dòng)態(tài)交互的、再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)或虛擬過(guò)去和未來(lái)的視聽圖形和圖像藝術(shù)的過(guò)程和結(jié)果。

是具有獨(dú)立審美價(jià)值的藝術(shù)形式和過(guò)程，是介于藝術(shù)與科學(xué)、藝術(shù)設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)圖形設(shè)計(jì)之間的邊緣學(xué)科。作為結(jié)果形成了數(shù)字化的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的以及動(dòng)態(tài)交互的、再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)或虛擬過(guò)去與未來(lái)的數(shù)字造型藝術(shù)。

數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)分為兩大類和九個(gè)子項(xiàng)。兩大類是：以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)的靜態(tài)藝術(shù)設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)藝術(shù)設(shè)計(jì)。九個(gè)子項(xiàng)是：兩維靜態(tài)藝術(shù)設(shè)計(jì)、兩維動(dòng)態(tài)藝術(shù)設(shè)計(jì)、三維靜態(tài)藝術(shù)設(shè)計(jì)、三維動(dòng)態(tài)藝術(shù)設(shè)計(jì)、視頻藝術(shù)設(shè)計(jì)、數(shù)字游戲設(shè)計(jì)、數(shù)字音樂(lè)與音效、數(shù)字表演和虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)等九個(gè)子項(xiàng)。

數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)綜合了現(xiàn)代數(shù)學(xué)、系統(tǒng)控制論、圖形圖像學(xué)、人工智能、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和動(dòng)畫原理、電影藝術(shù)和藝術(shù)設(shè)計(jì)等學(xué)科的最新成果。數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)與醫(yī)學(xué)科學(xué)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了和醫(yī)學(xué)臨床、教學(xué)、科研和科普等領(lǐng)域等方面有關(guān)的、二維的、三維的、靜態(tài)的、動(dòng)態(tài)的醫(yī)學(xué)科學(xué)與數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)緊密結(jié)合的、為醫(yī)學(xué)教學(xué)、臨床實(shí)習(xí)以及手術(shù)和科研都提供了有力的助手。

2.遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)與數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)

在這里我們首先應(yīng)該界定“遠(yuǎn)程”有多遠(yuǎn)。一個(gè)房間內(nèi)的距離叫“遠(yuǎn)程”？隔開一個(gè)房間的距離叫“遠(yuǎn)程”？一個(gè)醫(yī)院內(nèi)的距離叫“遠(yuǎn)程”？?jī)蓚€(gè)城市之間的距離叫“遠(yuǎn)程”？?jī)蓚€(gè)國(guó)家之間的距離叫“遠(yuǎn)程”？我個(gè)人認(rèn)為。只要是與患者直接有關(guān)的、卻離開了患者一定距離的、借助于有線的和無(wú)線的線路、網(wǎng)絡(luò)或儀器設(shè)備進(jìn)行接觸的和非接觸式的醫(yī)學(xué)教學(xué)、檢查、診斷、治療、手術(shù)和護(hù)理都可以是“遠(yuǎn)程”醫(yī)學(xué)的領(lǐng)域。

當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)普及、提速、容量加大之后，傳輸圖像和影像的速度不再是問(wèn)題的時(shí)候，基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)教育、診斷、治療、護(hù)理甚至是手術(shù)都已經(jīng)成為和即將成為現(xiàn)實(shí)。基于數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)的可視化技術(shù)與藝術(shù)將對(duì)遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)產(chǎn)生重要的影響。

2.1對(duì)于遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)教育的影響--

在醫(yī)學(xué)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)過(guò)程中，有些簡(jiǎn)單的、經(jīng)常性的、或者有了實(shí)驗(yàn)結(jié)果、但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果不便重復(fù)演示的（時(shí)間的原因、空間的原因、經(jīng)濟(jì)成本的原因等），可以利用數(shù)字二維、三維和四維的圖形和圖像藝術(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)效果的重復(fù)、模擬和直觀演示，這也就是我們說(shuō)到的醫(yī)學(xué)科學(xué)的可覺(jué)化。數(shù)字二維、三維和四維的圖形和圖像藝術(shù)設(shè)計(jì)已廣泛應(yīng)用于教學(xué)輔助系統(tǒng)中，產(chǎn)生了多媒體的、互動(dòng)的教學(xué)方式和教學(xué)效果。它可以使醫(yī)學(xué)教學(xué)過(guò)程生動(dòng)、形象、直觀和易于理解，極大地提高了醫(yī)學(xué)生的學(xué)生興趣、教學(xué)效果、降低了成本并且改變了醫(yī)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)效果。

例如：在醫(yī)學(xué)院的解剖實(shí)驗(yàn)課上，由于尸體數(shù)量有限、學(xué)生人數(shù)太多以及解剖教室空間有限的問(wèn)題，很難做到人人動(dòng)手實(shí)施細(xì)致的、長(zhǎng)時(shí)間的解剖實(shí)驗(yàn)，致使解剖講學(xué)的直觀性與講學(xué)內(nèi)容的生動(dòng)性方面受到了限制。另外，由于尸體是死的、靜態(tài)的，而人是活的，普通尸解做不到對(duì)人體、器官以及內(nèi)部運(yùn)動(dòng)機(jī)理進(jìn)行“真實(shí)”狀態(tài)下的、動(dòng)態(tài)的直觀了解。

鑒于上述原因。我們可以利用數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)來(lái)繪制二維的、三維的和四維的、詳細(xì)的醫(yī)學(xué)地圖——醫(yī)學(xué)科學(xué)影像圖形和圖像。進(jìn)行直觀的、生動(dòng)的，動(dòng)態(tài)的或動(dòng)態(tài)交互的、以及虛擬現(xiàn)實(shí)交互的演示、分析和感受，這樣可以部分地取代解剖教學(xué)中、對(duì)于已經(jīng)定性的醫(yī)學(xué)生理學(xué)理論和解剖學(xué)知識(shí)講解，而不必進(jìn)行真實(shí)尸體的解剖就可以了解到應(yīng)該了解到的基本知識(shí)。例如我今年所帶的碩士畢業(yè)生所設(shè)計(jì)的“基于Kinect和Unity 3D的動(dòng)態(tài)交互式人體虛擬解剖系統(tǒng)”就可以在一個(gè)很大的空間中。徒手實(shí)現(xiàn)人體的動(dòng)態(tài)交互式虛擬解剖。這個(gè)系統(tǒng)既可以進(jìn)行全身的從皮膚到肌肉、骨骼和內(nèi)臟的解剖，也可以按照例如：循環(huán)系、呼吸系、消化系等系統(tǒng)進(jìn)行解剖教學(xué)和展示（圖1）。這套系統(tǒng)本身就是遠(yuǎn)程的、非接觸的解剖教學(xué)。

同樣，數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)也可以應(yīng)用到病理學(xué)、病毒學(xué)等基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的教學(xué)之中。推而廣之，借助這樣的方法，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)器官建立較為立體和直觀的認(rèn)識(shí)，從而按系統(tǒng)教學(xué)模式是對(duì)原有臨床醫(yī)學(xué)教育的再組合，可以是整體醫(yī)學(xué)在醫(yī)學(xué)教育中的體現(xiàn)與實(shí)踐的有力助手。如果上述功能在醫(yī)學(xué)院和醫(yī)院的教學(xué)中都能夠?qū)崿F(xiàn)，那么，借助有線通訊、衛(wèi)星無(wú)線通訊和互聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)學(xué)遠(yuǎn)程教育教學(xué)中當(dāng)然也可以實(shí)現(xiàn)了。這樣就可以方便一些二、三線地區(qū)的醫(yī)學(xué)院校的醫(yī)學(xué)生和醫(yī)院的醫(yī)生進(jìn)行專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和水平的提升。

2.2對(duì)于遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)診斷的影響

中醫(yī)的診斷一般為“望診、聞診、問(wèn)診、切診”，是中醫(yī)診斷疾病的方法，叫做四診。這些被西醫(yī)診斷學(xué)所不齒的方法，現(xiàn)在我們可以借助于數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)去輔助完善這些過(guò)程。例如：“望診”傳統(tǒng)醫(yī)書都是用文字描述，十分抽象。如果不經(jīng)過(guò)大量的、多年的臨床經(jīng)驗(yàn)的積累，是無(wú)法實(shí)現(xiàn)“望診”的。我的一個(gè)研究生家里是中醫(yī)世家，她在學(xué)習(xí)古醫(yī)術(shù)的基礎(chǔ)上，在老中醫(yī)的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了中醫(yī)“望診”交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)，第一次把抽象的“望診”、“具象化”（圖2）。同樣借助于將數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)與醫(yī)學(xué)影像庫(kù)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、智能手機(jī)、傳感器、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行綜合的分析和判斷，形成相對(duì)科學(xué)的、面對(duì)面近程的和遠(yuǎn)程的中醫(yī)“四診”的診斷。

西醫(yī)的診斷也有類似“望診、聞診、問(wèn)診、切診”，但更多地是借助于醫(yī)學(xué)科學(xué)儀器設(shè)備，例如：B超、彩超、心電、x光片、CT片、核磁片以及各種化驗(yàn)的結(jié)果。醫(yī)生依據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行可視化的、綜合的分析和診斷，這里的診斷可視化包括數(shù)據(jù)分析的可視化和影像學(xué)的可視化?，F(xiàn)在我們可以借助于數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)圖形圖像學(xué)、人工智能自動(dòng)讀片（X光片。CT片、核磁片）系統(tǒng)進(jìn)行近程的和遠(yuǎn)程的醫(yī)學(xué)診斷。例如。隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展。運(yùn)用CT或者FMRl獲取的掃描數(shù)據(jù)，按照DlCOM標(biāo)準(zhǔn)格式（或其他格式），在符合要求的顯示器上，呈現(xiàn)器官的三維形像，輔助醫(yī)生從CT設(shè)備（或其他設(shè)備）中重現(xiàn)診斷設(shè)備產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)的器官影像。醫(yī)生采用這類系統(tǒng)提供的多種智能型影像處理分析工具，按照自己的主觀判定，識(shí)別潛在病灶，分析評(píng)估器官的病變，通過(guò)本系統(tǒng)輔助匯總成診斷報(bào)告，以提高醫(yī)生的診斷效率。供共性的和個(gè)性的患者的遠(yuǎn)程診斷。例如：IQQA3D影像解讀分析系統(tǒng)（圖3）。

這些都離不開可視化，通過(guò)數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)結(jié)合計(jì)算機(jī)圖形形成的這些內(nèi)容，借助移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、智能手機(jī)、平板電腦，加之于醫(yī)學(xué)影像庫(kù)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)參考對(duì)照比對(duì)等，對(duì)于西醫(yī)的上述檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合的分析和判斷，形成面對(duì)面的、近程的和遠(yuǎn)程的、相對(duì)更加科學(xué)的西醫(yī)學(xué)的診斷。同時(shí)，借助于數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)與醫(yī)療設(shè)備、結(jié)合有線、無(wú)線和INT網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、個(gè)性化的診療進(jìn)入千家萬(wàn)戶。

3.對(duì)于醫(yī)學(xué)遠(yuǎn)程治療的影響

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的提高與普及，借助計(jì)算機(jī)控制的顯微手術(shù)器械和遙控顯微手術(shù)器械。結(jié)合計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)和軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)與醫(yī)學(xué)科學(xué)相結(jié)合，推動(dòng)醫(yī)學(xué)教學(xué)的現(xiàn)代化、科學(xué)化，以及外科手術(shù)術(shù)前的“虛擬可視化”的訓(xùn)練，在我國(guó)的醫(yī)學(xué)院或者醫(yī)院中建立一個(gè)全新的、介于臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)之后、臨床手術(shù)實(shí)踐之前的“數(shù)字虛擬醫(yī)學(xué)部”，或者在醫(yī)院的外科設(shè)立“數(shù)字虛擬手術(shù)研究部”，目前應(yīng)該提到日程之上來(lái)了。

在醫(yī)學(xué)院設(shè)立的“數(shù)字虛擬醫(yī)學(xué)部”中，高年級(jí)的醫(yī)學(xué)生在指導(dǎo)醫(yī)師的監(jiān)督和指導(dǎo)下，為虛擬的患者——可以是真實(shí)的人體模型、或者是人體器官模型和運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和數(shù)字三維動(dòng)態(tài)藝術(shù)設(shè)計(jì)的虛擬人體和人體器官相結(jié)合。實(shí)施虛擬手術(shù)（這個(gè)過(guò)程很像利用飛行模擬器訓(xùn)練飛行員的過(guò)程），通過(guò)這樣反復(fù)練習(xí)的訓(xùn)練過(guò)程，將相關(guān)的手術(shù)做得十分熟練。之后，再到真實(shí)的環(huán)境中對(duì)真人實(shí)施手術(shù)，這樣即使是首次手術(shù)的醫(yī)生也可以是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生，這樣可以盡量地提高醫(yī)學(xué)生外科手術(shù)的熟練程度，縮短從一個(gè)醫(yī)學(xué)生到醫(yī)生的時(shí)間過(guò)程。減少患者對(duì)實(shí)習(xí)醫(yī)生的恐懼，提升手術(shù)的成功機(jī)率，使患者受惠并得到較好的照顧。

在醫(yī)院里，在外科設(shè)立的“數(shù)字虛擬手術(shù)研究部”中，結(jié)合現(xiàn)在開始使用的計(jì)算機(jī)控制手術(shù)器械（顯微手術(shù)器械），將重大的手術(shù)結(jié)合真實(shí)的人體模型、或者是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和數(shù)字三維動(dòng)態(tài)藝術(shù)設(shè)計(jì)的虛擬人體和人體器官影像相結(jié)合，來(lái)規(guī)劃和設(shè)計(jì)手術(shù)。通過(guò)目鏡和顯微手術(shù)器械，將整個(gè)復(fù)雜的手術(shù)過(guò)程實(shí)施虛擬實(shí)景的模擬，把手術(shù)過(guò)程中的可能遇到的問(wèn)題和困難，進(jìn)行先期的“真實(shí)的”模擬和熟悉，并進(jìn)行反復(fù)練習(xí)。同時(shí)，如果將兩臺(tái)這樣的設(shè)備連在一起。其中一臺(tái)由老師操控的話，老師就可以在模擬手術(shù)的過(guò)程中對(duì)學(xué)生的手術(shù)過(guò)程加以近程的或者遠(yuǎn)程的指導(dǎo)。這樣模擬的結(jié)果可以提高手術(shù)的成功率、減少對(duì)患者的傷害。增進(jìn)患者的治愈度。

今后，隨著科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，三維立體顯示器、三維目鏡、頭盔、數(shù)據(jù)手套、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等立體影像顯示和觀察設(shè)備及相關(guān)的計(jì)算機(jī)裝置以及互聯(lián)網(wǎng)的逐漸普及和應(yīng)用，無(wú)論在近程的和遠(yuǎn)程的虛擬手術(shù)中觀看到立體仿真度更高的視覺(jué)效果和沉浸度極高的“觸覺(jué)”體驗(yàn)，這種虛擬的真實(shí)感會(huì)更加接近于真實(shí)手術(shù)的實(shí)際（圖4）。

4.對(duì)醫(yī)療設(shè)備的遠(yuǎn)程組裝、使用、維護(hù)與維修的可視化

現(xiàn)在的醫(yī)療設(shè)備科技含量越來(lái)越高，很多設(shè)備非常昂貴，組裝、操作和維護(hù)十分復(fù)雜。目前醫(yī)療設(shè)備的使用說(shuō)明書多是文字和黑白插圖的，文字說(shuō)明繁多，并不直觀，閱讀理解和學(xué)習(xí)十分困難。一旦誤操作，造成的損失——無(wú)論是患者的、還是對(duì)設(shè)備都是難以承擔(dān)的，所以上述過(guò)程的預(yù)先培訓(xùn)作用和意義重大。但是如果只是以文字和口述進(jìn)行培訓(xùn)。效果十分有限。尤其在異地和遠(yuǎn)程更加不便。于是，基于數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)的可視化醫(yī)療設(shè)備的安裝、使用、維護(hù)和維修成為強(qiáng)有力的助手。

例如。我?guī)У囊粋€(gè)學(xué)生進(jìn)行的“螺旋CT機(jī)可視化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”項(xiàng)目就是此類。這樣的一個(gè)可視化設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)以下作用：可以作為供技術(shù)人員參考安裝螺旋CT機(jī)的裝機(jī)說(shuō)明；可以作為醫(yī)院醫(yī)生使用螺旋CT機(jī)的可視化使用說(shuō)明；可以作為使用螺旋CT機(jī)的醫(yī)生向病人解釋診病原理的直觀說(shuō)明；當(dāng)然還可以作為醫(yī)療器械生產(chǎn)廠家為自己的產(chǎn)品進(jìn)行科學(xué)的、可視化宣傳推廣的利器（圖5）?；跀?shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)的可視化，可以起到提高工作效率、避免其中因操作不當(dāng)造成的零件損傷、降低工作成本、節(jié)約工作時(shí)間、提高醫(yī)療設(shè)備使用效率、延長(zhǎng)使用壽命的作用。

基于數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)醫(yī)療設(shè)備的可視化，還可以起到向患者介紹病例的病理和病因的作用，便于醫(yī)患溝通，幫助病人了解診斷、治療、恢復(fù)和療養(yǎng)的過(guò)程。同時(shí)還利于面向普通大眾進(jìn)行醫(yī)學(xué)學(xué)設(shè)備和診療手段的科普的作用，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)基于這些設(shè)備的遠(yuǎn)程護(hù)理的作用。上述這些內(nèi)容都是既可以面對(duì)面，更便于遠(yuǎn)程化的。

綜上所述，借助數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和醫(yī)學(xué)科學(xué)，探索二者在遠(yuǎn)程醫(yī)療領(lǐng)域相結(jié)合之路。前途將是無(wú)限光明的。