目錄 1 相關背景... 1 89che.com 加強現(xiàn)實技術介紹... 1 89che.com 加強現(xiàn)實發(fā)展歷史... 1 89che.com 加強現(xiàn)實技術原理... 1 89che.com AR技術在臨床手術領域的具體應用... 3 89che.com 國外現(xiàn)狀... 3 89che.com 國內現(xiàn)狀... 4 89che.com 市場... 4 2 技術預見... 6 89che.com 追蹤技術... 6 89che.com 環(huán)境感知... 6 89che.com 跟蹤用戶動作... 7 89che.com 顯示技術... 7 89che.com 交互技術... 8 89che.com 建模醫(yī)學圖像... 8 89che.com 技術路線圖... 8 3 社會調研... 10 89che.com 問卷調查... 10 89che.com 專業(yè)訪談... 12 89che.com 美國學生的反饋... 13 4 創(chuàng)新設計方案... 14 89che.com AR技術創(chuàng)新設計方案... 14 89che.com 高新技術企業(yè)創(chuàng)新設計方案... 14 89che.com 國家政策... 15 結論... 16 參考文獻... 17 附錄1：社會調查問卷... 19

近年來，現(xiàn)實得到了加強(Augmented Reality)技術(以下簡稱AR技術一直是媒體和市場的熱門話題之一。然而，就AR就技術本身而言，它并不是一項特別新穎的技術。AR技術源于人類在現(xiàn)實世界中投影虛擬場景的美好想象，所以早在幾個世紀前，歐洲劇院就用物體暗淡的投影來裝扮表演人物。由計算機合成的現(xiàn)代增強現(xiàn)實技術起源于20世紀60年代MIT的Surland[1]。他發(fā)明了一個基礎CRT與安裝在天花板上的機械跟蹤系統(tǒng)連接的光學透視頭戴式顯示器PDP-計算機和自定義圖形硬件。后來，超聲波系統(tǒng)取代了笨重的機械跟蹤器。他們的系統(tǒng)將必要的顯示、跟蹤和計算組件結合起來AR該系統(tǒng)提供了寶貴的經驗。隨著電子計算機計算能力的快速提高，增強現(xiàn)實技術的快速發(fā)展。到20世紀90年代，一些關于增強現(xiàn)實技術的基本技術，如跟蹤技術、虛擬物體顯示技術和用戶交互技術，已經被廣泛研究，增強現(xiàn)實已經開始應用于許多領域。Rekimoto[2]使用AR該技術開發(fā)了一套工具，可以加強人們在工作中的面對面合作，允許人們通過AR系統(tǒng)與遠程同事面對面交互。增強現(xiàn)實技術也廣泛應用于醫(yī)療領域。比如腹腔鏡手術的可視化[3]，患者體內X射線的可視化[4]，圖像引導手術的[5]。

自20世紀以來，隨著移動設備和互聯(lián)網的大規(guī)模普及，AR技術開始逐漸走出實驗室和研究所，逐漸應用于普通人的生活，進入商業(yè)應用階段。新西蘭HIT2007年，實驗室成立了世界上第一個移動實驗室AR應用。他們與當?shù)貏游飯@合作，通過移動設備在印刷報紙廣告上投影虛擬動物形象。2013年谷歌發(fā)布Google glass，成為應用AR第一個成熟的可穿戴設備。經過50多年的發(fā)展，AR技術仍在快速進步。相信不久的將來，AR技術將給我們的生活帶來真正的變化。

AR該技術是一種利用計算機技術在現(xiàn)實世界中整合虛擬物體的交互技術，使人們能夠在現(xiàn)實中與虛擬物體互動。AR在技術出現(xiàn)之前，人們在計算機中構建虛擬模型并顯示在計算機顯示器上。然而，這是一種二維顯示技術。人們只能通過鼠標和鍵盤觀察顯示器上的圖片并與之交互。在計算機上構建和實用的三維模型突出了這種交互方式沒有替代感的缺陷。對于生活在三維世界中的人類來說，如果有一種交互方式使人與虛擬物體的交互與顯示物體的交互沒有區(qū)別，那么這種方式是一種更準確的方式，符合人類的直覺。AR技術構建了連接現(xiàn)實和虛擬的橋梁。如圖(89che.com)增強現(xiàn)實是混合現(xiàn)實技術的一部分。它在實際環(huán)境的基礎上，將虛擬物體集成到實際場景中，人類可以通過特定的設備觀察到虛擬物體并與它們互動。相應地，增強虛擬技術是一種交互技術，它使用虛擬場景來替換現(xiàn)實場景，然后將現(xiàn)實對象集成到虛擬場景中，其虛擬程度高于增強現(xiàn)實。

圖89che.com：虛擬與現(xiàn)實的過渡[7]

根據(jù)被廣泛接受的定義，AR技術包括三個關鍵要素[6]。

1) 結合現(xiàn)實場景和虛擬元素

2) 能實時交互

3) 三維顯示

滿足這三個特點AR該系統(tǒng)的技術要求是，它必須有一個可以組合真實和虛擬圖像的顯示器；一個可以生成交互式圖形的計算機系統(tǒng)，以實時響應用戶輸入；以及一個可以找到用戶視點位置的跟蹤系統(tǒng)，以便在真實環(huán)境中準確地顯示虛擬圖像。

隨著移動設備計算能力的提高，目前的實用設備主要是可穿戴設備，如智能眼鏡、可穿戴投影設備和智能手機。小型交互式圖形計算任務主要依賴于設備本身，而工業(yè)建模設計等大型圖形的計算依賴于云計算服務器。

增強現(xiàn)實技術主要包括跟蹤技術、顯示技術和交互技術。

跟蹤技術是指顯示在顯示場景中的虛擬物體應該像它是現(xiàn)實世界的一部分一樣固定。為了將虛擬物體固定在現(xiàn)實場景中，必須確定觀察者在現(xiàn)實世界中的觀測點（位置和方向）。基于特定的技術和應用程序，真實世界的固定點可以是物理對象，如磁跟蹤源或圖像標記或使用GPS確定空間中的位置。

顯示技術是指在現(xiàn)實場景中實時顯示虛擬物體的技術，包括裸眼光學投影、顯示現(xiàn)實等。顯示技術的目的是讓用戶同時看到虛擬物體和現(xiàn)實環(huán)境。因此，如何將虛擬物體集成到現(xiàn)實環(huán)境中，并在人類視網膜上投影，是人類看到的關鍵問題。光學投影依靠可穿戴設備直接在人眼前投影相關圖像，而顯示器只在屏幕上顯示集成虛擬物體的攝像頭圖像，人類通過觀察屏幕獲得增強現(xiàn)實信息。

交互技術的目的是使人類能夠像實際物體一樣與虛擬物體交互。主要問題是輸入人類指令。AR該系統(tǒng)可結合各種輸入方法。從鍵盤、鼠標、觸摸屏輸入等傳統(tǒng)二維用戶界面，到手持設備、語音、手勢等三維多模式接口。不同的輸入模式對應于不同的實際應用，輸入模式會隨著應用的不斷豐富而不斷發(fā)展。

20世紀60年代，增強現(xiàn)實技術起源于美國，在發(fā)明初期被認為廣泛應用于醫(yī)療手術領域。如1997年Leveton等人用增強現(xiàn)實圖像引導醫(yī)生進行手術[5]；1998年Fuchs[3]等人成功利用增強現(xiàn)實技術實現(xiàn)腹腔鏡手術的可視化；2007年Merten在增強現(xiàn)實技術的幫助下，等人為腳粉碎性骨折患者建立了腳骨虛擬模型(見圖)(89che.com))，為醫(yī)生的診斷和后期手術提供了重要幫助。近日，日本微軟公司利用Hololens平臺，將3D圖像顯示給醫(yī)生，并準確匹配病人的病變組織，以幫助手術。近日，日本微軟公司利用Hololens平臺，將3D圖像顯示給醫(yī)生，準確匹配病人的病變組織，輔助手術。增強現(xiàn)實技術在國外發(fā)展多年，大量基礎研究為醫(yī)療領域的應用奠定了堅實的基礎。目前，增強現(xiàn)實技術的主流發(fā)展方向仍。

圖89che.com：利用AR足部手術輔助技術

中國的增強現(xiàn)實技術起步較晚，計算機技術完全落后于國外。因此，國內對增強現(xiàn)實技術的基礎研究較少，一般局限于應用水平。隨著虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實概念自2010年以來的普及，中國也開始研究增強現(xiàn)實技術的臨床手術。目前，它主要集中在外科導航和外科教學系統(tǒng)領域，其中有代表性的公司包括觸覺技術和醫(yī)療微信。

醫(yī)療、零售、汽車等不同行業(yè)的應用范圍不斷擴大，預計將促進預測期內的需求。著名的技術咨詢公司Gartner根據(jù)2017年技術發(fā)展軌跡報告，現(xiàn)實技術正處于萌芽階段。從圖(89che.com)可見，現(xiàn)實技術的增強還處于技術成熟期，預計5-10年后將得到廣泛應用?？梢?，增強現(xiàn)實技術具有巨大的增長潛力，吸引了大量投資，為行業(yè)增長做出了貢獻。

圖89che.com：Gartner技術發(fā)展軌跡圖

在市場規(guī)模方面，2018年實際市場規(guī)模增長18億美元，市場規(guī)模小，市場潛力巨大。增強現(xiàn)實技術的盈利方式主要有兩種:銷售增強現(xiàn)實設備和提供增強現(xiàn)實服務。其中，設備銷售主要包括智能眼鏡、增強現(xiàn)實游戲機、增強現(xiàn)實醫(yī)療設備等，服務主要包括增強現(xiàn)實娛樂內容和虛擬模型建設。目前，硬件設備是增強現(xiàn)實的主要瓶頸。我相信，在未來，增強現(xiàn)實利潤點仍將在硬件設備中。實際技術標準完全成熟，硬件設備普及后，利潤點將逐步向軟件轉移。根據(jù)名稱調查機構Grand View Research預測結果見圖(89che.com),AR近10年技術市場規(guī)模將呈指數(shù)級增長，市場空間巨大。

圖89che.com：全球AR技術市場規(guī)模預測圖

同時，AR醫(yī)療領域的技術發(fā)展也很快。自2010年以來，AR/VR近年來，醫(yī)療領域，特別是智能醫(yī)療設備，受到投資機構的青睞AR醫(yī)療設備初創(chuàng)公司相繼獲得巨額融資。2017年，AR醫(yī)學影像公司EchoPixel投資英特爾資本850萬美元；AR手術平臺公司Beyeonices融資1150萬美元。可見投資機構普遍正確AR在醫(yī)學領域的應用有很大的信心。圖(89che.com)對投資機構AR醫(yī)療市場規(guī)模的估計可見AR未來10年，醫(yī)療市場規(guī)模將保持較高的增長率。

圖89che.com：全球AR預測醫(yī)療市場規(guī)模

作為一種系統(tǒng)技術，增強現(xiàn)實在臨床手術中的應用，包括許多復雜的具體技術，從虛擬模型構建到與現(xiàn)實環(huán)境相結合，再到實現(xiàn)人與虛擬模型的交互。目前，學術界將加強現(xiàn)實技術主要分為跟蹤技術、顯示技術和交互技術三部分，加強現(xiàn)實技術應用于手術領域，解決人體器官模型建設問題，分別分析現(xiàn)狀，根據(jù)技術現(xiàn)狀和文獻研究結果進行技術預測。

增強現(xiàn)實系統(tǒng)必須能夠感知環(huán)境，跟蹤觀察者的運動，最好有6個自由感知。3個變量(x, y, z)表示空間位置，3個角度(偏航、俯仰、滾動)表示方向[10]。在現(xiàn)實環(huán)境中，必須有一些模型可以在匹配模型和現(xiàn)實時為增強現(xiàn)實系統(tǒng)提供參考，這意味著必須有一些預設的環(huán)境因素。但事實上，這樣的條件很難滿足。并非所有環(huán)境都能找到跟蹤技術的參考點，也不是所有環(huán)境都有固定的參考點。所以直到今天，確定用戶的方向仍然是一個復雜的問題，沒有單一的最佳解決方案。

增強現(xiàn)實系統(tǒng)必須能夠感知用戶當前的環(huán)境和位置，以便根據(jù)用戶的環(huán)境顯示不同的內容。在大多數(shù)情況下，增強現(xiàn)實技術并不需要對環(huán)境進行詳細的描述，因為它忠實地再現(xiàn)了環(huán)境，并顯示了虛擬模型。

但在臨床手術中的應用完全不同。臨床手術對精度要求很高。人體器官是一個緊密相連的復雜系統(tǒng)，隨著人體運動、呼吸等微小運動，人體器官的位置和大小不斷變化。這給真實器官與虛擬器官模型的精確匹配帶來了巨大的挑戰(zhàn)。準確性問題，即如何準確感知患者手術中器官的微小變化，并反映在虛擬模型的顯示上，成為限制AR技術發(fā)展的瓶頸之一。

目前，感知技術一般通過基于高清攝像頭的計算機視覺系統(tǒng)實現(xiàn)，攝像機拍攝真實環(huán)境，如患者病變、教學模型等，然后將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C進行處理。由于缺乏有效的醫(yī)療檢測手段，目前的醫(yī)療檢測設備都是靜態(tài)檢測設備，未來感知技術的發(fā)展仍將以視覺感知為主要手段。隨著深度學習的不斷發(fā)展，計算機的圖像處理能力得到了飛速提高，圖像目標檢測、目標分割的方向也取得了長足進步，這將成為增強現(xiàn)實感知技術的又一突破點。

對于一般的增強顯示系統(tǒng)而言，與虛擬環(huán)境相比，用戶追蹤設備必須具有更高的準確性，更寬的輸入變化和帶寬以及更廣的范圍[6]。配準精度不僅取決于幾何模型，還取決于要匹配的物體的距離。距離越遠，位置跟蹤中的影響誤差越小。在室內環(huán)境下，追蹤通常比在室外環(huán)境中更容易，因為追蹤設備不必大范圍移動。

而在臨床手術應用當中，情況也稍有不同。手術全都在封閉的室內完成，而且系統(tǒng)使用者——醫(yī)生在手術過程中與病人的位置相對固定，因此手術增強現(xiàn)實系統(tǒng)的問題更多在于提升精確度而非適用范圍。目前的用戶追蹤手段主要有固定磁性標記、固定視覺標記、全球定位系統(tǒng)、慣性制導系統(tǒng)和光學系統(tǒng)。其中除光學系統(tǒng)之外的手段全都存在精度過低的情況。如全球定位系統(tǒng)精度一般在10米左右，并不適用于手術這類精細場景。光學系統(tǒng)利用多個攝像機的多角度拍攝，定位使用者的位置和方向，從而實現(xiàn)虛擬模型的精確顯示。目前手術系統(tǒng)中一般采用這種方式。光學系統(tǒng)在手術室這種穩(wěn)定、少干擾的情況下性能優(yōu)異，能準確追蹤使用者的6自由度運動。

目前主要的顯示設備主要包括頭戴式和手持式。頭戴顯示器包括視頻/光學透視頭戴式顯示器（HMD），虛擬視網膜顯示器（VRD）和頭戴式投影顯示器（HMPD）。手持顯示器包括手持視頻顯示器、光學透視顯示器以及手持投影儀[10]。頭戴顯示器解放了人的雙手，便于活動；缺點是顯示設備必須連接到計算設備，這樣限制了設備的移動性，而目前大帶寬、低延遲的無線通信技術尚未普及，5G技術有望解決這一問題。手持顯示器更加笨重，由于生產成本低且易于使用，成為目前將增強現(xiàn)實引入大眾市場的最佳解決方案。增強現(xiàn)實游戲Pokemon go就是手持顯示設備的極好范例。

在臨床手術領域，由于醫(yī)生需要進行手術操作，因此頭戴式設備成為唯一選擇。用于輔助手術的頭戴式顯示器并不需要有很高的移動性，可以采用有線連接，這樣就解決了頭戴式設備的續(xù)航問題和傳輸問題。頭戴顯示器中虛擬視網膜顯示器準確度最高，它是將虛擬圖像直接投影到人眼視網膜上來實現(xiàn)虛擬模型顯示，相比于依靠二次反射的透視式和投影式有顯著優(yōu)勢，以后醫(yī)療增強現(xiàn)實顯示技術的發(fā)展方向將沿著這一方向發(fā)展，并逐步提高移動性、續(xù)航和獨立計算能力。

增強現(xiàn)實系統(tǒng)需要提供虛擬對象和真實對象的某種接口，以便人類能夠和這些虛擬物體互動。這對于連接物理世界和數(shù)字世界有重要意義，通過交互技術，曾經冷冰冰的數(shù)據(jù)將變成看得見摸得著的具體形象[11]。目前主要的交互方式包括平面用戶界面、三維用戶界面、觸覺、手勢和姿態(tài)捕捉、語音識別、視線追蹤和人機共生。交互方式多種多樣，采用的技術也十分廣泛。用戶界面類的交互方式一般用于人和機器的交互，只是用增強現(xiàn)實的方式實現(xiàn)了傳統(tǒng)的人機交互界面。觸覺、手勢、語音、視線更加接近人和現(xiàn)實世界的原本交互方式，我們就是用話語和手勢與人交流，用觸覺感受世界，用視線來表達關注的。人機共生利用體內植入傳感器收集生理信號，如皮膚電反應，腦電圖（神經活動）或肌電圖（肌肉活動）等數(shù)據(jù)，以監(jiān)測生物活動。這為增強現(xiàn)實系統(tǒng)提供了新穎的交互方式，目前植入傳感器還處于研究階段。

在臨床手術中，交互方式更偏向于自然直接的交互方式，如觸覺、手勢等；人機共生技術和醫(yī)療領域有著緊密的聯(lián)系，它可以直接提供手術中所需的生理監(jiān)測信號，相信隨著植入傳感器的進一步發(fā)展，人機共生技術將在臨床手術AR系統(tǒng)中扮演重要作用。

人體是世界上最復雜的系統(tǒng)之一，眾多人體器官協(xié)同工作組成了這個異常復雜的系統(tǒng)。臨床手術中稍有差池都有可能對病人生命健康造成嚴重后果。因此用于臨床手術的增強現(xiàn)實虛擬模型必須十分準確。以最復雜的腦部手術為例，由于個體差異的存在，每個病人腦部的形狀、大小、結構都有所不同[15]。因此用作手術輔助的虛擬人體器官模型必須十分精確，而且要能反映出不同人器官的差異。目前的醫(yī)學探測手段主要是靜態(tài)平面探測和立體探測。平面探測主要有X光射線，立體探測主要有CT技術和核磁共振技術。3D醫(yī)學圖像重建技術使用現(xiàn)有醫(yī)學探測手段得到的圖像，將平面的或者分層的檢測圖像重建為三維器官模型[12]。目前的重建技術主要基于CT檢測結果，重建算法利用CT檢測得到的大量斷層二維圖片重構三維器官模型。目前的技術主要有表面陰影遮蓋技術、容積漫游技術、曲面重建技術和虛擬內鏡技術等[14]。這些技術分別適用于不同形態(tài)的器官，在臨床應用中均取得了良好效果。

增強現(xiàn)實在臨床手術中的應用橫跨計算機科學、計算機視覺、傳感器、通信、臨床醫(yī)學、人體工程學等諸多學科，技術涉及面極廣。使用增強現(xiàn)實技術輔助臨床手術的實現(xiàn)，取決于多學科共同發(fā)展的結果。上文中按照不同的技術類別將臨床手術中的增強現(xiàn)實技術做了分析，結合相關文獻研究熱點的基礎上[9]，我們繪制了用于臨床手術的增強現(xiàn)實系統(tǒng)技術路線圖，見圖(89che.com)。從技術路線圖中可以看到，未來追蹤技術和圖像處理將更偏向以深度學習為代表的智能技術，顯示器和傳感器將更偏向于與人體器官高度關聯(lián)的技術，如視網膜顯示器和人機共生技術。

圖89che.com：AR輔助手術技術路線圖

我們的社會調研主要從兩方面展開。首先，針對廣大社會群體，我們設計了有關AR在臨床手術應用中的調查問卷；其次，由于AR技術和醫(yī)療領域的特殊性，僅有普通群眾意見是遠遠不夠的，因此我們還分別采訪了相關專業(yè)人士，了解了他們對AR技術在臨床手術中應用的意見；最后，我們還對同組美國同學進行了采訪，了解了他們對AR手術發(fā)展的一些意見和建議。

我們分別就群眾對AR技術的熟知程度、經濟因素、觀念接受度、心理預期和發(fā)展意見等方面設置了問卷問題（見附錄一）。此次調研采用網絡問卷的形式，共回收有效問卷124份，達到了預期效果。

根據(jù)年齡分布圖(89che.com)可知，調研群體主要集中在18-28歲和40-60歲兩個群體內，可以分別代表年輕人和中年人的意見。根據(jù)圖(89che.com)，答卷者中，擁有大學本科學歷及以上者達到了89che.com，可見受訪者普遍具有較高的文化水平。

圖89che.com：受訪者年齡分布圖

圖89che.com：受訪者學歷分布圖

由圖(89che.com)可知，有89che.com的人對AR在醫(yī)療領域的應用效果持樂觀態(tài)度，可見普通群體對AR技術的接受度較高。而由圖(89che.com)可知，當被問到“假設你需要接受AR/VR輔助的腦部手術，愿意為此支付的價格”時，89che.com的人心理預期價格低于2萬，可見普通群體對這項新技術在價格上的承受力并不是很高。

圖89che.com：假設你需要接受AR/VR輔助的腦部手術，愿意為此支付的價格

圖89che.com：AR醫(yī)療是否能很大程度提升就醫(yī)體驗

由圖(89che.com)可知，目前大家對AR技術的成熟度信心仍然不足，有89che.com的人認為AR醫(yī)療目前最大的障礙仍是技術不成熟。與之相反的是，圖(89che.com)表明，89che.com的人認為AR技術將在5年內在醫(yī)療領域大規(guī)模應用，反映出普通群體對目前技術現(xiàn)狀仍不甚了解。

圖89che.com：AR醫(yī)療的最大障礙

圖89che.com：AR醫(yī)療大規(guī)模應用的預計時間

為了獲取專業(yè)指導性意見，我們還分別采訪了AR醫(yī)療研究者、醫(yī)療從業(yè)者和AR技術從業(yè)者，獲取了一些專業(yè)指導性意見。

l AR醫(yī)療研究者

AR/VR在醫(yī)療領域的應用前景廣闊。AR/VR技術在醫(yī)療領域的應用主要包括輔助手術、輔助教學和輔助訓練。目前實現(xiàn)技術突破的關鍵點在于AR醫(yī)療輔助的準確程度，也就是怎么精確地將AR模型和實際的人體結合起來。一旦AR技術本身實現(xiàn)突破，它在醫(yī)療領域的應用也將快速跟進。

l 醫(yī)療從業(yè)者

專業(yè)醫(yī)師認為，AR技術將完全顛覆傳統(tǒng)手術過程。它可以讓身體內的各種結構呈現(xiàn)地更清晰、立體，那么醫(yī)生手術也會更精確，與之對比，目前微創(chuàng)手術依賴平面顯示，缺少景深信息。當然，相比AR技術的先進性，醫(yī)師們更關心實際使用中技術與成本的平衡。受訪醫(yī)生表示，AR輔助醫(yī)療的費用不能超出醫(yī)療機構和患者可承受的范圍，阻礙新技術運用到實際的往往是經濟原因。同時她也指出，人體結構的復雜性將成為技術突破的極大障礙。她說：“人體是系統(tǒng)性的，而且時刻處于動態(tài)變化之中，如何利用現(xiàn)有的醫(yī)療數(shù)據(jù)建立準確的人體模型將是AR/VR醫(yī)療付諸實際的關鍵因素?！?/p>

l AR技術從業(yè)者

AR技術從業(yè)者認為，目前AR技術的最大障礙在于用戶體驗不佳。笨重的頭盔、糟糕的顯示、卡頓的交互，都很難讓用戶真正喜歡上AR產品，這也是目前AR產業(yè)停滯不前的原因。如何提升用戶體驗，使得AR產品真正為用戶所習慣并喜愛，將是AR大規(guī)模應用的前提。

相比于社會調研中受訪者對AR醫(yī)療的普遍樂觀預計，美國同學對AR醫(yī)療大規(guī)模應用的預計比較悲觀。他們普遍認為，AR醫(yī)療要大規(guī)模應用至少需要10年以上。

同時，他們也提出了AR醫(yī)療的用戶心理接受度的問題。根據(jù)恐怖谷理論[13]，人對AR虛擬對象的好感程度初期會隨著仿真度的提高而增加，但到達一定階段就會進入極度反感的相反狀態(tài)，之后又會回歸正常。隨著技術水平的提升，AR虛擬模型的擬真度將不斷提升，如何引導用戶在心理上舒適地接受和看待虛擬模型也是必須考慮的問題。

圖89che.com：恐怖谷理論

根據(jù)上文中的技術分析和技術預見，我們已經對增強現(xiàn)實應用在臨床手術中的具體技術進行了詳細分析；同時我們也進行了廣泛的社會調研，了解了社會不同群體對這項技術的了解、認識和需求。

社會調研結果表明，人們普遍認為AR在臨床手術治療上的應用是社會發(fā)展的必然趨勢。89che.com的受訪者認為AR技術在醫(yī)療領域的應用符合社會發(fā)展趨勢；同時他們也愿意成為這項技術的使用者，89che.com的受訪者表示愿意接受AR/VR輔助的臨床手術。可見AR技術應用于臨床手術存在市場需求。專業(yè)訪談結果和社會調研結果一致顯示，目前AR技術還沒有在臨床手術領域大規(guī)模應用的根本原因是目前AR技術還不夠成熟。結合技術與社會來考慮，我們應該采取何種措施，加速AR在臨床手術中的應用呢？我們從技術本身、企業(yè)、國家相關政策三個方面進行了創(chuàng)新方案設計。

技術方面，未來實用的AR手術輔助系統(tǒng)必須解決以下4個問題。

1) 實時性

虛擬圖像隨使用者位置移動和環(huán)境變化實時顯示。

2) 精確匹配

虛擬模型要和人體真實生理結構更為吻合，包括結構精細度、清晰度、完整性；同時虛擬模型的實際器官的定位匹配也要更加準確。

3) 深度感知

解決模型顯示中的聚焦、分辨率、對比度等問題，同時提高深度感知反饋能力。

4) 便攜性

設備小型化，佩戴更為舒適。

相關企業(yè)應該采取“高低并行”發(fā)展模式，從技術和市場兩方面入手。

1) “往高處走”

也就是提升技術水平，讓這項技術更快地應用在復雜、艱難的手術操作中，如腦部腫瘤手術，解決醫(yī)療難題。

2) “往低處走”

也就是通過一些簡單的應用，如在醫(yī)院提供一些小的AR游戲設備，提高群眾對這項技術的認可度，拓寬市場渠道。

國家政策層面，我們從產業(yè)、群眾生活和醫(yī)療體系三個方面提出了具體方案。

1) 支持高新企業(yè)發(fā)展

《中國制造2025》中明確提出支持AR/VR技術相關企業(yè)的發(fā)展，在目前中美貿易戰(zhàn)的大環(huán)境下，必須認識到誰能占據(jù)技術高點，誰就能在日后的國際競爭中占據(jù)主動。因此國家應該大力支持高新技術企業(yè)的發(fā)展，給與相應的優(yōu)惠政策。

2) 醫(yī)療保險政策

從社會調研中可以看到，民眾對AR輔助手術的價格承受力較低，因此可以考慮將AR技術輔助臨床手術納入醫(yī)療保險當中，降低民眾經濟負擔。

3) 健全監(jiān)管體系

AR手術輔助技術在持續(xù)的發(fā)展中，肯定會出現(xiàn)一些諸如成熟度不夠就貿然應用此類的問題，因此國家要盡早完善相關法律法規(guī)，健全醫(yī)療監(jiān)管體系，讓AR手術輔助技術能真正做到造福于社會。

本文就AR技術在臨床手術中的應用技術，首先對其進行了詳細的技術細節(jié)分析，對各個分技術領域做出了技術預見；同時進行了廣泛的社會調研，分別從普通群體和專業(yè)人士兩個角度征集對AR技術在臨床手術中應用的意見。在技術預見和社會調研的基礎上，分別從AR技術、高新企業(yè)、國家相關政策三個方面進行了創(chuàng)新方案設計。

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1. 您是否知道AR/VR技術？

是，否

2. 您是否想象過AR/VR技術用在醫(yī)療領域？

是 ，否

3. 如果未來可以通過AR/VR技術透視人體，您是否愿意接受？

是 ，否

4. 您認為AR/VR技術在醫(yī)療領域的應用符合社會發(fā)展趨勢嗎？

是，否

5. 您認為AR/VR技術在醫(yī)療領域的應用是否符合“智慧城市”的發(fā)展理念？

是，否

6. 假設您需要接受AR/VR輔助的腦部手術，您愿意為此支付的金額是多少？

1萬以下，1-2萬，2-5萬，5-10萬，10萬以上

7. 您認為AR/VR技術能給醫(yī)療帶來多大程度的改變？

很小改變，一部分領域的改變，徹底改變

8. 您認為AR距離實際應用還有多長時間？

3年以內，3-5年，5-10年，10年以上

9. 您認為AR技術要應用在實際中最大的障礙是什么？

技術不成熟，費用高昂，觀念上難以接受，其他

10.您對AR/VR技術未來發(fā)展的意見？

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