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虚拟现实技术在康复医疗领域的应用与产品、市场策略分析陈智城@2016年11月27日01 概述02 VR技术说明03 VR在医疗领域的应用04 VR在康复医疗领域的应用05 VR在康复医疗领域的市场策略分析06 总结CONTENTSPARTONE第一章概述1.1 背景说明1.2 目的与意义第一章概述|1.1背景说明传统康复医疗的局限性：•康复治疗旨在通过物理疗法、体育疗法、生活训练、技能训练和心理训练等多种手段，使伤残者、慢性病患者、低能畸形患者、老年人和手术后患者得到昀大限度的恢复。•由于治疗手段的局限性，导致患者处于被动地位，而且在训练过程中，动作反复、单调、枯燥，患者很容易产生厌烦情绪，不利于治疗的继续和深入虚拟现实应用于康复医疗的前景：•虚拟现实（VirtualReality，简称VR）技术是一门新兴的人机交互技术，由计算机硬件和软件合成人工环境，使沉浸其中的用户产生视、听、触等感觉，并在三维视觉空间中获得人机交互体验，给用户营造出逼真的交互体验。•VR应用到康复治疗中，可以有效解决目前治疗手段所存在的局限性，并且有着巨大的潜力。第一章概述|1.2目的与意义探索如何运用VR技术来：•帮助患者提高训练的积极性•提升康复训练的效率和效果•缩短康复所需的时间思考和分析产品和市场方向：•从用户、市场、渠道、监管机构等角度出发，什么样的产品和市场策略适合当前以及未来的市场发展•结合传统IT公司当前的技术储备、人员队伍、战略方向等特点，分析进入“VR+康复医疗”这一领域所面临的困难与机遇PARTTWO第二章VR技术说明2.1 VR的定义2.2 VR的系统组成2.3 VR的特性2.4 VR的产业现状与趋势2.5 VR与产业的融合创新第二章VR技术说明|2.1VR的定义VR：VitualReality，虚拟现实，是利用计算设备模拟产生一个三维的虚拟世界，提供用户关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，有十足的“沉浸感”与“临场感”。俗话说就是，你看到的和感受到的所有东西都是计算机生成的，都是假的。典型的输出设备就是OculusRift、HTCVive等等。谷歌DayDream软件界面三星Gear软件界面第二章VR技术说明|2.1VR的定义虚拟现实技术是一种仿真技术，也是一门极具挑战性的时尚前沿交叉学科，它通过计算机将仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、传感技术、多媒体技术相结合，生成一种虚拟的情境，这种虚拟的、融合多源信息的三维立体动态情境给人们的感觉就像真实的世界一样。虚拟现实技术的基础技术由以下几个方面组成：第二章VR技术说明|2.1VR的系统组成虚拟现实技术系统的组成包括以下四个部分：（1）模拟环境系统即虚拟情境，是由计算机生成的动态3D立体图像，特点是非常逼真，非常接近于真实的场景（2）感知系统出计算机图形技术生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、运动、嗅觉和味觉等一切人类感知能力的交互（3）自然技能系统指人产生的一切行为动作数据，都由该系统来处理，以便对用户的输入及时响应并反馈到人的感官（4）传感设备主要是指现实虚拟应用中用到的三维交互设备，包括数据手套、动作手柄、肢体动作捕捉器等第二章VR技术说明|2.1VR的系统组成典型的VR系统就比如HTC的虚拟现实产品HTCVIVE，这款产品昀大的亮点在于其空间位置定位系统Lighthouse技术，采用的是Valve的专利，它不需要借助摄像头，而是靠激光和光敏传感器来确定运动物体的位置，结合头显设备的视场定位以及手柄的交互操作，可以非常逼真地模拟出用户的三维世界。第二章VR技术说明|2.3VR的特性虚拟现实系统的三大基本特性：（1）交互性交互性指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度，包括实时性。交互性的产生主要借助于虚拟现实系统中的特殊硬件设备（如数据手套、力反馈装置等）。用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，产生和在真实世界中一样的感觉。（2）沉浸感沉浸感又称临场感，用户感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。（3）构想性构想性也可称为创造性，指虚拟的环境是人想象出来的。虚拟现实技术的应用为人类认识世界提供了一种全新的方法和手段，可以使人类跨越时间、空间以及生理上的限制，去经历和体验因为各种条件的限制而难以实现的事情。第二章VR技术说明|2.3VR的特性交互方式（单向信息传播到双向互动沟通）交互内容︵从信息到“环境”︶人机交互方式变化时间和空间上解放用户平面媒体视觉听觉视觉视觉视觉视觉听觉听觉听觉听觉广播电视电脑智能手机虚拟现实设备交互交互交互便携便携感知人机交互内容的革新人机交互方式的革新人机交互效果的革新第二章VR技术说明|2.4VR的产业现状与趋势2016年被称为VR产业元年，这可以从两个方面看出来：1、之前的两三年大量资本被投入VR行业，16年包括三大头显厂商HTC、Oculus、Sony在内的公司先后推出相对成熟的VR产品，配套的硬件、软件和内容等产业链得到了很大的发展；2、整个社会对VR的关注度呈现爆发式增长（下图为VR和AR的百度指数，很好地证明了这一点）第二章VR技术说明|2.4VR的产业现状与趋势2016年VR技术与市场应用爆发的关键因素：（1）高沉浸感：高沉浸感（视觉、听觉、交互、感知）的使用体验是VR技术的核心，这一点特性在众多领域的应用都将产生颠覆性的影响，各行各业都由众多企业结合VR技术来开发创新的行业应用解决方案（2）技术突破：主机性能大幅度提升，能够流畅处理更加复杂的3D场景；液晶显示屏技术突破，能够生产出更加低廉、重量更轻、体积更小、分辨率更高、刷新速度更快的屏幕；运动跟踪传感技术的成熟，使得用户能够获得更好的沉浸式使用体验（3）门槛降低：移动端设备的快速发展，使得VR设备能够做得更加低廉、更加便携，并且当前已经形成巨大的移动智能设备市场，因而能够以较低的门槛吸纳更多的VR用户（4）市场前景广阔：据Digi-Capita的数据表示，至2020年，VR市场规模将会达到300亿美元，而MR/AR的市场规模将会达到1200亿美元（5）资本助推：近些年来IT行业内Facebook、谷歌、微软、高通、三星等巨头都在不断增加在VR领域的投入，在资本市场上，拥有VR概念或掌握VR核心技术的企业备受瞩目，热钱源源不断地投入进来第二章VR技术说明|2.5VR与产业的融合创新VR与传统产业的融合创新可以促进跨行业的深度融合发展，从而创造出许多创新的产品和解决方案，解决许多传统产业中存在的问题，满足用户不断进化中的应用需求。VR创新应用在近几年发展迅速，已经与如左图所示的各个行业开始结合，VR与这些传统行业的融合将带来无限的创新，因而未来VR与产业的融合创新有着非常广阔的应用前景。PARTTHREE第三章VR在医疗领域的应用3.1 VR在虚拟手术领域的应用3.2 VR在医疗教育领域的应用3.3 VR在辅助治疗领域的应用3.4 VR在其他医疗领域应用和展望第三章VR在医疗领域的应用|3.1VR在虚拟手术领域的应用随着计算机图形学、三维医学图像处理技术、仿真技术、漫游技术以及网络技术等方面的快速发展，虚拟现实技术在医学方面被越来越广泛地应用，如虚拟内窥镜、虚拟手术、虚拟静脉注射、虚拟康复训练以及各种用于医学实践教学的模拟训练系统等。虚拟现实给现代医疗带来的昀根本的改变在于脱离真实人体给医生以及医学实习生提供一个虚拟操作平台，这无论是在医疗实践中还是在医学教学中都有着颠覆传统的意义。脑外科医生用VR设备模拟手术效果肿瘤科医生用VR设备查看CT图像第三章VR在医疗领域的应用|3.1VR在虚拟手术领域的应用虚拟内窥镜技术（VirtualEndoscopy，简称VE）是虚拟现实技术在现代医学中的重要应用。目前，VE主要应用在如气管、支气管、食管、胃、肠、血管、内耳及心脏等具有空腔结构的器官中。达芬奇机器人手术系统以麻省理工学院研发的机器人外科手术技术为基础，结合虚拟内窥镜技术，通过使用微创的方法医生就可以查看到病人的器官，并且操作手术机械臂实施复杂的外科手术。达芬奇外科手术系统（虚拟内窥镜）达芬奇外科手术系统（虚拟内窥镜）第三章VR在医疗领域的应用|3.2VR在医疗直播领域的应用2016年5月30日上午，浙江瑞金医院的手术室里面，中国腹腔镜外科首席专家的郑民华教授成功为一名八十多岁的右半结肠癌患者实施肿瘤切除手术，并首次通过虚拟现实技术对手术全程进行了直播。这也是国内首次实现用虚拟现实技术直播的手术。同时为了更好地体现现实手术细节用于满足微创手术教学需要，在全景360VR直播的基础上，这次直播还把3D腹腔镜视频信号整合进直播过程中。医学生通过柳叶刀客的VR设备可以看到全景视频直播画面，感受第一视角的临场体验，帮助医学生更好地学习手术操作技巧。GoPro全景摄像手术现场场外观摩的医学生第三章VR在医疗领域的应用|3.2VR在医疗直播领域的应用2016年6月7日，上海市第六人民医院骨科张长青教授利用VR技术通过好医术APP直播了股骨颈仰卧位前外侧入路的一例手术。值得关注的是，这是中国第一例骨科VR手术直播。本次VR手术直播过程，除了现场医生戴VR眼镜观看张教授操刀，所有医生都可以通过好医术APP观摩手术全过程，不论身在北京或是西藏，直播后的VR影像数据可以在APP上多次以不同的视角进行点播学习。第三章VR在医疗领域的应用|3.3VR在医疗教育领域的应用医微讯成立于2013年7月，定位为国内第一家把虚拟现实与医学教育以及医学相关方面相结合的应用创新公司，医微讯当前已经获得数千万元天使投资，投资方为专注医疗健康产业投资的“约印创投”。医微讯正在打造一个VR+3D交互的外科手术培训在线平台“surgeek（柳叶刀客）”，它主要包括两部分，第一、为外科医生学习用的手术全景视频；第二、3D交互手术操作模拟。前者是外科医生观看学习用的，后者可以让外科医生通过类似游戏的方式来模拟外科手术操作。第三章VR在医疗领域的应用|3.4VR在辅助治疗领域的应用（1）眼部疾病的辅助治疗VR在治疗眼部疾病（比如儿童的斜视、近视以及立体视力的缺陷）上有很好的效果。美国人JamesBlaha开发出一款3D影像软件“VIVID-VISION”来辅助治疗斜视，取得了不错的效果。（2）疼痛患者的辅助治疗美国的华盛顿大学推出了一款虚拟现实游戏“SnowAwards”，这个游戏虚拟了南极洲的冰雪环境，设置有虚拟的冰雪世界、冰冷的河流和瀑布，还有雪人和企鹅，患者进入游戏后注意力完全集中于冰雪世界，无暇顾及伤痛，从而减轻治疗过程中的疼痛感。VIVID-VISIONSnowAwards第三章VR在医疗领域的应用|3.5VR在其他医疗领域的应用和展望（1）测试医疗设备在美国加州大学的交互式可视实验室里，工作人员使用一台超级计算机模拟安装心脏起搏器时心脏的工作过程，并且在基于投影的VR显示上观看模拟过程。实验室主任DanielKeefe说：“你可以看到血液流过心脏，仿佛身临其境般，这样你就可以分析其他的结构了。”（2）VR问诊和VR虚拟医生当前在线问诊已经初步形成了规模，但也存在一些问题，毕竟是平面的沟通方式，患者跟医生在线上沟通的时候大多数是用文字或者图片描述，这样造成的误诊率非常高，但VR的出现将彻底改变这一状况。未来的医疗APP将会变成一个虚拟现实医院，里面坐满全国各地的医生，患者跟这些医生不再有任何距离，只要带上VR设备，未来一个广州的患者就能在虚拟现实的世界里与北京的医生面对面，医生还可以在虚拟世界里对病人望闻问切，通过远程监测技术来把脉。当这种情形普及后，医生将会从医院解放出来，成为家庭医生，每个人都可以拥有自己的专属家庭医生，医生平时就在家里，只有做手术的时候才去医院或者诊所。这样医院将会变成一个做手术的地方，通过吃药可治疗的病基本能在线上解决。PARTFOUR第四章VR在康复医