扩展现实（XR）包括了虚拟现实、增强现实、混合现实等多种可视化技术，是指通过计算机将真实与虚拟相结合，打造一个可人机交互的虚拟环境，具有沉浸性、交互性、构想性、虚实结合等特征，近年来XR技术在医学教育、精准医疗、远程医疗、手术辅助与导航等方面的应用有了长足的进展，日益受到关注。本文简述XR概念的提出及其技术发展历程，重点对XR技术的骨科临床应用进展，尤其是骨科手术应用方面的进展进行了系统的综述，剖析了现存的问题和难点，对其未来发展趋势进行了展望，以帮助读者更全面和深入地认识及理解基于XR技术的智能骨科发展历程、现状和趋势。

虚拟现实(VR)是一种可以创建和体验虚拟三维场景的计算机仿真系统，能够为用户提供多感官信息。近年来，随着5G、人工智能、大数据、云计算等技术的快速发展，VR技术在眼科领域的应用迎来了新的机遇和挑战。在视力、调节功能、立体视等视功能评估方面，VR结合红外眼动跟踪、双眼分视、人机交互等技术能够完全控制呈现给用户的画面，为实现个性化、自动化诊断提供了可能，并能够有效降低人力成本。在斜视、弱视诊疗方面，VR再结合其环境沉浸性、三维成像等技术，能够为用户提供丰富的画面，减少了斜视眼位测量、弱视眼间抑制量化上的检测技术难度；并可以通过模仿斜视聚散训练、弱视知觉训练等范式，提高斜视正位训练、弱视知觉训练和立体视训练的趣味性和依从性。增强现实技术与计算机生成的视觉增强、全息成像、三维音频提示和自适应光学相结合，可有效弥补低视力人群的视觉缺损，提高其生活质量。在近视防控领域，VR技术的利弊目前尚有争议，但仍具备潜在的应用价值。本文就虚拟(增强)现实技术在视功能评估与重建中的应用现状进行综述，并对其可能面临的挑战进行分析，以期推动医工融合在眼科诊疗领域的发展。

目前，世界上存在着大量下肢运动功能障碍的特殊人群，无法进行正常行走或运动。下肢外骨骼康复机器人技术的发展可以帮助他们完成正常站立、行走等基本行动功能，并改善其身体机能状况和生活质量。下肢康复外骨骼机器人系统是以人为中心的人机协同智能系统，其首要任务是理解人的运动意图，并对运动姿态做出准确的判断，与人体协同运动产生助行、助力等行为。现有的人机交互感知系统的研究方法主要涉及生物电信号和力/力矩等物理信号。为充分发挥生物信号的快速、全局性以及物理信号的持续、稳健性，确保人机交互控制系统的稳定性，本文从人机协调运动控制机理展开，对不同的意图感知方法对获取人体运动意图的影响进行综述，并对存在的问题进行分析，总结出多模态信息融合技术对提高人机系统的协调控制重要性，为提高人和机器自主决策能力以及外骨骼机器人感知系统的优化设计提供一定的参考。

目的:探讨肌肉再分布技术(MRT)在智能仿生假肢信号识别中的应用价值。方法:于2016年12月至2017年4月期间采用MRT技术治疗4例肢体远端截肢患者，均为男性，其中上肢截肢患者3例，截肢水平分别位于前臂中远1/3处、腕掌关节和腕中关节；下肢截肢患者1例，截肢水平位于小腿中远1/3处。MRT手术是利用残端肢体内的肌肉、肌腱进行移位，将4～6根肌腱锚定在皮肤不同区域，通过肌肉主动收缩牵拉肌腱，使不同区域皮肤发生明显形变。术后观察项目包括皮肤形变、电容信号数据及并发症情况等。在进行电容信号测量时，嘱患者分别执行抓握、屈腕、伸腕、屈指、伸指，或踝背伸与跖屈、伸趾和屈趾动作，利用电容传感测量系统采集患肢形变信息并进行分析。结果:4例患者均获随访，共有20处部位接受MRT手术。术后3个月时患者均能主动控制相应肌肉收缩并产生皮肤形变，有效形变率为80%(16/20)。电容信号测量结果分别利用线性判别分析(LDA)和二次判别分析(QDA)两种分类器对各种动作进行识别，发现上肢整体识别准确率分别为97.27%和100%，每种动作各自识别准确率均为100%；下肢整体识别准确率分别为95.32%和100%，每种动作各自识别准确率均为100%。术后有1例患者创面不愈，经多次换药后愈合。结论:MRT能有效将人体运动意图进行输出，增加了运动信号源的数目及强度，有助于患者更好地控制智能仿生假肢，为人机交互提供了新的途径。

针对传统健康管理实验教学中存在高成本、安全性、难重复性等突出问题，上海中医药大学采用虚拟仿真、多媒体、人机交互等技术，结合中医特色，构建了包括中医体质辨识、中医健康管理及健康管理服务流程等内容的健康管理虚拟仿真实验教学平台。该平台通过虚拟仿真与实景模拟相结合，形成了线上线下、虚实融合的实验教学模式，有效提高了教学质量，培养了学生的实践能力和创新能力。

目的:从患方视角探究医院门诊服务的痛点，为服务质量优化管理提供新思路。方法:选取10家国内顶级医院，采集2017年1月1日至2019年12月31日患者在大众点评网发表的针对这10家医院的门诊服务差评文本。引入用户痛点分析模型，根据词频构建痛点指标词合集，结合情感值量化分析痛点指标，通过概念化标注对指标词进行内容分析。结果:对1 259条门诊服务差评文本的分析显示，患者对门诊服务质量的差评主要集中在人际交互、流程因素、人机交互、环境因素4个方面，人际交互中的医护人员态度不佳以及流程因素中的排队时间长和就诊时间短问题最为突出。结论:在线患者评论分析适用于医院门诊服务痛点的识别和感知，有助于院方选择服务改进的方向和项目。

虚拟现实（virtual reality，VR）技术是一种可以进行人机交互的技术手段，已广泛应用于教学。本文在高原医学救援实践演练教学中，通过模拟高原环境、高原病预防和救治环节开展虚实相结合的教学实践，与传统教学模式开展对比研究。选择临床医学专业本科学员为研究对象，对演练效果进行对比分析。结果证明，VR技术使高原病救援实践演练教学手段更加丰富多样，对改善高原病救援实践演练的教学环境，克服设备、场地不足，优化教学设计，实现虚实结合，提高教学质量和考核成绩具有优势。

目的:开发适用于海上卫勤任务中临时仓库的便携式物资管理系统。方法:基于安卓系统，采用Java语言设计便携式物资管理系统，包括人机交互模块、物资收发记录模块、物资箱组管理模块、物资数据管理模块、数据库等5个部分，具备RFID标签和条形码扫描功能、数据管理功能。结果:系统能够实现各箱组物资清单的实时动态管理，能够快速进行物资位置查询、存储定位和库存盘点。结论:该系统可随身携带，部署灵活便捷，能够大幅提高物资管理效率，适用于海上卫勤任务中建立的临时仓库。

目的:通过分析不同界面位置下的人员行为学指标和眼动数据，为全海深载人潜水器舱室界面设计提供参考。方法:由E－prime软件呈现模拟全海深载人潜水器舱室界面7个区域的视觉刺激。视觉刺激过程中记录受试对象对刺激反应的正确率和反应时间，同时连续记录受试对象的视觉停留时间、视觉摄入次数、视觉摄入平均时间、平均瞳孔直径、眼跳幅度、眼跳平均加速度和眼跳平均速度等眼动数据。结果:正确率由高到低的区域依次为3、6、7、2、1、4、5；反应时间由快到慢的区域依次为3、2、4、6、7、1、5；区域3和区域4的停留时间均较其他区域显著延长，差异有统计学意义( P<0.05或 P<0.01)；区域3和4的视觉摄入次数均较其他区域显著增多，差异有统计学意义( P<0.05或 P<0.01)；区域3的视觉摄入平均时间较其他区域显著延长，差异有统计学意义( P<0.05或 P<0.01)；区域6和7的平均瞳孔直径较除区域3外的其他区域显著降低，差异有统计学意义( P<0.05或 P<0.01)；不同区域间的眼跳幅度、眼跳平均加速度和眼跳平均速度两两比较差异无统计学意义( P>0.05)。 结论:建议全海深舱室界面设计时优先考虑将关键信息的显示位置布局在区域3和4，重要信息布局在区域1、2和5，次重要信息布局在区域6和7。

目的:评价新型主从操作式经尿道手术机器人系统的性能，验证其安全性和有效性。方法:2021年9月北京协和医院2名泌尿外科医生(A和B)应用经尿道手术机器人样机进行仿真人体组织模型实验。本研究采用的经尿道手术机器人系统包括：主端控制平台、从端手术平台和末端执行器。主端控制平台采用Omega7力反馈主手作为主控制器，自由度包括：上下平移、左右平移、前后平移、末端旋转、末端俯仰、末端摆动、末端操作。从端手术平台采用Med 7七自由度医疗协作机械臂，通过末端执行器操作电切镜。末端执行器采用模块化设计，最大化兼容现有手术器械。2名医生均分别常规组装电切镜和经尿道手术机器人各20次，计算组装时间。常规组装电切镜时间包括电切镜安装、连接镜头和光源后，医生手持电切镜进入实验模块的时间。组装手术机器人时间包括将电切镜与末端执行器安装，并连接镜头和光源后进入实验模块的时间。2名医生分别进行25次模拟前列腺电切手术和5次模拟膀胱电切手术。将猪的小肠、心脏和胃缝合构建模拟人体的尿道、前列腺和膀胱结构：尿道(猪小肠)长16~18 cm，前列腺(猪心脏)大小约5 cm×5 cm×6 cm，膀胱(猪胃)容量250~300 ml。将模型置于3D打印套盒中，模拟尿道与硅胶阴茎贴合。模拟前列腺电切手术：医生于主端控制平台操作手柄，通过人机交互控制从端执行器，直视下围绕不动点切除"前列腺"，模拟标准经尿道前列腺切除术，切除范围为从模拟膀胱颈至模拟前列腺尖部，切除两侧叶和中叶。每次手术时间40 min，记录切除组织重量。模拟经尿道膀胱电切手术：每次手术需切除模拟膀胱的三角区、两侧壁和顶部区域，记录是否发生穿孔。通过手术对机器人的主从操作距离准确度、操作姿态准确度、主从操作姿态重复度、不动点准确度、主从控制启动延迟时间和主从控制跟随延迟时间、机械臂摆动范围、极限位点等指标进行验证。结果:经尿道手术机器人性能测试结果显示，末端执行器定位精度<0.5 mm，主从操作距离准确度≤0.5 mm，重复性距离≤0.2 mm；主从操作姿态准确度角度a≤0.30°，角度b≤0.30°，角度c≤0.15°；不动点准确度≤0.6 mm，机械臂最大活动空间为半径(1 493±5) mm的半球形空间。主从控制启动延迟时间和主从控制跟随延迟时间均≤100 ms。从端机械臂末端在运动中受到外力碰撞时，系统可自动停止机械臂运动，此时外力为(70±7)N；不动点设置范围30~170 mm。医生A和医生B组装经尿道手术机器人时间分别为(111.35±57.88)s和(111.70±58.30)s( P＝0.996)，常规组装电切镜时间分别为(44.90±4.89)s和(44.90±5.16)s( P＝0.679)，2名医生间比较差异均无统计学意义；2名医生的机器人组装时间均多于常规组装时间，差异均有统计学意义( P＝0.001， P＝0.001)。随组装次数增加，机器人组装时间进行性下降，5次组装后时间稳定≤120 s。医生A和医生B切除的前列腺组织重量分别为(43.60±12.42)g和(43.45±12.63)g，差异无统计学意义( P＝0.954)。模拟膀胱电切手术中，机器人系统可顺利完成模拟膀胱的三角区、两侧壁和顶部组织切除。手术实验中系统运行流畅，未发生机械故障，无模块损伤、穿孔等并发症发生。 结论:经尿道手术机器人能够安全、有效地完成经尿道电切手术。