2021年10月，F(xiàn)acebook公司宣布其更名為“Meta”，從而引爆元宇宙這個概念，迅速引起各個領域的廣泛關注，成為最熱的科技名詞，這一年也被稱為元宇宙元年。

元宇宙概念的出現(xiàn)與發(fā)展，來自于人們對虛擬世界的更高向往和追求，對高度沉浸感的空間以及超現(xiàn)實能力的不斷探索。而隨著人工智能、虛擬現(xiàn)實、區(qū)塊鏈等信息技術的日臻成熟，元宇宙逐漸初露雛形。元宇宙整合網(wǎng)絡通信技術、數(shù)據(jù)存儲技術、虛擬現(xiàn)實技術等，構成一種新型虛實相融的新型社會形態(tài)，將虛擬世界與現(xiàn)實世界在經(jīng)濟系統(tǒng)、社交系統(tǒng)、商業(yè)系統(tǒng)、身份系統(tǒng)上密切融合，形成一個現(xiàn)實和超現(xiàn)實的虛擬影像世界，并允許人們去創(chuàng)造、生產(chǎn)和擴充虛擬世界，把跨時空性、跨地域、跨載體、跨媒介融為一體。

元宇宙時代的到來將成為疾病診療“賦能器”，尤其對于為醫(yī)療診斷決策、診療方案選擇、治療過程展示等醫(yī)療服務的核心環(huán)節(jié)提供技術和手段，實現(xiàn)身臨其境的疾病感知、深度沉浸的診療認知，讓疾病診治的效果更好、效率更高。

一、未來疾病診斷的發(fā)展需求

隨著以深度強化學習技術為代表的人工智能技術群的快速崛起，未來疾病診療即將進入“智慧”時代。得益于人工智能化水平的加強、多維度數(shù)據(jù)的融合、圖像診斷技術的發(fā)展，醫(yī)生們越來越需要醫(yī)療輔助智能決策系統(tǒng)幫助其應對急劇增長的、繁雜的醫(yī)療信息處理工作，輔助其進行疾病診斷和醫(yī)患溝通。對未來疾病診療提出了以下幾個方面的要求：

（一）實體信息與知識信息之間的快速構建

在未來疾病診療的信息環(huán)境下，由于來自病歷、病例、文獻和實踐經(jīng)驗，以及新設備、新技術、新項目、新藥品、新療法等復雜醫(yī)療信息參考體系，疾病診斷就需要對診療所需的各類信息、資料、案例與患者主要病情進行高保真快速呈現(xiàn)，同時在面向不同診斷需求時可以實現(xiàn)不同生理部位、不同分辨率的切換調整，為醫(yī)生們創(chuàng)造身臨其境的疾病態(tài)勢感知環(huán)境，讓現(xiàn)實與虛擬之間相互對應、相互印證、相互協(xié)同，以滿足未來智能診斷的需要。

（二）傳統(tǒng)疾病決策與醫(yī)療輔助智能決策之間的快速響應

人工智能輔助決定是未來醫(yī)療服務的發(fā)展趨勢，使得醫(yī)療診斷決策面臨更多的選擇，更多的信息處理，對醫(yī)療決策的快速性與準確性提出了更高要求。因此，要求醫(yī)療診斷決策平臺可以建立各類疾病的診療方案，對應實體患者和疾病的智能模型，并能隨著新型機器學習技術的發(fā)展應用和醫(yī)療技術的不斷發(fā)展，經(jīng)作成功診治案例的不斷累積，進行自適應學習從而不斷迭代優(yōu)化滿足診療需要。醫(yī)生們借助人工智能決策結論，運用人的學習與推理、問題求解的優(yōu)勢，與人工智能決策在元宇宙空間對話，彼此理解和認可雙方的決策，形成人機合一的決策體制。

（三）診療方案的預推演與實踐仿真之間的快速對應

人體具備高度復雜性和難標準化特征，根據(jù)每名患者不同的病情表現(xiàn)和生理、心理特征進行個性化的診斷和定制化的診療方案，這對醫(yī)生們掌握最新的本學科指南和跨學科研究成果、其它地域的成功診療案例提出更高的要求。因此，智能輔助診療平臺不僅要滿足預先學習已有的臨床路徑、循證結論和實體病例等條件，還需要滿足對預先的診療方案進行自動驗證，形成對預先診療結果的評估，同時可滿足向患者作出疾病診斷的依據(jù)和治療的過程及可能結果的多層級可視化呈現(xiàn)，從而引導醫(yī)生們及時依據(jù)患者的情況作出相應的診療方案調整。

二、元宇宙的主要特性及賦能疾病診療的著力點

元宇宙（Metaverse）一詞最早出現(xiàn)在1990年代科幻小說《雪崩》中。在小說中，元宇宙被描述為一個脫胎于現(xiàn)實世界又與現(xiàn)實世界平行的想象時空，每名用戶都是一個數(shù)字化身，真身替身，并以數(shù)字信息進行交互。元宇宙本意是“超越宇宙”，即構建一個全新的宇宙世界，既是現(xiàn)實世界又不是現(xiàn)實世界，是對現(xiàn)實宇宙世界進行平行仿真和超越，人們可以在其中工作、生活、學習、社交與娛樂等，

（一）元宇宙的主要特性

基于對元宇宙概念定義的分析，元宇宙的突出特性包括真身社交性、深度沉浸性、開放創(chuàng)作性和交互協(xié)作性。

1.真身社交性

元宇宙是人類社會形態(tài)發(fā)展的新產(chǎn)物，基于網(wǎng)絡硬件技術的搭建與現(xiàn)實生活內容的延伸，人們開始追求超脫于現(xiàn)實世界層面，準備在虛擬空間中開拓社交場景。當前，在百度、微信、美團等社交媒體中也能夠實現(xiàn)部分社會需求，但這種形式是1維的，人們需要在2維、3維上實現(xiàn)社交的延展。因此，無宇宙迎合了人們社交需求。以醫(yī)生們?yōu)槔?，每個醫(yī)生都對應一個獨立的“數(shù)字化身”，不同于現(xiàn)在的微信號、推特號、QQ號等賬號信息，這樣便可以在虛擬空間復刻出一個真實的自己，可以利用自己的元宇宙唯一身份進行全方位醫(yī)患社交和個人品牌信譽打造，而且能夠在不同的醫(yī)療服務場景中獲得全景式的社交感知與具身的情感體驗，其在元宇宙中的所有醫(yī)療服務軌跡都將被記錄成為醫(yī)療服務財產(chǎn)。

2.深度沉浸性

“真身的現(xiàn)實感”是元宇宙深度沉浸性的本質表現(xiàn)。在增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實和數(shù)字孿生等技術的加持下，元宇宙能實現(xiàn)逼真實現(xiàn)自然環(huán)境、社會等物質世界的空間效果，突破現(xiàn)實時空的限制，為患者帶來視覺、聽覺、觸覺與嗅覺等感官的體驗?；颊吣軌蚴堑谝?、二、三人稱感受一種“共同的具身在場感”以第一視角對疾病發(fā)展的態(tài)勢與醫(yī)生、其它患者交流互動。深度沉浸感強調了人們能夠在元宇宙中獲得真實感知與切實體驗，但并不要求與現(xiàn)實空間的相互對應和“絕對真實”。

3.開放創(chuàng)作性

元宇宙技術為疾病診療提供了文字、圖片與音視頻之外的全新載體，例如醫(yī)生們可以在元宇宙內實現(xiàn)對人體內外環(huán)境的編輯、疾病產(chǎn)生的原因、診療的過程，疾病轉歸的情況進行智能會話等，實現(xiàn)藝術性、技術性和體驗性的有機結合。同時，支持不同地域、不同醫(yī)療機構的醫(yī)生們跨域聯(lián)合診療及相互交流，而且元宇宙可以為群體遠程式協(xié)同創(chuàng)新提供支持。

元宇宙在基礎設施、標準及協(xié)議的不斷迭代演進的支撐下，可以實現(xiàn)現(xiàn)實醫(yī)療機構環(huán)境與虛擬世界信息暢通無阻的傳輸，推進多平臺融合，并呈現(xiàn)出標準化、工具化的發(fā)展方向。

4.交互協(xié)作性

元宇宙實現(xiàn)了虛擬空間與現(xiàn)實世界的融合，醫(yī)生與患者將同時擁有虛擬空間中的超現(xiàn)實能力以及與現(xiàn)實世界的作用力，在與元宇宙交互過程中獲得疾病認知力、診療方案認同力和診療過程感知力的增強。在數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)與腦機接口等技術支持下，虛擬空間能夠打破傳統(tǒng)物理空間的局限，實現(xiàn)自然人、元宇宙人和機器人的“三人合一”的人機融生能力擴展。元宇宙人拓展了自然人在虛擬空間的能力，機器人拓展了自然人在現(xiàn)實空間的能力。自然人的能力在現(xiàn)實空間和虛擬空間得到雙提升。

（二） 元宇宙賦能疾病診療的著力點

1.元宇宙可以使虛擬空間的構建與訪問更加安全。虛擬空間既可以是真實醫(yī)療診治環(huán)境的孿生化，也可以由醫(yī)生、患者等用戶使用AI自動生成或手工構建。現(xiàn)有疾病診療的數(shù)據(jù)、案例可以在元宇宙空間實時展現(xiàn)，并與多個診療實體空間相融相通。各類醫(yī)療數(shù)據(jù)通過區(qū)塊鏈等技術實現(xiàn)跨個體、跨部門、跨學科之間的安全交流和共享。

2.元宇宙使得跨時空的群體交互協(xié)作更加便捷?；诳纱┐鱾鞲屑夹g和腦機接口等技術實現(xiàn)虛擬環(huán)境與真實醫(yī)療服務環(huán)境的有機融合，醫(yī)生們、患者們可通過虛擬化身的形式沉浸于虛擬醫(yī)療服務和社會空間，突破時空局限，實現(xiàn)與多類不同醫(yī)療服務場景的交互控制，從而徹底解決傳統(tǒng)醫(yī)患溝通之間信息不對稱、知識不對等等問題，實現(xiàn)人體與疾病、診療方案與診療過程實時交互，促進協(xié)同決策與診療。

3.元宇宙使新診療知識的創(chuàng)新創(chuàng)作更加有效?？删庉嬓?、可創(chuàng)造性、可脫離現(xiàn)實世界而存在和發(fā)展是元宇宙的關鍵特性之一，醫(yī)生們可以在元宇宙中便捷地進行跨學科知識協(xié)同、新型藥品機理、新型他科技術、新型診療思路與新型診療方式等功能內容的編輯與創(chuàng)造，激發(fā)創(chuàng)意、突破理論學習和實習應用場景的認知局限，可進行不考慮現(xiàn)實世界，又依賴于現(xiàn)實世界，自由的、開放的新診療知識創(chuàng)造，設計創(chuàng)新出新的診療手段和各類裝備。

（三）基于元宇宙的疾病診療架構

未來虛實融生的場景模擬是元宇宙賦能疾病診療的主要呈現(xiàn)形態(tài)?！凹膊≡\療元宇宙”是以數(shù)字孿生、人工智能、區(qū)塊鏈、多通道人機交互、虛擬現(xiàn)實等多種新技術為支撐，為滿足真實疾病態(tài)勢感知、診療決策方案快速準確生成、沉浸式診療方案評估等診療活動的需求。

1. 智能推理空間與現(xiàn)實診療環(huán)境的關系

智能推理空間是平行于且超越現(xiàn)實診療環(huán)境的虛擬活動空間，繼承并且發(fā)展了現(xiàn)實醫(yī)療服務環(huán)境的所有屬性、行為和社會關系。

其中的病情認知、輔助決策、方案評估和診療方案推演等關鍵功能模塊的實現(xiàn)是建立在元宇宙的社交性、沉浸性、開放性和交互性基礎上的。智能推理空間可以提供現(xiàn)實診療環(huán)境或超現(xiàn)實環(huán)境的幾乎所有事物，其中，用戶可以實現(xiàn)虛實環(huán)境的跨界活動，用戶包括醫(yī)生、患者、護士等多種角色。例如，醫(yī)生（自然人）可以以數(shù)字化身（元宇宙人）的形式置身于智能推理空間，根據(jù)患者需求與病情變化進行實時的方案調整與診療方案預演，實現(xiàn)高效籌劃與快速決策。

2. 核心模塊的具體功能

疾病診療元宇宙作為元宇宙在醫(yī)療服務領域的垂直應用，通過疾病認知、智能決策、診療方案推演和執(zhí)行反饋4個功能模塊的聯(lián)接與反饋，能為醫(yī)務人員、患者等用戶提供高度沉浸、自然交互的虛實融合疾病診療環(huán)境，不斷增強診療體驗與思維認知。

（1） 多重空間的疾病態(tài)勢感知模塊

醫(yī)療數(shù)據(jù)非結構化、多源異構、海量且價值密度低等特點，對局部和整體都極為復雜的病情認知和精準決策帶來諸多挑戰(zhàn)，從海量數(shù)據(jù)中快速提取有用信息、疾病的變化趨勢讓醫(yī)生們有效準確地進行疾病態(tài)勢感知顯得尤其重要。

智能推理空間可打造高度逼真的生理心理、實體案例、理論研究、文獻綜述、循征證據(jù)等多領域的醫(yī)療服務信息呈現(xiàn)，實現(xiàn)多域多維多方的“全譜式”實時疾病態(tài)勢智能感知；利用人工智能對患者疾病實時態(tài)勢數(shù)據(jù)進行綜合分析與處理，實現(xiàn)疾病變化趨勢的快速準確理解和動態(tài)監(jiān)測。

（2）人機融合的智能決策模塊

疾病變化復雜多變，如何因地制宜地快速生成符合當前疾病診治方案是面臨的挑戰(zhàn)之一。

智能推理空間以“數(shù)據(jù)計算和模型算法”為核心，基于大數(shù)據(jù)高效調用現(xiàn)有的生理心理指標、文獻資料、個案報道等數(shù)據(jù)，快速構建各類疾病實體、方案要素和疾病轉歸的AI模型，且具備自學習的優(yōu)化能力以滿足不同疾病診療場景；通過眼動、腦電等自然交互技術，充分挖掘并學習頂級醫(yī)療專家的知識經(jīng)驗和決策規(guī)律等，將“人的能力”引入AI模型，實現(xiàn)人機融合的診療決策方案生成；面向未來疾病的高度復雜性，通過將先驗知識與深度強化學習融合等方法，實現(xiàn)小樣本環(huán)境下的“舉一反三”能力，從而滿足醫(yī)療服務場景下的疾病快速認知，有效決策的能力，為后續(xù)的診療方案推演與優(yōu)化、疾病診治過程監(jiān)控提供可靠的決策支持。

（3） 多度沉浸的推演評估模塊

推演評估是對診療方案的預先實踐、推演和評估的過程，也是在疾病診療中輔助決策進而掌握疾病診治主動的關鍵環(huán)節(jié)，可為醫(yī)生們評估診療效果、驗證是否可行，預測診療效果、發(fā)現(xiàn)并規(guī)避醫(yī)療風險提供科學的依據(jù)和指導。

智能推理空間利用虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、混合現(xiàn)實等技術打造一個元宇宙空間，為醫(yī)生們提供身臨其境的真實診療體驗，有利于準確全面掌握、快速理解疾病態(tài)勢動態(tài)變化，為診療方案評估奠定基礎；結合深度強化學習技術對診療方案進行實時自主推演，通過自適應診療任務分支自動生成多個診療預案；通過虛擬空間與現(xiàn)實環(huán)境中的診療要素實時映射，實現(xiàn)虛實互動的診療方案推演，同時醫(yī)生們等用戶可在關鍵節(jié)點進行診療方式和診療方案的調整與創(chuàng)造，有利于診療方案的動態(tài)評估與優(yōu)化。

（4） 協(xié)同響應的執(zhí)行反饋模塊

面向智能化醫(yī)療的需求，元宇宙技術改變傳統(tǒng)醫(yī)療裝備須進行實體控制的模式，以眼動、手動、手勢、語音等多通道實現(xiàn)“一人遠端、多端”的設備操控，使醫(yī)師能以最簡單自然的操作與遠程系統(tǒng)配合完成診療任務；同時通過動作、表情甚至腦電等交互識別技術，實現(xiàn)遠程系統(tǒng)自動自覺，快速準確理解醫(yī)生的手術意圖，從而提高手術效率；通過虛擬空間和現(xiàn)實環(huán)境中診療實體的關聯(lián)映射，構建醫(yī)師、醫(yī)療裝備、醫(yī)療場景的數(shù)字化化身，通過以虛制實和虛實互動，不斷增強優(yōu)化醫(yī)師的決策能力和技術水平，保持決策行動的整體連續(xù)和穩(wěn)定，提高手術質量。

（5）數(shù)據(jù)信息的保密存儲模塊

數(shù)據(jù)是上述功能模塊實現(xiàn)的基礎，是實施診斷、手術、治療、康復過程中的產(chǎn)物，主要有場景構建數(shù)據(jù)、實時醫(yī)療數(shù)據(jù)以及交互過程中的用戶特征和交互行為數(shù)據(jù)，其中蘊含著決定疾病能否治愈的關鍵因素。通過機器學習等方法建立模型和算法，開展大量的訓練學習，不斷優(yōu)化診療方法和策略，為未來疾病診療提供全方位、智能化和高效快捷的決策指導。

元宇宙的可創(chuàng)造性支持用戶對多個疾病、多個環(huán)境進行自定義編輯，滿足最先進的診療概念、新型設備藥品耗材的感官增強體驗，突破理論學習和仿真訓練的認知局限，豐富了醫(yī)療數(shù)據(jù)；利用腦機接口等交互技術，實時監(jiān)測醫(yī)生及患者等個體的精神狀態(tài)、認知能力、判斷能力等多維度特征數(shù)據(jù)，以及行為偏好、決策偏好等實時交互數(shù)據(jù)，豐富智能決策模型訓練學習的樣本數(shù)據(jù)，有利于全面反映并學習用戶的決策能力與診療能力等。

（三） 自然人、元宇宙人和機器人相互關系

人具有全面觀察力、思維想象力、記憶理解力和實踐創(chuàng)造力，這些特性表現(xiàn)在疾病診療決策中，則是深刻的疾病態(tài)勢感知判斷能力、知識融合創(chuàng)新能力和診療方案的執(zhí)行操作能力。因此，疾病診療元宇宙中仍然要突出“人”的主導作用，實現(xiàn)人機融合、以人為主的診療決策。面對日趨復雜的疾病微觀環(huán)境，以及人類不斷增長的健康需求，最頂級的醫(yī)療專家也存在知識量的偏差、行動力的分散等問題，需要借助人的自身力量、元宇宙空間的虛擬力量和物理空間的機器力量，三者共融共生，協(xié)同增強了人的疾病態(tài)勢感知力、診療方案決策力和診療方案執(zhí)行落實力。

自然人是存在于現(xiàn)實診療環(huán)境的實體，疾病態(tài)勢的理性分析、數(shù)據(jù)背后的疾病含義、手術操作的動手能力都需要在現(xiàn)實世界中習得。而自然人進入智能推演空間中后，以開始以元宇宙的形象呈現(xiàn)為實時數(shù)字化身，可與自然人行為進行實時一一映射。例如醫(yī)生真人與醫(yī)生化身相互映射，醫(yī)生真人為其化身賦能，體現(xiàn)思維習慣、情感循征和知識技能，而數(shù)字化身在元宇宙中的社交和診療場景體驗，有助于促進真人的經(jīng)驗、知識等更新。

機器人同樣存在于現(xiàn)實環(huán)境，是仿照自然人（例如醫(yī)生）真身制作而成，是對醫(yī)生的功能模擬，而不是形體模仿，是自然人的物理實體，同時具備控制能力、學習、判斷和處理能力，這些能力由醫(yī)生化身的行為數(shù)據(jù)賦予。機器人的行為數(shù)據(jù)可向自然人本體反饋，擴展和豐富自然人對現(xiàn)實診療環(huán)境的認知、記憶和經(jīng)驗等。

面向具體某一疾病診治任務，醫(yī)生們以實時化身進入智能推演空間，將自身的診療經(jīng)驗、知識和體會與“機”的智能相融合，形成人機融合的診療決策結論和診療方案，并通過診療方案推演評估不斷優(yōu)化，將最終的診療方案呈現(xiàn)給醫(yī)生真人，用于指揮包括機器人在內的藥品、耗材和設備實體，其執(zhí)行效果可動態(tài)反饋給醫(yī)生。

醫(yī)生通過在元宇宙空間的分身，使其具備了處理多項診療任務的能力。面向多任務的需求，醫(yī)生化身多個分身，不同的分身對應不同的任務，最終匹配到解決該任務的最佳分身，獲得最佳解決方案。

四、疾病診療元宇宙的關鍵技術

元宇宙是多項互聯(lián)網(wǎng)通信技術、虛擬現(xiàn)實技術、數(shù)據(jù)存儲技術等數(shù)字技術的綜合應用，不僅要實現(xiàn)對現(xiàn)實世界的同步虛擬構造，更要實現(xiàn)適時的再造和反映動態(tài)變化，并且要多個技術疊加兼容、交互融合。因此，實現(xiàn)疾病診療元宇宙的沉浸性、社交性、開放協(xié)作等整體性特征，至少需要具備以下5個關鍵技術的綜合集成。

（一）實時渲染技術

實時渲染技術是支撐未來虛實融生疾病診療的核心技術，其對硬件能力要求較高。傳統(tǒng)的渲染技術在醫(yī)療服務領域應用中多為離線渲染，而且存在著交互延遲、網(wǎng)絡擁塞與未加密保護等問題。而面向疾病診治的動態(tài)發(fā)展需求，需要實時渲染技術，滿足高保真與極低延遲的虛擬生物微環(huán)境構建，通過展示疾病生理指標發(fā)生的變化，以及可能引起的后果，提升診療方案的科學性。

實時渲染對通信力、數(shù)據(jù)力和算力要求極高，因此，智能推理空間需要建立算力+傳輸+存儲模式，需要構建專門面向醫(yī)療機構的信息化服務。同時考慮到不同決策主體的場景信息感知需求，可以實現(xiàn)不同分辨率下的信息呈現(xiàn)，既能滿足醫(yī)生們、患者們對疾病態(tài)勢變動的感知真實感，又能有效避免因決策存在信息偏差而出現(xiàn)錯誤。

（二）人工智能技術

在虛擬現(xiàn)實的疾病診療過程中，智能決策是最關鍵的部分之一，以深度強化學習為主的人工智能技術將發(fā)揮出明顯的優(yōu)勢。深度強化學習中的深度神經(jīng)網(wǎng)絡（深度學習）可以提取疾病發(fā)展變化的深層特征，實現(xiàn)對以往診療案例、最新文獻知識和實踐案例等信息快速提取與準確理解；而強化學習可以利用信息與環(huán)境不斷交互并獲得反饋，通過自我博弈實現(xiàn)智能決策。智能推理空間的建立，將更加利于深度強化學習進行訓練，可以其解決試錯成本過高以及難以在現(xiàn)實環(huán)境中推廣的瓶頸問題。

面向日益復雜的疾病診斷，眾多生理指標以及非結構化的病歷數(shù)據(jù)使得準確定下疾病診療方案十分困難，無法直接通過強化學習實現(xiàn)智能決策。深度學習具有強大的信息特征提取能力，能夠感知非結構化病歷數(shù)據(jù)的深層特征，以便于準確理解疾病診療的全過程。因此，將已有非結構化病歷數(shù)據(jù)輸入到智能推理空間，利用深度學習技術將當前生理信息進行快速準確的特征提取與分類，結合已有的一些結構化、非結構化的數(shù)據(jù)，作出人工智能自己的決策，供醫(yī)生們二次決策。

（三）多通道交互技術

多通道交互技術包括眼動跟蹤、骨骼姿態(tài)檢測、語音交互、腦電交互與手勢交互等，是為元宇宙用戶提供沉浸式的虛擬現(xiàn)實體驗的階梯。未來虛實融生的疾病診療空間中的3種用戶，要實現(xiàn)人+元宇宙人的智能協(xié)同決策、人+機器人的協(xié)同診療，必然需要依靠多通道、多模態(tài)的人機交互技術。通過醫(yī)生、患者的人機交互設備、穿戴式遠程醫(yī)療數(shù)據(jù)傳輸、沉浸式的虛擬現(xiàn)實空間呈現(xiàn)，創(chuàng)造身臨其境的疾病診療動態(tài)變化的感知環(huán)境、實現(xiàn)跨域分布式協(xié)同診療模式，促進虛擬世界和現(xiàn)實世界的高效互動，達到“三人合一”的效果。

除此之外，通過引入多通道人機交互技術，采集并存儲相關領域醫(yī)療專家的實時交互行為數(shù)據(jù)，分析各個領域醫(yī)療專家的決策行為和認知規(guī)律等，計算對不同患者、不同疾病的診療邏輯基點，運用專家智慧實現(xiàn)輔助智能決策。

（四）區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲技術

區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲技術作為高效安全的數(shù)據(jù)管理模式，是元宇宙空間數(shù)據(jù)存儲的安全保障。

在數(shù)據(jù)存儲方面，區(qū)塊鏈去中心化和不可篡改的特性，可以有效解決所有醫(yī)療數(shù)據(jù)集中于服務器所帶來的安全隱患；此外，可實現(xiàn)診療數(shù)據(jù)的加密保護，有效保證診療數(shù)據(jù)的安全性。

對于實時的醫(yī)療數(shù)據(jù)，需要保證執(zhí)行反饋之后數(shù)據(jù)才可被修改，促進數(shù)據(jù)的有序傳輸；對于診療方案數(shù)據(jù)復盤，每個醫(yī)者或患者既可以是數(shù)據(jù)的請求者，也可以是數(shù)據(jù)的提供者。區(qū)塊鏈為醫(yī)療服務中的各類服務創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊，方便訪問自身創(chuàng)建的數(shù)據(jù)，這對于醫(yī)務人員查看復盤結果具有積極意義。

數(shù)據(jù)分享方面，區(qū)塊鏈透明開放的特性可滿足醫(yī)療服務數(shù)據(jù)安全共享的需求。醫(yī)療服務空間的各個用戶都有平等權限，基于醫(yī)患雙方、醫(yī)醫(yī)雙方、患患雙方協(xié)商一致的規(guī)范和協(xié)議，數(shù)據(jù)對相關權限用戶開放，打破數(shù)據(jù)隔閡的鴻溝。

（五）擴展現(xiàn)實技術

擴展現(xiàn)實技術包括VR、增強現(xiàn)實技術和混合現(xiàn)實，為疾病診療元宇宙的實現(xiàn)奠定了技術基礎，這既是生成虛擬空間及對象的工具，也是用戶進入元宇宙的人機接口，增強用戶的沉浸感、交互性及想象力。簡言之，通過XR設備識別并理解用戶活動及其所在的物理環(huán)境，幫助其構建可靠和準確的虛擬現(xiàn)實環(huán)境。

在疾病診斷元宇宙中，用戶可利用擴展現(xiàn)實技術建立自身在智能推理空間中的“化身”，并且結合眼動追蹤、人體姿態(tài)估計、腦機接口等自然交互設備，獲得視覺、觸覺甚至是腦神經(jīng)等感官增強，獲得超現(xiàn)實的深度沉浸感，使診療能力能力增強。

五、疾病診療元宇宙的應用與展望

（一） 疾病診療元宇宙的應用優(yōu)勢

1. 實人化的醫(yī)學模擬訓練

實人化的醫(yī)學訓練是醫(yī)學生們成長為優(yōu)秀醫(yī)生的重要途徑。通過元宇宙打造高度逼真的、不同疾病的、不同表現(xiàn)的基礎病例，為醫(yī)學生們提供一種身臨其境的診療體驗；著眼未來疾病診療需要的心理、生理、社會等因素出發(fā)，構造逼真、沉浸感強的實人化模擬訓練環(huán)境，讓醫(yī)學生在酷似實人的多維空間中感受和體驗疾病診療的全過程，不斷提升對人體和醫(yī)學知識的領悟能力，實現(xiàn)技術和人文的雙提升。

2. 社交形式的知識交流

元宇宙可以讓現(xiàn)有的學術交流擺脫集中式單一交流的特點，提供“便攜的、方便、隨時”的學習機會。在元宇宙中可根據(jù)醫(yī)生們的能力、學習地點與時間個性化定制高質量、碎片化的學習體驗，通過多感官增強使醫(yī)生們突破對現(xiàn)掌握醫(yī)學前沿知識的滯后，提升不斷學習的便攜性和可持續(xù)性；基于元宇宙的具身社交性，醫(yī)學領域的專家們以“化身”形式攜帶個人對某一類疾病、某一疾病的判斷，診療方案的確定，患者轉歸過程的介紹、后期康復的展示等信息，與其他醫(yī)生之間進行沉浸式的交互學習體驗，增強團隊合作能力等。

3.醫(yī)療設備研制與效果評估

利用元宇宙+疾病診療原型系統(tǒng)檢驗新型醫(yī)療設備的設計方案和技術性能等的合理性，加快研制周期，以形象化的效果呈現(xiàn)驗證醫(yī)療裝備的醫(yī)療性能及有效性；可在研制、試驗、使用等不同階段靈活編輯、構造、調試不同醫(yī)療裝備的三維形態(tài)、醫(yī)用效能參數(shù)（包括效果、能力、效率），以及新型醫(yī)療裝備的高逼真使用效果體驗，運用數(shù)字孿生技術精準模擬在多種使用場景下的作用評估，促進醫(yī)療裝備系統(tǒng)迭代加速化。

4.先進治療概念驗證

疾病診療元宇宙更為逼真高效的對疾病診療先進概念進行演示驗證，對于未來醫(yī)療服務從全維度的沉浸式方式對生理、心理指標的獲取、疾病的診斷、治療方案、手術過程、治療效果等來評估技術綜合集成的影響；醫(yī)生們可以超越現(xiàn)有條件，基于元宇宙的開放創(chuàng)造性將想象中的治療理念、手術操作、藥物效果等進行真實呈現(xiàn)，在動態(tài)虛擬空間中進行模擬訓練。

5.診斷決策演示與虛實協(xié)同治療

在實際疾病診療過程中，在算力允許的條件下實現(xiàn)毫秒級別的態(tài)勢決策結果反饋，將多種疾病診斷決策方案、診療方案、臨床路徑等進行多維立體呈現(xiàn)和動態(tài)推演，輔助醫(yī)生們決策；通過虛擬空間和現(xiàn)實環(huán)境中人體的關聯(lián)映射，構建醫(yī)生們、醫(yī)療設備耗材藥物、患者等的數(shù)字化化身，通過虛實互動和自學習，不斷增強優(yōu)化醫(yī)生們的決策能力和診療水平，形成虛實一體的高效醫(yī)生隊伍和保障系統(tǒng)。

（二） 面向未來疾病診療元宇宙應用展望

未來跨地域和跨空間聯(lián)合診療將成為主要趨勢，不僅包括生理、心理、社會等傳統(tǒng)領域，還包括知識信息、已有病歷、循征證據(jù)等信息域，以及不同醫(yī)學學科之間的交叉聯(lián)合，如何應用疾病診療元宇宙打造沉浸式虛擬空間，增強醫(yī)療多學科的聯(lián)合診療能力，呈現(xiàn)出多域融合、跨域合作、人機融合、虛實協(xié)同的全新診療場景，具體過程如下：

1.深度沉浸的態(tài)勢認知

深度沉浸的態(tài)勢認知是基于疾病診療元宇宙的智能認知模塊和推理評估模塊進行的具身疾病感知、診療方案以及治療效果驗證等一系列醫(yī)療服務活動，突破現(xiàn)有病例回顧的局限性，使醫(yī)生們等能夠在疾病診療元宇宙中獲得真實的態(tài)勢認知體驗，而且可以在自由穿梭于智能博弈推演空間與現(xiàn)實診療環(huán)境之間，同時獲得超現(xiàn)實的沉浸體驗。

就具身態(tài)勢感知而言，疾病診療元宇宙可以打造逼真的多科聯(lián)合診療場景，而且使醫(yī)生們有“具身的臨場感”，即能夠利用可穿戴設備與腦機接口等以“化身”的形式與患者的穿戴設備與腦機接口置身于其中，醫(yī)生和患者以“化身”在元宇宙空間進行流暢的互動與智能反饋，進行實時全方位的綜合態(tài)勢感知；利用協(xié)同編輯功能等對不同醫(yī)學指標之間的相互關系進行標繪，并對多用戶及異地遠程用戶共享，從而大幅提高疾病發(fā)展態(tài)勢理解效率，為醫(yī)生們提供一種面對面的交流研討體驗。

診療方案是指利用元宇宙的功能編輯與群體創(chuàng)造功能，為推演評估模塊實現(xiàn)多維度深度沉浸的診療方案設置的，充分發(fā)揮元宇宙的“虛擬”功能。醫(yī)生們可以在元宇宙中持續(xù)增加藥物、耗材、器械，也可進行預診斷、預治療，便于及時調整和總結，并對不同藥物、耗材、器械等搭配下的診療效果進行可視化與立體化測試，輔助實現(xiàn)診療方案的最終選擇。

治療效果驗證是指以疾病診斷元宇宙空間的高保真性、創(chuàng)造擴展性以及靈活操控性等功能為基礎，根據(jù)實際的疾病診療需求對已采用的藥品、耗材、設備進行高保真的效果驗證。疾病診療結果能及時反饋、并動態(tài)調整參數(shù)，顯著消解藥品療效不佳、檢查檢驗過度等問題，更有效地實施價值醫(yī)療。

2.虛實融合的協(xié)同決策與平行推演

虛實融生的協(xié)同診斷結論的生成是醫(yī)生們基于元宇宙中現(xiàn)實與虛擬空間融合互聯(lián)的特性，在現(xiàn)實疾病表征和智能推理空間中任意切換，診療方案構想與計劃實時驗證優(yōu)化。按照腦機融合程度不同，疾病診療元宇宙中虛實融生的協(xié)同決策方案生成可分為擴展現(xiàn)實體驗、數(shù)字孿生呈現(xiàn)、人腦融合的腦機密切協(xié)同3個發(fā)展階段。融合發(fā)展過程使現(xiàn)實疾病表征與智能推理空間的界限逐步模糊，逐步解決了兩者融合受阻問題。

基于疾病診療元宇宙的智能決策模塊，針對不同的患者、不同疾情、不同的社會環(huán)境，將擬采用的治療方法、藥品耗材使用及手術操作治療進行仿真扮演，通過虛實互動和自學習，不斷優(yōu)化醫(yī)療決策模型；同時醫(yī)生們可作為數(shù)字化身隨機切入智能推理空間中優(yōu)化診療計劃與策略，實現(xiàn)“人腦+AI”的協(xié)同決策。

在多感深度沉浸的推演評估模塊，醫(yī)生們可根據(jù)當前疾病態(tài)勢進行虛實平行推演，將真實環(huán)境的手術、藥品、耗材等映射在虛擬空間中，利用深度強化學習技術實現(xiàn)與實際診療同步運行的自推演，實時預測未來疾病發(fā)展變化，將高度沉浸的態(tài)勢結果反饋給醫(yī)生們進行診療方案的調整，進而影響實際診療，實現(xiàn)虛實互動、以虛促實的平行診療模式。

3.跨域協(xié)同診斷與虛實協(xié)同診療

基于元宇宙的特性，尤其是其交互創(chuàng)作性，使跨越空間的遠程協(xié)作和操控成為了可能，基于統(tǒng)一的信息傳輸標準與協(xié)議，實現(xiàn)遠程協(xié)作多虛擬空間、多學科之間的互動與協(xié)調，醫(yī)生們與多虛擬實體、多類信息體等終端跨域分布式合診療，滿足“一人多任務”的遠程協(xié)作診療，為人機快速協(xié)作決策、高效流暢互動提供新的模式和途徑。

跨域信息資源調度與共享：疾病診療資源主要包括生理、心理、社會信息、文獻知識、實踐案例、藥品設備耗材等資源等。基于元宇宙的具身社交性，將多平臺、多媒介、多醫(yī)生的異地交互決策信息調用與共享，實現(xiàn)融合多人智慧的知識創(chuàng)造與共享；在資源調度與共享過程中，利用區(qū)塊鏈技術等保證患者涉密資源的保護與傳輸范圍，滿足資源的安全獲取與傳輸；面向分布式、多模態(tài)及動態(tài)變化的疾病變化和藥品設備需求，可充分利用元宇宙中物體可探索、工具可操控以及數(shù)據(jù)全生命周期監(jiān)控等功能，實現(xiàn)跨空間資源的調度，還可預先驗證調度醫(yī)療資源的診療效果，發(fā)揮優(yōu)秀醫(yī)療資源的輻射和均化功能。

虛實群體協(xié)同診療：從生理、心理、認知能力、知識結構能力和學習能力多維度構建虛擬醫(yī)生等，從而構建虛實一體的診療隊伍；醫(yī)生實體能夠與智能推理空間中的虛擬人進行行為映射，而且可直接與虛擬空間中的虛擬患者、虛擬藥品耗材設備進行交互，實現(xiàn)醫(yī)生對現(xiàn)實醫(yī)療服務環(huán)境中的患者實體、手術器械、操作設備進行遠程操控，促成跨越虛實空間的協(xié)同診療，大幅提高多任務與多對象的診療能力。

六、結束語

面對初露端倪的智能化醫(yī)療，立足適應變化的診療環(huán)境及復雜的多任務需求，預先學習、推演多類型診療方案出現(xiàn)不同診療效果的多種情況，探索智能化醫(yī)療的作用機理，建設面向未來疾病診治的智能診斷平臺是輔助診斷決策的一種有效方法。而沉浸感強、虛實融合與協(xié)作性強的元宇宙給疾病診療的發(fā)展帶來更多新可能，應該密切關注元宇宙相關技術的發(fā)展，積極開展疾病診療基本理論與應用方面的探索，推進診斷推演空間關鍵功能模塊的完善與實踐應用。此外，虛實融生的疾病診治空間不僅可以為醫(yī)療服務提供系統(tǒng)保障，還可被廣泛應用于搶險救災、突發(fā)事件等應急醫(yī)療救援中，甚至是未來的分級診療中，為價值醫(yī)療的發(fā)展貢獻自己的力量。

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網(wǎng)址: 元宇宙賦能疾病診治：未來虛實融合的就診場景 http://www.u1s5d6.cn/newsview557944.html