《Current Oncology》：The Contemporary Role of Virtual and Augmented Reality in Radiation Oncology: A Review
Saad Mohssine,
Marie-ève Pelland,
Stephane Bedwani and
David Roberge
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目的：虚拟现实(VR)与增强现实(AR)正日益被探索作为放射肿瘤学中的潜在工具，应用于教育、患者护理及工作流程优化。本综述评估了沉浸式技术在临床实践中的现状与未来潜力。方法：研究人员通过PubMed和Scopus数据库（检索日期：2026年1月）采用布尔检索策
目的：虚拟现实(VR)与增强现实(AR)正日益被探索作为放射肿瘤学中的潜在工具，应用于教育、患者护理及工作流程优化。本综述评估了沉浸式技术在临床实践中的现状与未来潜力。方法：研究人员通过PubMed和Scopus数据库（检索日期：2026年1月）采用布尔检索策略进行了全面的文献综述，结合了虚拟/增强/混合现实、放射治疗、教育/焦虑/培训等术语；由两名评审员独立筛选2010年至2026年间发表的文章。一项在线调查评估了加拿大放射肿瘤科医生对VR的经验与认知。通过对加拿大一家大型学术三级医疗中心的医生、住院医师、治疗师、物理学家及一名专职心理学家的半结构化访谈，探讨了关于沉浸式技术当前应用及态度的定性见解。结果：VR和AR在多个领域显示出效用。在教育方面，诸如放射治疗培训虚拟环境(VERT)等平台使治疗师能够在模拟治疗环境中进行练习，而基于VR的勾画工具将分割时间缩短了41–58%，并改善了空间理解能力。在患者护理方面，沉浸式VR干预使治疗前焦虑降低了26–56%，增强了对手术的理解，并可能减少儿科人群的镇静需求。AR引导的摆位系统显示出可行性且具有可接受的精度，提供了无辐射的摆位验证。调查结果显示应用有限（>80%的受访者报告未使用），尽管40%的人认为VR可以加强患者教育，39%的人希望在未来十年内扩大整合。障碍包括成本、机构认知有限及缺乏培训基础设施。结论：VR和AR在改善放射肿瘤学教育、减轻患者焦虑及提高摆位精度方面显示出早期潜力。尽管存在实施障碍，但正在进行的试验和技术进步正逐步积累证据，以明确沉浸式技术在临床实践中的作用。
1. 引言
沉浸式交互技术在医疗保健领域的应用日益广泛，其中增强现实(AR)与虚拟现实(VR)被视为改善临床实践与患者体验的有力工具。VR通过计算机生成完全沉浸式的环境，使用户脱离物理环境；而AR则实时将数字元素叠加于真实世界之上。在放射肿瘤学中，由于该学科对空间精度、工作流程效率及清晰沟通有着极高要求，VR和AR被探索用于员工与患者教育、治疗计划制定及患者依从性管理。随着消费级VR/AR设备（如Meta Quest 3、HTC Vive、Microsoft HoloLens 2）的性能提升与价格下降，这些头戴式显示器(HMD)因其便携性与易部署性，为临床与教育场景提供了新的可能性。本综述旨在考察VR和AR在放射肿瘤学中的现状与未来潜力。
2. 方法
本研究采用了多阶段的方法学设计。
文献检索策略：研究人员在PubMed和Scopus数据库中进行了系统性检索，检索时限为2010年至2026年，使用特定的布尔逻辑字符串组合相关术语。同时，在ClinicalTrials.gov注册库中检索了相关的临床试验。
研究与选择标准：纳入标准聚焦于VR或AR在放射肿瘤学中的具体应用及特定结局评估。两名评审员独立进行标题与摘要筛选，并通过共识解决分歧。最终纳入35篇同行评议文章进行分析。鉴于纳入研究的异质性，未进行正式的风险偏倚评估，但在数据合成时考虑了方法论质量。
定性访谈：在蒙特利尔大学中心医院(CHUM)进行了半结构化访谈，参与者(n=23)涵盖医生、住院医师、放射肿瘤学家、放射治疗师及专职心理学家。通过目的性抽样确保代表性，并依据主题饱和原则确定样本量。
全国调查：通过加拿大放射肿瘤学协会(CARO)分发在线调查问卷，内容涵盖当前应用情况、感知潜力、机构障碍及未来培训兴趣四个维度。
3. 结果
教育与培训
模拟技术在医疗专业人员培训中表现出显著效能。对于放射肿瘤学住院医师，传统培训依赖于治疗计划系统(TPS)的监督操作，而VR平台（如放射治疗培训虚拟环境(VERT)）允许治疗师在安全的交互式环境中熟悉治疗室内的空间关系与设备操作，降低了对昂贵临床设备的依赖。在剂量学与靶区勾画方面，VR平台（如Realize Medical、VRContour）提供了三维解剖重建的交互体验。研究表明，基于VR的勾画使初级住院医师的复杂颅脊柱靶区勾画时间平均缩短了41%，资深放射肿瘤学家缩短了58%，并提高了观察者间的一致性。在近距离放射治疗（尤其是妇科肿瘤学）中，VR模拟解决了传统培训中病例资源匮乏与教学标准化的难题，随机研究显示其在提升技术熟练度与操作信心方面优于传统指导。
患者教育与焦虑管理
接受放射治疗常伴随心理困扰，特别是初次治疗的患者。传统的口头解释与纸质材料往往难以消除患者对庞大设备及热塑性面罩的恐惧。沉浸式VR模拟（如Panosphere 360）允许患者在治疗前探索模拟环境，多项研究证实其能有效降低自我报告的焦虑水平（降幅达26–56%）并改善生理指标。例如，Penn Medicine利用Google Cardboard兼容视频提供VR导览，93%的参与者表示对治疗过程有了更好的理解，57%的基线焦虑患者报告恐惧感减轻。AR工具则可在咨询期间通过智能手机或头显投射全息图像，辅助医患共享决策。
患者摆位
精确的患者摆位是有效放疗的前提。近期AR辅助摆位系统的原型研究显示出了良好的应用前景。Zhang等人的研究利用HoloLens 2与3D全息模型进行摆位，体模研究显示其在横向、垂直和纵向轴上的摆位误差分别为3.1 ± 1.9 mm、2.4 ± 2.5 mm和4.6 ± 2.8 mm，旋转偏差为0.26 ± 0.14°，验证了可行性。Li等人的临床研究进一步量化了AR引导摆位系统(ARPT)的优势，针对躯干肿瘤患者，该系统在头脚(S-I)方向(1.41 ± 0.83 mm vs. 3.13 ± 0.85 mm)和腹背(A-P)方向(1.64 ± 0.96 mm vs. 3.20 ± 1.86 mm)的残余误差显著降低，并将S-I方向平移误差超过5mm的频率从16.7%降至0%。另一项基于iPad Pro LiDAR摄像头的研究展示了无标记点(point cloud registration)摆位技术，实现了亚毫米级的平移误差(<1 mm)和小于1°的旋转误差，且不受光照变化影响。
定性访谈
对CHUM多学科人员的访谈提炼出四大主题：一是患者心理学层面，VR导览有助于缓解幽闭恐惧症；二是医学培训层面，住院医师对VR勾画工具表现出浓厚兴趣；三是技术整合层面，医学物理学家强调需建立严格的验收测试(QA)流程与工作流集成；四是实施障碍层面，医护人员的学习曲线与头显设备的清洁消毒问题是主要挑战。
全国调查结果
针对加拿大约330名专业人士的调查（回应率10.3%）显示，尽管超过80%的受访者报告在临床或教育中无活跃使用，但58%的参与者同意VR能显著提升患者对治疗过程的理解。39%的受访者希望未来十年VR能发挥更大作用。主要的障碍被确定为财务限制与机构认知不足。
临床效用与实施障碍
尽管兴趣浓厚，但系统性障碍阻碍了广泛应用。主要包括高昂的硬件购置与软件维护成本、与治疗计划系统(TPS)缺乏集成、以及缺乏标准化的人员培训协议。
4. 讨论
本综述揭示了加拿大放射肿瘤学界存在的显著认知差距：尽管超过80%的受访者未实际使用相关技术，但仍有近60%的专业人士认可其潜力。这种“认知-实践”的脱节表明，虽然临床需求强烈，但结构性支撑不足。AR技术在保护数据隐私方面亦显示出潜力，例如通过智能眼镜实现敏感患者信息的私密显示，但这仍取决于数据安全与法规合规性的严格评估。为了弥合差距，建议采取分层实施策略：利用低成本移动VR平台进行基础患者教育，而将高保真系统保留给专科培训。此外，应通过专业协会（如CARO）推动资源共享与指南制定。目前正在进行的临床试验（如NCT04141943、NCT05947045）将进一步验证这些工具的长期成本效益与临床结局。
5. 结论
VR和AR在改善放射肿瘤学教育、减轻患者焦虑及提高摆位精度方面显示出早期潜力。尽管面临成本、基础设施及认知度等实施障碍，但随着技术进步与证据积累，这些沉浸式技术有望在未来改变放射肿瘤学的临床实践范式。
