【摘要】 虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（VR/AR）技術(shù)拓展了人類的感知能力，提供了更深的沉浸感、更多的想象性和更強(qiáng)的交互性。頭戴顯示設(shè)備不同于傳統(tǒng)的紙質(zhì)媒體、計(jì)算機(jī)屏幕及手機(jī)屏幕等呈現(xiàn)方式，它能在很大程度上改變用戶的用眼習(xí)慣。如果不當(dāng)使用，可能對眼健康乃至身心健康形成挑戰(zhàn)。針對VR/AR設(shè)備可能引起的眼部異常表現(xiàn)，中國醫(yī)學(xué)裝備協(xié)會(huì)眼科專業(yè)委員會(huì)眼科檢驗(yàn)檢測學(xué)組聯(lián)合中國醫(yī)學(xué)裝備協(xié)會(huì)眼科專業(yè)委員會(huì)眼科創(chuàng)新診療技術(shù)及裝備學(xué)組共同匯集了眼科專家、光學(xué)儀器專家及VR/AR設(shè)備開發(fā)工程師的三方意見，對基于視覺健康使用VR/AR設(shè)備的硬件構(gòu)建和軟件功能參數(shù)的設(shè)置、佩戴的適應(yīng)證和禁忌證、評估設(shè)備的眼部醫(yī)學(xué)檢查指標(biāo)以及針對視疲勞的處理策略等達(dá)成了共識。

虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtualreality,VR)采用以計(jì)算機(jī)為核心的現(xiàn)代高科技手段生成逼真的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺及味覺等多感官一體化的數(shù)字化人工環(huán)境。在這個(gè)基礎(chǔ)上，用戶借助一些輸入與輸出設(shè)備，采用自然的方式與虛擬世界的對象進(jìn)行交互，相互影響，從而產(chǎn)生親臨真實(shí)環(huán)境的感覺和體［１］。VR具有沉浸性、交互性、多感知性、構(gòu)想性及自主性五種特征。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(augmentedreality,AR)采用以計(jì)算機(jī)為核心的現(xiàn)代高科技手段生成的附加信息對使用者感知到的真實(shí)世界進(jìn)行增強(qiáng)，將生成的信息以視覺、聽覺、味覺、嗅覺及觸覺等生理感覺融合的方式疊加至真實(shí)場景中［１２］。由于視覺占據(jù)人類獲取外界信息的近８０％，為用戶提供視覺信息輸入的頭戴顯示設(shè)備自然成為VR和AR的核心硬件載體。當(dāng)下，元宇宙概念不斷升溫，而VR/AR是元宇宙的核心支撐技術(shù)。作為VR/AR核心設(shè)備，頭戴顯示設(shè)備是元宇宙發(fā)展和實(shí)現(xiàn)的重要平臺，鑒于VR/AR頭戴顯示設(shè)備為用戶提供視覺信息與現(xiàn)實(shí)的視覺信息有所差異，對視覺健康乃至身心健康均會(huì)產(chǎn)生一定程度的影響，特組織相關(guān)眼科及工科專家，擬定共識，為設(shè)計(jì)和正確使用VR/AR頭戴顯示設(shè)備提供參考和指導(dǎo)意見。   01 虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展及其應(yīng)用前景 VR和AR具備傳統(tǒng)媒介無法比擬的視覺感、立體感和真實(shí)體驗(yàn)感，在軍事、醫(yī)療、工業(yè)、文化、教育和展覽等專業(yè)領(lǐng)域，以及游戲、影視、社交、購物、旅游及健身等日常生活領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。目前，VR/AR設(shè)備也逐漸應(yīng)用在眼病治療和教學(xué)方面。例如，VR訓(xùn)練方法有助于治療弱視和視知覺缺損，可提升兒童的視敏度，亦有助于成年弱視患者雙眼立體視的建立。兒童使用VR/AR的情況應(yīng)該繼續(xù)積極探討和優(yōu)化，以往的研究表明VR/AR在治療兒童弱視中具備潛在發(fā)展和應(yīng)用前景。亦有文獻(xiàn)研究結(jié)果表明，VR/AR在兒童中使用未見明顯副作用。同時(shí)，VR/AR逐漸應(yīng)于眼科教學(xué)和考核，如目前在眼科手術(shù)教學(xué)中使用的手術(shù)模擬器，有助于眼科年輕醫(yī)師提高玻璃體手術(shù)的手術(shù)技巧。對復(fù)雜的眼眶腫瘤手術(shù)，首先可以借助電子計(jì)算機(jī)斷層掃描、磁共振及眼底血管造影的檢查結(jié)果來構(gòu)建腫瘤與周邊組織的3D模型，再通過VR/AR的方式進(jìn)行術(shù)前模擬，了解其位置關(guān)系，為下一步更好地規(guī)劃手術(shù)方案做準(zhǔn)備。VR/AR在不同種類仿真手術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，將大力促進(jìn)實(shí)習(xí)醫(yī)師手術(shù)技巧的快速進(jìn)步。同時(shí)，該技術(shù)有助于為眼科檢查儀器提升便攜性，可能為眼科醫(yī)師提供創(chuàng)新的臨床診療思路。此外，當(dāng)前新型冠狀病毒肺炎的爆發(fā)改變了人類的生活方式與習(xí)慣，在疫情爆發(fā)及后疫情時(shí)代或可發(fā)揮特別作用。 02 視覺成像原理 人眼類似于照相機(jī)，同時(shí)也是一個(gè)共軸光學(xué)系統(tǒng)，當(dāng)觀察遠(yuǎn)處物體時(shí)，物體上的光線依次經(jīng)過角膜、瞳孔、房水、晶狀體和玻璃體，然后抵達(dá)視網(wǎng)膜，物體在視網(wǎng)膜上成倒立、縮小的實(shí)像。該成像是實(shí)物成實(shí)像。再經(jīng)過神經(jīng)系統(tǒng)傳輸至大腦，經(jīng)過大腦處理形成對外界物體正立、清晰且感觀的認(rèn)知。對于無散光的眼來說，這個(gè)像的清晰度由光學(xué)系統(tǒng)的屈光力與視網(wǎng)膜位置的匹配關(guān)系決定。眼球光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)像恰好在視網(wǎng)膜上時(shí)，視網(wǎng)膜像就是清晰的。同時(shí)，人眼有一定的視場(角)范圍，最清晰的視場范圍是在視軸周圍6°~8°。 03 VR/AR的光電原理和參數(shù)   1.光電原理：頭戴顯示設(shè)備的光學(xué)結(jié)構(gòu)主要包括顯示引擎和光學(xué)目鏡系統(tǒng)，人眼無法對于很近的圖像平面進(jìn)行清晰呈現(xiàn)，頭戴顯示原理就是通過光學(xué)目鏡將硅基液晶、液晶顯示器、數(shù)字微鏡器件、數(shù)字光處理、有機(jī)發(fā)光半導(dǎo)體及微米發(fā)光二極管等空間光調(diào)制器形成的圖像呈現(xiàn)到遠(yuǎn)處。而AR相比VR主要區(qū)別在于是否可以通過光學(xué)透射，使人眼在能看到顯示畫面的同時(shí)還能看到外界環(huán)境，它實(shí)現(xiàn)的主要方法有鍍半透半反膜和引入衍射光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)等。 2.光電參數(shù)：VR/AR的光電參數(shù)主要包括3類。(1)與主要傳統(tǒng)顯示設(shè)備類似的亮度、對比度、均勻性、色域、色差、藍(lán)光和閃爍等指標(biāo)；(2)表征人眼觀察特性的視場角(FOV)、眼盒(eye box)、像素角密度(PPD)、分辨率(resolution)、光學(xué)目鏡成像性能(MTF)、畸變(distortion)、虛像距(virtual image distance)、色差(chromatic aberation)和雜散光(stray light)等；(3)表征AR光學(xué)性能的透過率(transparency)。 04 VR/AR影響視覺健康的臨床表現(xiàn)及其潛在機(jī)制   1.臨床表現(xiàn)：過度使用VR/AR可能對眼健康造成一定傷害。主要表現(xiàn)為“VR暈”，類似暈車、暈船。具體臨床表現(xiàn)為頭痛、眩暈、惡心欲嘔，同時(shí)伴有眼干澀、乃至復(fù)視、流淚、眼脹痛、眼疲勞及精力無法集中等癥狀，類似于視疲勞、干眼及視頻終端綜合證等功能性眼病。 2.輔助檢查：常表現(xiàn)為4種結(jié)果。(1)調(diào)節(jié)功能異常?？杀憩F(xiàn)為眼部調(diào)節(jié)超前，同時(shí)調(diào)節(jié)性集合與調(diào)節(jié)的比值(AC/A)降低，調(diào)節(jié)近點(diǎn)增加；(2)雙眼聚散功能異常。可表現(xiàn)為集合模糊范圍增加，集合近點(diǎn)增加；(3)一過性調(diào)節(jié)性斜視，例如輕度隱斜視；(4)淚膜破裂時(shí)間縮短，可致絲狀角膜炎，角結(jié)膜干燥癥。 3.潛在機(jī)制：主要為眼成像與內(nèi)部神經(jīng)系統(tǒng)感知的狀況不一致所導(dǎo)致。其潛在機(jī)制主要包括3個(gè)方面。(1)虛擬圖像質(zhì)量差，如紗窗、拖尾、閃爍、延遲和高像素峰值亮度比等引發(fā)視覺疲勞進(jìn)而引發(fā)眩暈；(2)視覺與其他感官通道的沖突，如前庭功能障礙和幽閉恐懼癥；(3)輻輳調(diào)節(jié)沖突，佩戴VR/AR頭戴顯示設(shè)備后，由于目前絕大多數(shù)商業(yè)顯示僅有單一虛擬深度，雙眼在產(chǎn)生立體視覺的同時(shí)，會(huì)導(dǎo)致會(huì)聚和調(diào)節(jié)的失配，不符合人眼觀察習(xí)慣而導(dǎo)致視疲勞。 05 VR/AR基于視覺健康使用硬件參數(shù)的設(shè)定 設(shè)備的基本設(shè)計(jì)應(yīng)符合人體工程學(xué)設(shè)計(jì)，重量相對輕便，以及為了適應(yīng)兒童的佩戴，設(shè)備大小可以調(diào)節(jié)?；谝曈X健康考慮的硬件參數(shù)設(shè)定包括5個(gè)方面。(1)適宜的視場角。正常人眼總視場在水平方向上的雙目FOV近210°，垂直方向上近135°；中間部分有約120°是雙目視覺重疊區(qū)域，兩側(cè)各40°是單眼視覺區(qū)域。所以要提供深度沉浸的效果，VR設(shè)備需要提供近似人眼的視場角。目前較好的VR頭戴顯示設(shè)備在水平方向可以達(dá)到90°~120°的視場角，但是視場角擴(kuò)大會(huì)導(dǎo)致角分辨率降低，要注重視場角和角分辨率的平衡。(2)匹配立體視覺。建議虛擬顯示平面和雙目間距可調(diào)節(jié)，以適應(yīng)最佳清晰度并匹配最佳立體視覺。虛擬顯示深度調(diào)節(jié)至少覆蓋1~6m，從而更好地匹配人眼調(diào)節(jié)功能，雙目間距調(diào)節(jié)至少覆蓋60~70mm，從而更好地適應(yīng)不同人眼瞳距的差異。(3)控制雙目垂直視場差異。雙目虛像在垂直方向位姿存在差異，可導(dǎo)致雙目不能完成立體圖像融合，因此在VR設(shè)備的組裝過程中，應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行雙顯示器組裝的標(biāo)定流程。(4)嚴(yán)格控制雙目水平視場重疊。適當(dāng)降低雙目水平視場重合度可以提高有效顯示區(qū)域以保持立體視的舒適度，但應(yīng)充分保證雙目水平視場重疊角度以免引起不適感。(5)嚴(yán)格控制畸變。需要控制大視場圖像信息和屏幕像素排列之間的對應(yīng)關(guān)系以嚴(yán)格控制畸變。 06 VR/AR基于視覺健康使用軟件及畫面參數(shù)的設(shè)定   VR/AR的基本光學(xué)性能評測方法和基本圖像質(zhì)量評測方法，可參考GB/T38259-2019國家標(biāo)準(zhǔn)以及IEC63145-20-10和IEC63145-20-20等國際標(biāo)準(zhǔn)。近期亦有相關(guān)綜述報(bào)道?；谝曈X健康考慮的軟件及畫面參數(shù)設(shè)定包括7個(gè)方面。(1)顯示高清晰度。設(shè)計(jì)人眼能夠清晰對焦且圖像顯示清晰度接近人眼解析能力上限的光學(xué)系統(tǒng)，提高顯示分辨率以努力達(dá)到人眼的解析能力，建議在60°視角內(nèi)至少達(dá)到2K要求，最好可以實(shí)現(xiàn)4K單眼分辨率。(2)高響應(yīng)時(shí)間和高刷新率。建議選用90120Hz的屏幕刷新率，有助于緩解視疲勞。(3)真實(shí)感三維呈現(xiàn)。建議發(fā)展變焦面、多焦面、體三維、光場或者全息頭戴顯示技術(shù)，緩解輻輳調(diào)節(jié)沖突。(4)光譜成分評估且通過藍(lán)光加權(quán)輻射亮度比測試。不同波長的光可以對人體產(chǎn)生不同的生理影響。建議采用燈和燈系統(tǒng)的光生物安全性(CIES009/E：2002)國際光生物安全評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。(5)屏幕亮度應(yīng)可以調(diào)節(jié)。VR立體設(shè)備顯示器亮度發(fā)生閃爍等快速變化可能會(huì)引起視疲勞，建議采納ISO9241303標(biāo)準(zhǔn)。(6)通過無頻閃測試。即產(chǎn)品無明顯的可見和不可見的閃爍，避免頻繁閃爍對人眼造成負(fù)擔(dān)。(7)具備先進(jìn)、精準(zhǔn)的六自由度追蹤功能。六自由度空間定位技術(shù)是支持VR/AR沉浸式體驗(yàn)的關(guān)鍵，應(yīng)努力縮小感知延時(shí)，建議小于45ms。 07 符合佩戴VR/AR設(shè)備的基本條件   1.符合佩戴VR/AR設(shè)備的基本條件：(1)雙眼矯正視力可以達(dá)到0.8或1.0及以上；(2)屈光度在-6.0D~+6.00D之間，雙眼不存在屈光參差；(3)色覺測試正常；(4)雙眼視功能正常。 2.針對輕度視功能異常者佩戴VR/AR設(shè)備的建議：存在輕度視功能異常但又有特殊需求，建議由經(jīng)驗(yàn)豐富的眼科醫(yī)師和視光學(xué)醫(yī)師酌情考慮，經(jīng)與申請者充分溝通后，簽署特殊知情同意書，并定期復(fù)診評估其安全性。 08 不建議佩戴VR/AR的人群 此項(xiàng)內(nèi)容，醫(yī)療專業(yè)人士用于治療的情況除外。 1.絕對禁忌證：(1)雙眼中的任何眼別處于青光眼急性發(fā)作期或臨床前期；(2)存在幽閉恐懼癥或有精神分裂癥、情感障礙及神經(jīng)性障礙等精神科疾病病史者。 2.相對禁忌證：(1)雙眼有超過2.50D屈光參差者；(2)既往有因閃光或圖案引起的眼抽搐、肌肉抽搐或昏厥病史者；(3)日常生活中有不明原因或不受控眩暈情況發(fā)生者；(4)雙眼中的任何眼別存在活動(dòng)期視網(wǎng)膜脫離和糖尿病視網(wǎng)膜病變等眼底疾病者；(5)雙眼中的任何眼別存在顯性斜視或者弱視者；(6)正在使用可能會(huì)導(dǎo)致干眼的藥物者；(7)曾經(jīng)有過癲癇發(fā)作或已診斷為癲癇者；(8)曾出現(xiàn)不明原因的肌肉震顫或眼球震顫者；(9)考慮到兒童存在視覺發(fā)育的情況，原則上不建議提供給13歲以下少年兒童使用。如果佩戴者年齡小于13歲，建議在監(jiān)護(hù)人的陪伴下使用且建議限制在30min以內(nèi)。(10)VR/AR可導(dǎo)致部分人出現(xiàn)頭暈、目眩及嘔吐等類似“暈船癥”的癥狀，重者可出現(xiàn)平衡失調(diào)有潛在跌傷的風(fēng)險(xiǎn)。因此，建議將孕期婦女、高齡、行動(dòng)不便人士及嚴(yán)重偏頭痛患者列為禁忌。若出現(xiàn)嚴(yán)重“暈船癥”或平衡能力失調(diào)應(yīng)停止使用VR/AR。 09 用于評估VR/AR設(shè)備的眼部醫(yī)學(xué)檢查指標(biāo) 建議在佩戴VR/AR前和30min后分別測量下述指標(biāo)。 1.核心指標(biāo)：(1)屈光度。(2)眼調(diào)節(jié)功能的檢查。調(diào)節(jié)反應(yīng)檢查，常用方法為FCC法；調(diào)節(jié)幅度檢查，常用檢查法為推進(jìn)法和負(fù)鏡法；調(diào)節(jié)靈活度檢查，常用檢查法為±2.00D透鏡反轉(zhuǎn)拍；單眼調(diào)節(jié)近點(diǎn)的測量，常用方法為移近法；選測正/負(fù)相對調(diào)節(jié)；(3)隱斜視檢查，視近和視遠(yuǎn)的水平及垂直方向檢查，常用方法為馬氏桿法；(4)輻輳功能的檢查：集合近點(diǎn)，常用方法為Donder's移近法；AC/A，也就是1.0D的調(diào)節(jié)需要引起多少棱鏡度的調(diào)節(jié)性集合，可以通過AC/A計(jì)算公式得到AC/A的值。AC/A=IPD+0.4×(Hn-Hf)。其中，IPD代表遠(yuǎn)用(6m)瞳距，計(jì)量單位為cm；Hn和Hf分別代表40cm視近隱斜度和6m視遠(yuǎn)隱斜度；水平方向聚散度檢查，包括模糊點(diǎn)、破裂點(diǎn)和恢復(fù)點(diǎn)，常用檢查法有階梯三棱鏡或者綜合驗(yàn)光儀；(5)淚膜功能檢查，主要包括淚膜破裂時(shí)間及淚液分泌試驗(yàn)檢查。 2.非核心指標(biāo)：(1)視力。包括遠(yuǎn)視力、近視力、矯正視力、低對比敏感度視力和眩光視力。(2)眼壓檢查。(3)視疲勞癥狀評估。視疲勞，是指任何原因引起的眼部疲勞及不適等癥狀的一組癥候群。目前尚無準(zhǔn)確的定義及診斷標(biāo)準(zhǔn)且視疲勞癥狀受到主觀因素影響較大。視疲勞問卷，應(yīng)包含眼干澀、復(fù)視、流淚、眼脹痛、畏光、眼感覺疲勞、頭痛、頭暈、惡心欲嘔、困倦及精力無法集中等條目。(4)視覺作業(yè)能力。此項(xiàng)反映視覺作業(yè)的能力及注意力的集中度，可采用評價(jià)觀看三維視頻后視覺作業(yè)能力的校對試驗(yàn)表或虛擬現(xiàn)實(shí)疾病問卷。 10 出現(xiàn)視疲勞后的處理對策 原則上是盡量找出病因，對因治療為主，對癥治療為輔。 出現(xiàn)視疲勞后的處理對策共有７項(xiàng)。（１）連續(xù)使用的時(shí)間不超過３０ｍｉｎ為宜。（２）對于屈光不正矯正不準(zhǔn)確導(dǎo)致的視疲勞，進(jìn)行準(zhǔn)確的光學(xué)矯正。（３）針對存在干眼的患者，進(jìn)行規(guī)范的干眼治療。（４）對于調(diào)節(jié)輻輳相關(guān)功能失常的視疲勞，可進(jìn)行調(diào)節(jié)功能訓(xùn)練和輻輳功能訓(xùn)練。調(diào)節(jié)功能訓(xùn)練，包括推進(jìn)法、遠(yuǎn)近文字法、反轉(zhuǎn)拍訓(xùn)練法及電腦視覺訓(xùn)練等以提高其調(diào)節(jié)的幅度和調(diào)節(jié)的靈活度；輻輳功能訓(xùn)練，可通過偏振片立體圖、孔徑訓(xùn)練儀、Ｂｒｏｃｋ線法及電腦ＨＴＳ視覺訓(xùn)練等鍛煉聚散功能；（５）在治療病因基礎(chǔ)上，也可以選用緩解視疲勞的滴眼液；（６）對于有精神心理因素問題者，可以轉(zhuǎn)診進(jìn)行心理治療和疏導(dǎo)；（７）對于有潛在其他全身因素的患者，可在眼科給予及時(shí)治療后轉(zhuǎn)診到其他科室或醫(yī)院。 《虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備基于視覺健康使用的專家共識（２０２２）》編寫委員會(huì)

主審：彭智培　李筱榮

編寫委員會(huì)主任委員：陶勇　袁進(jìn)

核心撰寫小組：陶勇　袁進(jìn)　宋維濤　朱正元　邊靖芳

參與本共識討論專家（按姓氏漢語拼音排列）：

邊靖芳　香港理工大學(xué)眼科視光學(xué)院近視研究中心

陳浩宇　汕頭大學(xué)·香港中文大學(xué)聯(lián)合汕頭國際眼科中心

鄧育明　香港理工大學(xué)工業(yè)及系統(tǒng)工程學(xué)系

蒯曙光　華東師范大學(xué)心理與認(rèn)知科學(xué)院

柯碧蓮　上海市第一人民醫(yī)院眼科

柯　鑫　依未科技（北京）有限公司

雷　博　河南省眼科研究所

李　堅(jiān)　杭州市第一人民醫(yī)院眼科

陸　方　四川大學(xué)華西醫(yī)院眼科

牟同升　浙江大學(xué)光電學(xué)院激光生物醫(yī)學(xué)研究所

邵天奇　北京智德醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)所

宋維濤　北京理工大學(xué)光電學(xué)院

孫　剛　蘇州漢朗光電有限公司

陶　勇　首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽醫(yī)院眼科

王　斌　中國科學(xué)院微電子研究所

徐　弛　優(yōu)奈柯恩（北京）科技有限公司

汪東生　首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院眼科中心

王建民　河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院眼科

王瑞峰　鄭州市第二人民醫(yī)院眼科

吳兆駿　香港中文大學(xué)眼科及視覺科學(xué)學(xué)系

肖　鵬　中山大學(xué)中山眼科中心

熊思齊　中南大學(xué)湘雅醫(yī)院眼科中心

余　輪　福州大學(xué)數(shù)字媒體研究員

袁　進(jìn)　中山大學(xué)中山眼科中心

張貴森　內(nèi)蒙古朝聚眼科醫(yī)院

張　巖　首都體育學(xué)院體醫(yī)融合創(chuàng)新研究中心

朱　丹　內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院眼科

朱正元　電子信息產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化國家工程實(shí)驗(yàn)室

中國醫(yī)學(xué)裝備協(xié)會(huì)眼科專業(yè)委員會(huì)眼科檢驗(yàn)檢測學(xué)組聯(lián)合中國醫(yī)學(xué)裝備協(xié)會(huì)眼科專業(yè)委員會(huì)眼科創(chuàng)新診療技術(shù)及裝備學(xué)組．虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備基于視覺健康使用的專家共識（２０２２）［Ｊ／ＯＬ］．中華眼科醫(yī)學(xué)雜志（電子版），２０２２，１２（２）：１２５-１２８．

原文始發(fā)于微信公眾號（耐德佳顯示）：虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備基于視覺健康使用的專家共識（2022）

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