前沿科学

    随着人们生活水平不断提高，对医疗健康服务的要求越来越高，需求也日趋多样化。元宇宙热度持续升温以来，研究人员对该领域的关注度也不断提高，希望通过融合现实世界与数字世界，为解决传统医疗存在的问题、提升目前的医疗健康服务水平，提供一种新的解决思路。

    元宇宙的核心价值在于：数字世界和现实世界之间可以构成一个相互协作的共生动态反馈系统。在意识世界中，通过不同智能主体之间的协作与进化，获取在数字世界中重建这种相互依赖的知识，最终将真实世界中的问题抽象到数字空间；在数字空间中建立模型，进行计算实验，得到的结果可以动态指导或控制真实世界中的策略执行；真实世界执行结果反过来以动态数据输入的形式，不断更新意识世界的模型。

    在目前这个阶段，医疗健康服务场景复杂多样，而元宇宙的技术体系也尚未建立，想要解释清楚二者如何实现能力融合，不是一件容易的事情。我们可以通过一个虚构的医疗案例来展示医疗元宇宙场景，具体描述虚实融合、相互赋能的医疗过程。

    60多岁的老王已退休，患有高血压、高血脂、高血糖等常见病。某天，老王晨练回家，感觉身体有些不适，决定进行一次彻底检查。老王佩戴医疗健康监测设备，例如智能手表、智能头盔、智能座椅等，监测并检查自己身体健康数据，包括心跳、心率、血压等。在这个过程中，虚拟现实技术与装备、元宇宙操作系统，以及元宇宙可信协作网络，充当了现实世界到虚拟世界的桥梁。在虚拟世界中，利用数字生命技术，即数字原生、数字孪生与数字伴生，实现数字病人与老王的同步进化。

    在虚拟世界中，借助异地医生与AI医生相互协作，对老王这个数字病人进行诊断，然后给出最终诊断结果。具体来说，数字病人可以提供当前老王身体的各项指标数据，以及近一年的身体指标历史纪录。通过将不同数字器官的数据集成起来综合分析，异地医生与AI医生可以建立长期的更精准、更个性化和更具预测性的医疗诊断。例如，运用训练好的模型，通过异常的心脏声音，判断患有慢性心脏病的可能风险及其发展过程。如果遇到疑难病症，异地医生和AI医生会与不同地域的医学专家共同进行会诊，实现众智协同。最后，AI医生通过人机交互，以文字或语音的形式与老王交互，告知病情。

    在现实世界中，老王被AI医生告知病情后，联系一家医院就诊。手术前，医生进入元宇宙调取老王的诊断病例，了解病情，决定设计几种不同的治疗方案进行比较。在虚拟世界中，医生以老王的定制化数字病人为载体，对不同的治疗方案进行术前模拟。由于手术在虚拟空间进行，医生拥有试错机会，可以评估不同方案的手术时长、并发症的发生率、辐射暴露等，然后对方案进行修正。

    遇到疑难杂症，不同地域的医生可以借助远程互联网互通平台，通过屏幕共享实时影音，形成虚拟的多方会诊空间，对虚拟手术的结果进行分析讨论，筛选出最佳治疗方案，为手术提供技术支持，实现异地会诊。医生借助元宇宙技术，采用筛选出的最佳方案，及时高效为老王进行手术。

    老王手术顺利完成康复出院后，需支付手术费用，以及相应的元宇宙健康服务费用。整个支付过程可以在虚拟世界完成，利用数字货币与金融技术，完成相应费用支付。在这之后，老王还可以购买后续的术后康养服务。

    从目前来看，我们不可能一下子就实现一个包罗万象、高度真实、能让我们生活其中的元宇宙。更可能的是，有一定元宇宙雏形的各种场景先行发展，在各种技术尝试达到一定程度后再逐渐向最终形态发展。随着元宇宙不断发展，相信它将会有机会对现有的医疗场景进行深度重构，创造出全新的业务价值。

    ［第一作者系天津大学智算学部教授、博士生导师，第二作者系中国地质大学（北京）教授、博士生导师，第三作者系天津大学建筑学院讲师、硕士生导师］