虛擬現(xiàn)實技術在醫(yī)學領域的應用概述

爭辯生課程考試成績單〔試卷封面〕院系學習科學中心專業(yè)學習科學學生姓名課程名稱田水虛擬現(xiàn)實技術學號課程編號143369S301108授課時間2023~20231~18周學時2學分 2考核論題虛擬現(xiàn)實技術在醫(yī)學領域的應用概述簡要評語考核論題虛擬現(xiàn)實技術在醫(yī)學領域的應用概述簡要評語總評成績〔含尋常成績〕備注缺填無效。任課教師填寫后與試卷一起送院系爭辯生教務員處。學位課總評成績以百分制計分。虛擬現(xiàn)實技術在醫(yī)學領域應用概述虛擬現(xiàn)實概念VR用的對象的不同，VR的作用可以表現(xiàn)為不同的形式，例如將某種概念設計或構訓練目的等。(如飛機駕駛艙、操作現(xiàn)場等)，通過多種傳感設備使用戶“投入”到該環(huán)境中，是純粹設想的世界。傳感設備包括立體頭盔〔HeadMountedDisplay、數(shù)據手套DataGlove〔DataSult中的傳感裝置〔不直接戴在身上)。自然交互是指日常使用的方式對環(huán)境內的物體進展操作〔如用手拿東西、行走等〕并得到實時立體反響。(1)多感知性〔Multi-Sensory〕存在感〔Presnece〕〔Immersion〔例如可視場景音響效果等。交互性〔InIteraetion〕交互性是指用戶對模擬環(huán)境內物體的可操作程度和從環(huán)境得到反響的自然程度〔包括實時性。例如，用戶可以用手去直接抓取模擬環(huán)境中的物體，這時手有握著東西的感覺，并可以感覺物體的重量〔其實這時手里并沒有實物場中被抓的物體也馬上隨著手的移動而移動。自主性〔Autonomy〕物體會向力的方向移動、或翻倒、或從桌面落到地面等。虛擬現(xiàn)實技術在醫(yī)學領域應用概述〔視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅覺，其中主要來源是視覺70%〕和聽覺20%。因此，視覺成像VR中起主要作用。虛擬成像系統(tǒng)預定義一個給定的或者想象的場景，VR系統(tǒng)可以同遠程手術系統(tǒng)的問題;器械微型化、能源供給和生物相容性。多媒體系統(tǒng)和協(xié)作系統(tǒng)可以有效地應用于VR數(shù)據的處理和治理。世界各國尤其是興旺國家都對VRVR爭辯機構。例如：美國國家〔〕;Houston大學虛擬環(huán)境技術試驗室的VR在腹腔鏡外科教育和培訓中的應用；Colorado大學衛(wèi)生科學中心人模擬中心，是美國VisibleHumanProject的一局部，創(chuàng)立了VisibleHumanMale和VisibleHumanFemale〔Georgia致力于虛擬現(xiàn)實環(huán)境在手術模擬方面爭辯MayoClinic心有一個虛擬現(xiàn)實關心手術打算〔；美國Rutgers大學CAP虛擬現(xiàn)實試驗室主要VR〔Nagoya大學生物醫(yī)學工程系微型系統(tǒng)工程試驗室主要從事3D醫(yī)學圖像處理以及虛擬內窺鏡方面的爭辯〔；另外日本Jikei大學高維醫(yī)學成像爭辯所〔；也在從事VR及相關技術在醫(yī)3D顯示等方面的初步技術爭辯。在醫(yī)學領域的應用前景格外廣泛，Rosen認為，VR將構成最終有用的手術模VR系統(tǒng)能夠完全地用于具體的臨床應用。虛擬現(xiàn)實離完全有用化還有很大差距。虛擬現(xiàn)實技術現(xiàn)在在醫(yī)學方面的應用主要有以下幾個方面：1.虛擬人體解剖圖(virtualanatomicatlas.VAA)人體解剖圖譜始終是學習3D形式描繪的插圖3D學習和了解解剖信息。德國漢堡Eppendorf大學醫(yī)學院醫(yī)學數(shù)學和數(shù)據處理爭辯所建立了一個VOXELMAN的虛擬人體。這個虛擬人體系統(tǒng)功能如下：(1)任意選擇觀看視點，可放射成像；(4)可以得到任意器官和組織的名稱、類型、描述以及構造等解剖信息；(5)可以測量器官或組織間的距離。目前國際上最好的人體解剖圖譜數(shù)據庫是可視化人數(shù)據庫(visiblehumandata，VHD)，是由美國國家醫(yī)學圖書館發(fā)起的可視化人打算建立的三維人體的CT、MRI和解剖切面的數(shù)字化人體圖像庫。VHD包括可視化男人(visiblehumanmale)和可視化女人VisibleHuman數(shù)據庫已經成為構造電子醫(yī)學圖書館和虛擬解剖環(huán)境的抱負根底。萬維網(WWW)為數(shù)字圖書館的推廣供給領域上得到了廣泛地應用。2虛擬人體功能(vitualhumanfunction)人體某一個器官或系統(tǒng)的功能一般醫(yī)學爭辯和治療都有不行估量的應用價值。歐洲的彼此間的力學關系，從而真實地反映人體的動態(tài)行為。法國ENST-Bretagne大學研制成了一個虛擬人類步態(tài)模擬器。以3D醫(yī)學圖像為根底，爭辯人的下身解剖構造，實現(xiàn)了人的下半身骨骼運動步態(tài)的模擬。日本MRI3DCT、3D把人的實時手部運動復制到虛擬把握中。3虛擬手術模擬(virtualsurgerysimulation，VSS)〔尤其是微型介入外科技術等都是目前爭辯的主題。在手術模擬中，例如模擬切除一個腫瘤，需要觀看目標四周組織的內部3D3D個3D模擬系統(tǒng)應當能夠在一個圖像上顯示足夠多的3D內部構造。日本Jikei大學在虛擬空間中模擬用手術刀切割皮膚和器官〔對應于虛擬空間中的彈性目標，并且承受力反響設備反響操作者手部壓力，供給一種力感受功能。NASA，其最初的目的是能夠圖像連續(xù)不斷地傳遞給外科醫(yī)生，通過一個頭置式俱MD)顯示裝置，疊加在他面很好。5虛擬醫(yī)學教育和培動(vitualmedicaleducationandtraining)醫(yī)學教育也生溫習或重復全部手術過程，并且能夠對醫(yī)生的技能進展測定。技能測試是VR類因人而異，這些差異將會給醫(yī)生的診斷帶來困難，增加手術的簡單性和難度，VRVR模擬環(huán)境中反復地練習和檢查那些簡單的手術程序。VR的技術下降到了不能進展手術的地步。VR手術模擬器就能夠完成這個任務。6.虛擬現(xiàn)實在康復醫(yī)學上的應用(VRinrehabilitationmedicine)VR在康復醫(yī)學上也有廣泛的應用，可以用來檢測殘疾程度和康復狀況。Rutgers大學設計VR得以改善GreenleafMedicalSystem已經向市場推出了一種可以為有聽力障礙者通過聲音合成器變成聲音。日本Nagasaki應用科學技術爭辯所建立了一種基于復訓練打算。7體積圖像中的3D導航(3Dnavigationinvolumeimage)VR的一個現(xiàn)實可行的目標是體積圖像中的3D自由導航。實際上，目前這種爭辯尚處于模擬階段。3D制傳感器的定位和軌跡，最終把傳感器所提取的信息變換成一個可解析的圖像，中去。以空間序列形式顯示的體積圖像的變化，構成了唯一的虛擬顯示空間。由進展切換。8虛擬內窺鏡(virtualendoscope)內窺鏡電視手術是VR的一個格外有吸引力不利。ARIMA虛擬病人系統(tǒng)最先把醫(yī)學上的增加現(xiàn)實表現(xiàn)的虛擬解剖構造應用于內X線視頻斷層成像(IVT和電子3D檢查腔體的內部構造或者空心器官。9虛擬醫(yī)療中心(virtualmedicalcenter，VMC)虛擬醫(yī)療中心是一個智能化計算機化的臨床效勞功能，用以代替醫(yī)生所起的作用。VMC的核心是一個智能中心心。VMC起著信號接口、數(shù)據處理單元、決策緩沖器、診斷效勞的作用。它可以可以代替醫(yī)生的作用。英國Portsmouth現(xiàn)有的公用線路和公共交換網絡增加元碼技術，供給高質量的自動性和可移動性。10遠程醫(yī)療(telemedicine醫(yī)院的醫(yī)護人員供給了一種便利而費用極低的培訓手