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基于感知觉学习的儿童视觉及智能虚拟现实数据库系统对弱视治疗效果的研究
目的评价基于感知觉学习的儿童视觉及智能虚拟现实数据库系统治疗弱视的效果及特点.方法用基于感知觉学习的儿童视觉及智能虚拟现实数据库系统对174例223眼3种类型的弱视进行治疗,对弱视的类型、弱视的程度、患者的年龄与疗效的关系及弱视治愈的时间进行观察.结果1个月总有效率达89.7%,其中基本治愈70.0%,有进步19.7%,无效10.3%.3个月总有效率为98.3%,其中基本治愈87.4%,有进步9.9%,无效2.7%.治疗效果与弱视的类型、程度、患者的年龄无显著关系.结论基于感知觉学习的儿童视觉及智能虚拟现实数据库系统是一种有效的治疗方法.
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计算机虚拟急性毒性实验教学的探讨
急性毒性实验是毒理学实验的重要内容之一.该实验的开展有利于学生掌握急性毒性实验的原理和方法、实验操作技能,培养医学科学研究精神,提高学习医学的兴趣,促进学生进一步学习药理学其他知识、科研技能和学习方法等,为学生今后工作的顺利开展奠定坚实的基础.
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计算机虚拟急性毒性实验的制作
虚拟现实(virtual reality,VR)是人与计算机的接口.它融仿真模拟、实时三维图像及多媒体等技术为一体,依靠计算机建立起能模拟现实,但又不局限于现实的一种仿真环境,参与者直接进入并全身心地沉浸于虚拟现实所生成的环境中,通过使用多种感知功能,与此环境进行交互式对话、控制和操纵这种环境中的实体等技能,并与计算机进行直观自然的交流,对虚拟现实中的实体进行交互操作[1].
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虚拟现实分散患者注意力减轻腿部静脉溃疡料更换过程疼痛的效果
目的 探讨虚拟现实分散患者注意力减轻下肢静脉溃疡伤口处理中疼痛的效果.方法 将90例45～73岁的腿部静脉溃疡需要换药的患者按首次换药的先后顺序随机分为观察组和对照组,每组各45例,观察组处理伤口时采用虚拟现实技术分散注意力,对照组处理时不分散注意力.伤口处理的所有操作由同一名伤口治疗护士使用相同的方法完成,采用数字化疼痛计分尺评估患者伤口处理前、处理中的疼痛程度.结果 观察组疼痛评分处理前(6.87±1.39)分、处理中(2.73±1.15)分;对照组处理前(6.93±1.35)分、处理中(7.13±1.29)分,两组伤口处理前的疼痛评分差异虽无统计学意义(P＞0.05),但疼痛评分较高,达中度以上,说明疼痛是腿部溃疡患者的伴随症状,伤口治疗护士有责任在权限范围内选择有效方式缓解或消除患者的伤口疼痛;观察组处理中疼痛评分明显低于处理前及对照组,差异有统计学意义(P＜0.01).结论 虚拟现实分散患者注意力能有效减轻下肢静脉性溃疡处理中的疼痛.
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基于虚拟现实技术的临床实验室实训平台的构建
目的 传统的医学检验职业教育,学生在实习前很少接触临床,对职业过程知之甚少,加上临床实验室检测设备的更新换代越来越快,使得临床与教学脱节愈加严重.本课题组因此构建了临床实验室虚拟仿真平台,利用虚拟现实技术再现临床实验室交互式的三维动态实景,使学生沉浸到该环境中,熟悉临床实验室的规划布局及常规分析系统的结构和功能,体验临床工作中样本采集、处理、上机检测等工作流程,与实验室的真机、实作相互印证、融合,虚实结合,完成以能力为本的实训目标,收到了很好的教学效果.
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经乙状窦前入路的脑干腹侧区微创手术的虚拟解剖学研究
目的 在虚拟现实系统中探讨乙状窦前入路显露脑干腹侧的微创手术路径解剖特征.方法 对15例尸体头颅行头颅CT和MRI扫描,影像数据输入虚拟现实系统构建颈静脉孔区三维解剖模型,选择骨性结构和颅神经出脑干处的标志点绘制圆柱模拟经岩骨乙状窦前入路显露脑干腹侧的手术路径,观察测量和比较显露脑干腹侧不同部位的路径中解剖结构空间构筑情况.结果 模拟经岩骨乙状窦前入路显露脑干腹侧的路径中清晰显示所包含的神经、血管等解剖结构的空间层叠顺序,三维影像模型中所测路径中岩骨骨性结构体积:路径b＞路径c＞路径a,后组颅神经体积:路径c＞路径b＞路径a,路径a中包含静脉和小脑前下动脉体积大,面听神经复合体体积:路径b＞路径a,面神经垂直段体积:路径c＞路径a,差异均有统计学意义(P＜0.05).路径中迷路体积路径b和路径c比较差异无统计学意义(P＞0.05).结论 虚拟现实系统有助于理解乙状窦前入路显露脑干腹侧不同靶点时途径骨性结构、神经、血管等的空间构筑关系.
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枕下乙状窦后入路微创显露颈静脉孔区的虚拟现实解剖研究
目的 在构建虚拟现实解剖模型基础上探讨枕下乙状窦后入路微创显露颈静脉孔区的显微解剖特征.方法 15例尸体头颅行头颅CT和MRI扫描,影像数据输入虚拟现实系统构建颈静脉孔区三维解剖模型,在颅盖和颅底中选择骨性标志点设计枕下乙状窦后入路的不同微创路径,观察测量和比较伴随微创手术路径改变后解剖结构显露情况.结果 模拟枕下乙状窦后入路显露颈静脉孔区的路径均由横窦下方穿过,路径中清晰显示所包含的神经、血管等解剖结构的空间层叠顺序,均不包含椎动脉和小脑后下动脉.路径a中不包含后组颅神经.路径b均不显露面听神经复合体,3例路径b中不显露小脑前下动脉.路径c不显露面听神经复合体、小脑前下动脉和后组颅神经.测量和比较显示手术路径体积和路径中小脑半球体积:路径b＞路径a＞路径c,路径中显露小脑前下动脉的体积:路径a＞路径b,差异均有统计学意义(P＜0.01).结论 枕下乙状窦后入路的不同微创化手术路径能够有效显露颈静脉孔区的不同靶点,联合使用能够充分发挥各自的优势.
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枕下乙状窦后入路显露颈静脉孔区的虚拟现实模拟研究
目的 利用虚拟现实技术模拟人体枕下乙状窦后入路显露颈静脉孔区的局部解剖特征.方法 5例成人尸体头颅行头颅CT和MRI扫描,动脉系统和静脉系统依次灌注混合造影剂乳胶.分别于2次灌注后再次行头颅CT扫描.按照枕下乙状窦后入路解剖两侧尸体头颅,切除部分小脑半球显露脑干和颅神经,再次行头颅MRI扫描,影像数据输入Vitrea虚拟现实系统构建颈静脉孔区三维解剖模型并且模拟枕下乙状窦后入路.分别于尸体头颅和计算机模型中选择内听道入口上缘,颈静脉孔前缘,颈静脉孔后缘为骨性标志点测量距离,采用Bland-Altman方法进行测量结果一致性检验.结果 虚拟现实颈静脉孔区三维解剖模型中神经、血管和骨性结构的空间关系清晰显示,尸体头颅标本和计算机模型中测量内听道入口上缘-颈静脉孔前缘、内听道入口上缘-颈静脉孔后缘以及颈静脉孔前后缘之间连线距离,经Bland-Altman检验,偏倚分别为0.060、0.062和0.017,95％可信区间分别为-0.255 ～0.375、-0.357～0.481和-0.265～0.299,绘制散点图显示一致性良好.结论 颈静脉孔区的三维解剖模型数据测量经尸体头颅解剖验证其准确性良好.
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联合入路中经额与经眶颧方向显露海绵窦手术的虚拟现实量化比较
目的 通过虚拟现实系统建模和模拟,比较联合入路暴露海绵窦的手术中,经额和经眶颧方向的显微解剖特点.方法 在Dextroscope虚拟现实系统中利用尸体头颅影像数据三维建模,构建颅中窝海绵窦的手术解剖模型.通过选取骨性标识点连线勾绘空间框架,分别模拟经额和经眶颧方向暴露海绵窦,测量比较框架内距离、面积和体积等数据.结果 开颅骨窗三角和海绵窦术野三角之间的距离、到达海绵窦术野三角前的操作空间和经过脑组织体积比较结果为:经额方向＞经眶颧方向；开颅骨窗三角面积、海绵窦术野三角面积、操作空间中暴露颅神经体积、经过海绵窦术野三角后磨除前床突体积和暴露颅神经体积比较结果为:经眶颧方向＞经额方向,上述差异均有统计学意义(P＜0.05).经眶颧方向到达海绵窦前的操作空间中无需磨除前床突,不经过颈内动脉和大脑中动脉主干.经过海绵窦术野三角后暴露颈内动脉体积差异无统计学意义(P=0.770).结论 联合入路中经额方向在显露海绵窦位于颈内动脉内侧的病变具有优势,而利用经眶颧方向能更有效地显露颈内动脉外侧的病变.
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基于VRML的数字化喉模型的虚拟仿真解剖
目的 建立喉的虚拟现实语言(virtual reality modeling language,VRML)模型,实现三维喉解剖模型远程虚拟仿真解剖.方法 选取第2例中国数字化可视人体喉区数据,利用手工分割建立喉区解剖结构的分割数据集;利用Amira4.1软件建立分割数据的面绘制模型,输出VRML文件;为每个模型设置名称、外观属性、事件路由等节点,以及接口函数,并将分离的模型合并为一个完整的VRML模型;利用Javascript函数来传递网页与VRML模型之间的参数,在网页文件中控制模型的显示属性,对喉模型进行远程虚拟仿真解剖.结果 建立了喉区器官结构的VRML虚拟现实模型,通过VRML插件实现了远程喉区解剖结构的三维显示与虚拟仿真解剖操作.结论 基于解剖断层图像的三维重建技术可以建立解剖标本的VRML模型,实现了数字解剖模型的远程交互式三维虚拟仿真解剖操作,为解剖学教学提供了新的远程虚拟现实仿真教学模式.
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数字化可视人体研究
由于计算机技术的快速发展,使得科学计算可视化和虚拟现实得以实现.而随着数字化时代的来临,与人体结构数据有关的医学、航天、体育、军事、汽车、机械制造、艺术等领域对数字化可视人体研究提出了巨大的需求.数字化可视人体就是应用现代信息技术,主要是计算机图形图像技术,采用人体解剖学和现代影像学方法获取人体解剖结构数据信息,在计算机上建立起的全数字化的人体真实结构三维模型,将此模型作为一个基础数据平台,可应用于与人体结构有关的多个领域.
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虚拟现实系统结合手术教学在泌尿外科腹腔镜培训中的应用
近10年来,腹腔镜手术得到快速发展,目前泌尿外科手术已经进入一个腔镜时代[1].为了减少风险,对于初学者不适宜采用传统的学徒制教学方法,因而迫切需要探索安全有效的培训方法[2-3].现将本院探索的采用虚拟现实训练系统和手术录像教学相结合的方式进行腹腔镜手术培训的体会报道如下.
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虚拟环境在中风患者康复治疗中的作用探讨
目的 通过让中风患者完成冲热饮的任务从而评估虚拟环境在康复治疗中的作用和价值.方法 选取50例入住瑞安市人民医院康复科进行康复治疗的中风患者参与到实验中.患者在冲热饮过程中的表现与其神经系统损坏程度息息相关.将患者在虚拟环境以及真实生活中冲热饮过程中所犯的错误相比较,从而准确地评估神经系统损害,再根据录像把患者所犯的错误表现进行归类.结果 患者在真实世界与虚拟环境的表现成绩不是非常关联(p=0.30,P＜0.05).两种环境的表现成绩都与年龄、日常生活活动(ADL)量表(Bartherl指数)评分、精神状态检查评分以及视觉空间功能有关,真实世界中冲热饮的表现只与臂力和顺序排列能力有关,而虚拟环境的表现只与语言功能和练习程度有关.无论在真实世界或是虚拟环境,参与者在冲热饮这个任务过程中都会犯各种错误.结论 尽管虚拟环境可用于中风患者的康复治疗,但同时也存在很多困难,对康复治疗提出了很多挑战.所以虚拟环境也许不会像原先所设想的一个比较有效的康复手段.还需研究探索出更多的虚拟环境任务来评估其对于中风患者康复的作用.
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将虚拟现实技术应用于医学微生物学实验教学的体会
医学微生物学是一门实践性很强的医学基础课程,这一学科的学习离不开实验课的学习,通过实验课,学生可以更好的掌握"形",对病原微生物有感性的认识、理解和巩固微生物理论知识的同时,掌握微生物的研究方法和实验基本技能.实验教学的核心任务就是通过实验教学的各个环节来实现对学生综合素质的培养和实验技能的训练.目前为了适应社会发展的.
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虚拟手术中基于遗传算法的质点弹簧模型参数确定
质点弹簧模型是虚拟手术中常用模型之一,但由于其模型参数无明确物理意义,参数设定上存在诸多不便.由此提出基于遗传算法确定质点弹簧模型参数的方法.采用计算机辅助断层扫描数据(CAT data)确定质点质量值;弹簧弹性系数及阻尼系数通过遗传算法计算获得;并利用参考形变同模拟形变间差异大小作为适应度函数求得模型参数近似优解.实验结果证明该方法能在较低计算成本的前提下获得弹簧参数的近似优解,能够使虚拟模型较准确地再现实际模型形变效果.
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基于Kinect交互的上肢虚拟康复系统设计与研究
本文设计了基于虚拟现实技术,以Kinect为交互设备的上肢康复训练系统.本系统将严肃游戏、人机交互与康复训练有机结合为一体,针对不同患者的康复需求,系统建立了科学而丰富的通用动作库和游戏库,并预留扩展接口,既支持基于Virtools开发的满足患者个性化需求的游戏,同时也支持网上现有适合患者康复训练的Flash游戏.此外,本系统提出了基于Kinect的灵活动作交互模式和游戏控制方式,并提供对康复过程进行实时数据记录的功能,给出了对康复效果的主客观评价方法.根据对本系统的随机调查问卷,以及中风患者为期两周的康复训练,结果表明:本康复系统区别于传统康复方法,具有康复数据收集和分析能力,可以根据反馈数据进行阶段性康复方案制定,同时具有更强的趣味性以及低廉的训练成本,可有效提高患者训练的积极性,有助于患者的康复治疗.
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超大规模医学图像并行虚拟可视化的仿真研究
在网格计算基础上,研究利用医院内部局域网和普通配置计算机,实现超大规模医学图像并行可视化的关键技术,包括系统硬件构成、软件框架、负载平衡以及虚拟现实可视化等问题.在普通计算机群上,编程实现大规模医学图像的大密度投影重建算法,并在虚拟现实构造语言(virtual reality modeling language,VRML)基础上,设计人机交互控制面板,实现虚拟可视化操作.仿真结果表明,该方法较好地解决了运算速度和内存空间这两大难题,效果良好,实时性强,对医生诊断治疗具有很好的辅助作用.
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动态VRML在医学训练中的应用
医学训练的试验可以通过虚拟现实系统来实现.VRML是创建虚拟物体和场景的工具,可创建静态或动态的医学上应用的对象,但是要达到和真实环境一样的交互性和动态要求还有一定的难度.本文描述了实现动态三维虚拟环境的一些技术和方法,这些描述是基于一个虚拟人体模型进行的,它的主要特征是通过扩展的外部JAVA应用程序来完成的.
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虚拟现实技术在医学上的应用
虚拟现实是由计算机生成的多维感官环境,用户可通过特殊的交互工具融入这种虚拟环境之中.它以其独有的临境性、交互性、想象性以及与现代医学之间的密切融合而对医学领域产生越来越重要的影响,在虚拟手术、医疗培训和治疗各类生理和心理症状方面具有极高的应用价值.
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一种虚拟现实的药物依赖患者心理矫治软件的设计实现
针对药物依赖患者复吸率居高不下的现状,本文介绍了一种采用计算机虚拟现实技术的药物依赖患者心理矫治软件的设计和实现方法,用于配合患者心理矫治和心瘾戒断.该软件基于开源2D游戏引擎进行开发,以游戏的形式模拟药物依赖患者的日常实际生活环境和面临的毒品诱惑,实现了药物依赖患者通过对不同场景、不同事件的处理,引发其自身对实际问题的思考,以达到帮助药物依赖患者习得应对高危环境和毒友诱惑的技巧.设计的软件贴近戒毒人员真实生活,有望成为一种降低复吸率的新型治疗平台.
