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基于虚拟现实技术的脑机交互反馈系统设计
为训练受试者调整自身状态,以便于产生适应识别算法的EEG信号,本文设计了基于虚拟现实反馈方式的脑机交互反馈系统.该系统将脑-机接口技术与虚拟现实技术相结合,首先在3DMAX中建立虚拟人模型,然后在虚拟现实中为角色模型添加设计好的动作,后系统通过实时调用数据库来控制角色模型的动作.仿真结果表明受试者可实时地对虚拟人的反馈动作与自己的想象运动进行比较,及时调整自己以达到想象运动与反馈动作的一致性.研究结果初步证明了该反馈系统的可行性,本研究为BCI反馈系统的设计提供了良好的思路.
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血流动力学与动脉粥样硬化(二)
对血流动力学与动脉粥样硬化的研究进展进行了综述.分析了人体典型动脉以及动脉移植管内的血流动力学特点,重点介绍了基于医学图像处理的血流动力学数值模拟和基于数值模拟的动脉疾病外科手术规划,指出"生理流动虚拟现实"是血流动力学的发展方向.
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虚拟现实和模拟训练箱在医学生腹腔镜基本技能培训中的效果比较
目的 比较虚拟现实和模拟训练箱在医学生腹腔镜模拟教学中的效果.方法 选择在北京协和医学院八年制,即将进入临床无外科手术操作训练的见习生30人.该30人平均随机分配到两组:A组[虚拟现实组(VR组),使用虚拟现实训练系统LapMentor进行培训];B组[模拟训练箱组(box组),使用simbox进行培训].两组均进行腹腔镜基本技能的培训,培训结束后,分别要求两组在模拟训练箱内在一个乳胶手套上宽度为5 mm的圆形标记线内剪切出直径100 mm的圆,记录两组完成的时间、精确度和准确度,比较两组培训效果的差异.结果 分别通过虚拟现实和模拟训练箱进行培训的两组,在腹腔镜基本技能水平上没有差异.结论 通过虚拟现实和模拟训练箱进行腹腔镜技能培训的效果差不多,模拟训练箱的性价比要高于虚拟现实.
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虚拟现实技术在医学领域的应用及展望
虚拟现实技术(VR)能够模拟真实场景,提供理想的学习材料和环境,有效弥补当前医学教学中的不足,突破时间和空间上的限制,提供更好的临床诊疗条件和手段,有力地推动医学的发展.本文旨在对VR技术在医学领域上的应用及研究进行了介绍和探讨.
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Dextroscope系统对乳腺浸润性导管癌的三维重建及术前应用
目的:研究Dextroscope系统对乳腺浸润性导管癌的三维重建方法,探讨其临床应用价值.方法:对浸润性导管癌10例患者采用Dextroscope系统软件生成虚拟图像,从任意角度观察肿瘤与乳腺的解剖关系,确定保乳手术方案并进行模拟操作.10例均行乳腺癌保乳手术.结果:Dextroscope系统对乳腺浸润性导管癌的三维重建图像清晰,可以精确定位肿瘤.10例患者病理切缘均为阴性.术后病理大体标本与术前模拟图像测量数值,差异无统计学意义(P＞0.05).结论:通过Dextroscope系统,术者提前预演手术,为精确手术创造了条件,对乳腺癌保乳手术的实施有指导意义.
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虚拟现实技术在微创化乙状窦前入路显露颈静脉结节的解剖研究中的应用
目的 在虚拟现实系统中探讨合理缩小乙状窦前入路显露颈静脉结节的手术路径操作范围.方法 采集15例成人尸头标本CT和MRI影像数据构建岩骨和后颅窝的虚拟现实解剖模型.在颅盖中选取乳突尖部为乙状窦前入路的开颅标志点,在颅底中选择颈静脉结节前缘为目标显露区的标志点,以开颅和显露标志点连线为轴线作出直径为2 cm的圆柱状模拟乙状窦前入路手术路径,再缩小圆柱直径至1 cm进行微创化设计;观察和测量微创化前后手术路径中解剖结构显露情况,采用配对t检验进行比较分析.结果 微创化前路径中包含乙状窦前缘、颈静脉球下端、颈内静脉和岩下窦,经过舌咽神经、迷走神经、副神经和舌下神经,包含部分颈内动脉的体积为(41.57±2.38) mm3和小脑前下动脉的体积为(60.64 ±2.13) mm3.微创化后手术路径经过部分颈静脉球、颈内静脉和岩下窦,经过副神经.微创化后手术路径体积以及路径中所包含骨性结构、颅神经、静脉结构体积分别为(2 168.00 ±12.90)mm3、(26.43±1.71) mm3和(780.32±18.74)mm3,均小于微创化前的(7 083.40±156.24)mm3、(130.24±1.88)mm3和(2 411.00± 162.86)mm3,差异均有统计学意义(t=114.349、217.286、54.402,P值均＜0.01).结论 模拟手术路径中,操作方向和范围确定,可实现量化比较.乙状窦前入路显露颈静脉结节的微创化手术路径有助于减少术中对骨性结构的磨除和神经血管的损伤.
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跟骨骨折Sanders分型数字化模型的初步建立
目的：在正常人CT薄层影像数据基础上建立跟骨骨折Sanders分型的数字化仿真模型。方法对1名既往无先天性足部病史及外伤史，常规体格检查和影像学检查排除足部异常病变，并同意参加研究项目的健康成年男性志愿者行足跟部64层螺旋CT扫描，采用Mimics 10.01软件进行断层影像(Dicom文件数据)分割处理，重建完整跟骨3D模型；基于Sanders分型原则，采用Mimics 10.01软件的“Simulation”模块对跟骨模型进行骨折造模并输出STL文件保存，将输出的模型通过Cult3D Designer软件的Web插件植入网页进行虚拟现实显示。结果跟骨骨折的Sanders分型数字化仿真模型具有直观、立体和逼真的展示效果，而植入网页后的模型可进行任意方位和不同角度的观察。结论数字化模型的建立有助于增强外科医生对跟骨骨折Sanders分型的准确理解，而基于Web的交互式虚拟现实技术可用于术前方案演练和远程会诊、教学。
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虚拟现实技术对尿道扩张男性患者焦虑及疼痛的影响
目的:观察虚拟现实技术分散患者注意力缓解尿道扩张导致的焦虑和疼痛护理的效果.方法:将我院2014年1月至2015年12月因尿道狭窄行尿道扩张的患者132例随机分为对照组和观察组,观察组患者扩张时采用虚拟现实技术分散注意力,对照组扩张时不分散注意力.尿道扩张由同一名泌尿外科医师使用相同的方法完成,采用状态焦虑问卷评估患者的焦虑水平,使用视觉模拟量表和国际通用的0～10评分法评估两组患者扩张时的疼痛程度,并对患者扩张期间的生命体征进行记录.结果:观察组和对照组扩张后疼痛评分较扩张前均有所下降(t=14.435,9.972;P=0.000),且观察组扩张后疼痛评分低于对照组扩张后评分(t=-7.901,P=0.000);与治疗前相比,观察组和对照组患者扩张后的焦虑评分都明显下降(t=9.260,9.912;P=0.000),且扩张后观察组的焦虑评分明显低于对照组(t =-3.108,P=0.002);对照组扩张后心率上升(t=-7.057,P=0.00,0),观察组扩张前、后心率比较无明显差异(t=-0.865,P=0.389),扩张后对照组的心率高于观察组(t=2.009,P=0.046).结论:虚拟现实能分散患者的注意力,并能有效缓解尿道扩张时焦虑程度,减轻尿道扩张时的疼痛,从而获得较好的疼痛控制效果.
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基于脑-机接口技术的虚拟现实康复训练平台
对神经损伤的瘫痪病人进行功能恢复训练时应强调患者的主动参与.开发了一套基于脑-机接口技术的虚拟现实康复训练平台.该平台采用患者在想象运动时的脑电信号作为虚拟人运动的控制信号,从而把想象运动与运动功能恢复训练结合在一起.由于虚拟现实系统的实时性与沉浸感能给受试者提供较好的训练反馈信息,因此,使用本平台有望改善患者的训练效果.详细介绍了快速在线脑-机接口算法以及虚拟现实的实时交互技术,并提供了三名受试者的实测结果.初步实验证明了该平台设计的可行性.
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虚拟手术中软组织形变建模及力反馈算法研究
基于弹簧-质点模型,建立一种改进的软组织实时形变模型.在正六边形拓扑结构软组织表面模型中,增加了虚拟体弹簧,以实现更加真实的形变效果.在系统中各质点处,表面弹簧形变量的叠加等效为物体表面形变,各质点处虚拟弹簧弹性力的合力等效为物体表面的接触力.该模型继承了经典弹簧质点模型的原理简单、易建模、计算速度快等优点,同时还具有控制变形区域的能力.基于此模型,利用PHANTOM触觉交互设备,进行了软组织形变以及实时虚拟力反馈仿真实验.实验表明,该模型效果逼真,反馈力刷新一次小于l ms,能够满足虚拟手术系统实时性的要求.
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虚拟现实暴露疗法治疗焦虑障碍的随机对照试验meta分析
目的:考察虚拟现实暴露疗法(VRET)对焦虑障碍的治疗效果及其影响因素.方法:通过文献检索,收集31篇通过随机化对照试验法考察VRET对焦虑障碍治疗效果的文献,将这些研究报告的数据转换为效应量进行meta分析.31篇研究时间跨度为1995年4月-2017年4月,样本量为1231人.结果:在结束治疗后,VRET组与症状直接相关的焦虑水平(Hedge's g = 1.027,95％ CI: 0.75～1.30)和整体的主观痛苦程度(Hedge's g = 1.018,95％ CI: 0.18～1.84)均低于等待组,同时在认知(Hedge's g = 1.092, 95％ CI: 0.34～1.84)、行为(Hedge's g =0.550,95％ CI: 0.19～0.91)和生理指标(Hedge's g = 0.652, 95％ CI: 0.11～1.42)上与等待组相比均表现出提升,治疗效果在6个月或1年后依然得以保持. VRET与传统心理治疗的治疗效果差异无统计学意义(Hedge's g= -0.028,95％ CI: -0.21～0.15).结论:虚拟现实暴露疗法对焦虑障碍有较好的治疗效果.
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虚拟现实技术在伤害医学领域的应用
虚拟现实(virtual reality，VR)是通过计算机对现实世界进行全面模拟仿真的技术，它已经被广泛地应用于许多领域和学科；而虚拟现实技术和现代医学的结合，对生物医学发展产生了巨大的变化，并已经应用于医学领域的多个学科。本文在简述虚拟现实技术的基础上，针对突发公共伤害事故、交通伤害、运动伤害和职业伤害等事故类型，介绍了虚拟现实技术在伤害医学领域的应用，提出了该技术在应用中的局限性，并对虚拟现实技术在伤害医学领域的应用进行了展望。
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虚拟现实技术在医学生心肺复苏技能培训中的应用
目的 探讨虚拟现实技术(VR)对医学生心肺复苏(CPR)技能保持和复训时间的影响.方法 2018年5—11月,便利选取广东省某医科大学临床医学专业2个班的学生,以班为单位,随机分为两组,每组30人,分别采用VR和情景模拟的方法进行CPR培训.在培训后立即、1个月后和6个月后进行CPR技能的跟踪考核,比较两组考核成绩.结果 VR组学生CPR技能考核成绩,培训后立即(95.426±4.296)分、1个月后(92.326±7.753)分,均高于情景模拟组,差异有统计学意义(t值分别为8.204、4.797;P<0.05);6个月后VR组(87.054±10.323)分,情景模拟组(81.550±9.241)分,两组比较差异无统计学意义(t=2.176,P>0.05).结论 VR培训有利于学生CPR技能水平的维持,延长了技能的复训周期,为医学教育提供了新方法.
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虚拟现实技术在护理技能训练中的应用
社会的发展以及护理教育的目标对护理技能教学技术改进提出了新的要求,虚拟现实技术能较好地解决护理技能训练中的矛盾,文章以四个优秀虚拟现实系统为例,介绍虚拟现实技术在护理操作技能训练、临床护理思维训练以及综合能力训练中应用状况和发展.
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虚拟现实技术在临床心理学中的应用
虚拟现实技术能够借助于计算机编程制作基于治疗目的所需要的虚拟环境和刺激，且很好地控制刺激的种类和程度，因而使治疗突破现实的诸多限制，还使治疗具有很好的操控性。虚拟现实技术在融合暴露疗法和系统脱敏疗法方面具有天然的优势，研究表明，通过虚拟现实有步骤地、系统性地呈现引起患者不适的应激源能够有效缓解患者心理障碍程度，因而虚拟现实技术被广泛应用于诸如创伤后应激障碍等心理问题的治疗上。但目前虚拟现实技术缺乏统一的评估体系，未来的发展应考虑提高虚拟情境的标准化和普及性以此拓展其在不同领域中的应用。
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虚拟现实与实时模拟训练:比较两种用于评估大规模伤亡分流技能的模拟工具
目的 探讨虚拟现实与实时模拟训练在评估医学生大规模伤亡事故分流能力和训练后的技能提升.方法 选取在医学院后一年的学生56人,随机分为两组(A和B).分别使用虚拟现实与实时模拟工具,构建相同的车祸场景.第一天,A组使用实时模拟场景,B组使用虚拟现实场景,为10名伤员分流.第二天,所有学生接受2小时的大规模伤亡事故分流课堂.第三天,A组和B组交换.学生的大规模伤亡事故分流能力以分流准确度、治疗措施正确度和速度评价.结果 在第一和第三天,使用虚拟现实与实时模拟工具评估分流和治疗措施得分相同.两种模拟工具均能识别训练后分流准确度和治疗措施正确度的提升(P ＜0.001).完成每个场景的时间及其减少均能在两个组别中识别(P＜0.05).结论 相当于实时模拟训练,虚拟现实模拟工具是有效的工具用于评估医学生大规模伤亡事故分流能力和训练后的技能提升.
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虚拟现实在介入放射学中的应用
简要描述虚拟现实的概念、组成和特性,分别阐述虚拟现实在血管介入放射学和非血管介入放射学上的应用.虚拟现实技术在医学领域发展前景良好,尚需要系统深入的研究.
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虚拟现实平衡游戏训练对帕金森病患者平衡功能的效果
目的：探讨虚拟现实平衡游戏训练对帕金森病患者平衡功能的影响。方法2013年10月~2016年1月，31例帕金森病患者随机分为治疗组(n=17)和对照组(n=14)，治疗组采用虚拟现实平衡游戏训练，对照组进行常规平衡训练。治疗前及治疗4周后，采用Berg平衡量表(BBS)、计时“起立-行走”测试(TUGT)、改良Barthel指数(MBI)进行评定，采用平衡测试仪测量静态跌倒风险指数(SFI)、姿势稳定极限性(LOS)、动态跌倒风险指数评价(DFI)。随访患者治疗结束后6周内跌倒次数。结果治疗后，两组BBS、TUGT、SFI、LOS、DFI和MBI成绩均提高(P<0.05)，治疗组BBS评分(t=2.095)、TUGT时间(t=-2.091)、DFI (t=-2.182)，LOS评分(t=2.202)、MBI评分(t=3.036)均优于对照组(P<0.05)；BBS和MBI之间存在显著正相关(r=0.899, P<0.001)。随访期间，治疗组平均跌倒次数少于对照组(P<0.05)。结论虚拟现实平衡游戏训练可以促进帕金森病患者平衡功能恢复。
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虚拟现实技术对帕金森病患者平衡功能的影响
目的 研究虚拟现实技术对帕金森病患者姿势控制、步行能力等平衡功能的效果.方法 2014年6月至2016年6月,46例帕金森病患者随机分成对照组(n=23)和实验组(n=23),对照组接受传统平衡功能训练6周,实验组接受基于虚拟现实技术的康复训练6周.治疗前后采用帕金森病综合评分量表第3部分(UPDRS3)、Berg平衡量表(BBS)、计时"起立-行走"测试(TUGT)和汉密尔顿抑郁量表(HAMD)进行评分,采用平衡仪测量压力中心移动轨迹的包络面积、前后移动距离的标准差、左右移动距离的标准差.结果 治疗后,两组BBS评分、TUGT及HAMD评分均较治疗前改善(t>2.657,P<0.05),实验组显著优于对照组(t>4.881,P<0.001).实验组UPDRS3评分、平衡仪测量参数较治疗前改善(t>2.626,P<0.05),实验组优于对照组(t>2.112,P<0.05).结论 虚拟现实技术训练较传统平衡训练更能有效改善帕金森病患者静态和动态平衡功能,并能有效改善帕金森病患者的抑郁状态.
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虚拟现实技术对脑卒中偏瘫患者平衡功能的疗效
目的：比较基于虚拟现实技术(VR)的平衡训练和传统平衡训练对脑卒中偏瘫患者静态和动态平衡功能的效果。方法20例脑卒中偏瘫患者，随机分为实验组(n=10)和对照组(n=10)。两组患者均进行常规神经内科药物治疗和康复训练。实验组接受“城市驾车”“驾船”“小径遭遇”等3种VR游戏训练，对照组接受传统平衡训练。分别于训练前、训练4周后采用Berg平衡量表(BBS)、“起立-行走”计时测试(TUGT)评定，采用平衡测试仪对患者的姿势稳定性和稳定极限进行测量。结果训练后，两组BBS和TUGT评分均较训练前显著改善(P<0.001)，实验组显著优于对照组(P<0.001)。训练后两组患者部分姿势稳定性和稳定极限参数均较训练前改善(P<0.05)，实验组优于对照组(P<0.05)。结论基于VR的平衡训练较传统的平衡训练能更有效地提高脑卒中偏瘫患者的动静态平衡功能。
