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利用各种医学影像数据和虚拟现实技术在计算机中建立一个模拟环境,医生借助虚拟环境中的信息进行手术计划、训练,以及在实际手术过程中引导手术的新兴学科。其目的是:使用计算机技术(主要是计算机图形学与虚拟现实)来模拟、指导医学手术所涉及的各种过程,在时间段上包括了术前、术中、术后;在实现的目的上有手术计划制定,手术排练演习,手术教学,手术技能训练,术中引导手术、术后康复等。


1、辅助病情判断
可以在虚拟人体模型上开展各种无法在真人身上进行的诊断与治疗研究,使诊断和治疗个性化,最终能够预测人体对新的治疗方法的响应。虚拟技术还能变定性为定量,使医院诊断治疗达到直观化、可视化、精确化的效果。例如传统医学诊断主要靠医生的学识和经验,但医生也有“吃不准”的时候,这就会导致误诊。虚拟手术系统将所有人体信息收集储存在电脑里,诊断前医生先将药物影响数据输入电脑,系统协助医生作出判断。

2、协助建立手术方案
能够利用图像技术,帮助医生合理、定量的定制手术方案,能够辅助选择最佳手术途径、减少手术损伤、减少对组织损害、提高病灶定位精度,以便执行复杂外科手术和提高手术成功率等。虚拟手术系统可以预演手术的整个过程以便事先发现手术中可能出现的问题,使医生能够依靠术前获得的医学影像信息,建立三维模型,在计算机建立的虚拟环境中设计手术过程、切口部位、角度,提高手术的成功率。

3、手术训练教学
临床上,80%的手术失误是人为因素引起的,所以手术训练极其重要。医生可在虚拟手术系统上观察专家手术过程,也可重复练习。虚拟手术使得手术培训的时间大为缩短,同时减少了对昂贵的实验对象的需求。由于虚拟手术系统可为操作者提供一个极具真实感和沉浸感的训练环境,力反馈绘制算法能够制造很好的临场感,所以训练过程与真实情况几乎一致,尤其是能够获得在实际手术中的手感。计算机还能够给出一次手术练习的评价。在虚拟环境中进行手术,不会发生严重的意外,能够提高医生的协作能力。

4、保护医生和降低培训费用
弘意虚拟手术系统既可用于教学,也可让一般大夫进行模拟手术练习。其内容十分简单,很像一张普通游戏光盘,放入计算机内即可在屏幕上显示出一个虚拟的手术室及手术的详细过程,学生或一般大夫可在虚拟手术中反复训练高难度的操作方法,直至达到完美无缺为止。

应用行业 应用对象 实现手段 系统构成
医院培训 多通道环幕投景系统 环幕、投影、多媒体播放系统
手术流程模拟 多通道环幕投景系统 计算机、投影、多媒体播放系统
医院推广 web3d Inter网络
应用示意:
系统结构图
虚拟医院
虚拟医院
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