虚拟现实技术在医学领域的研究进展_李可心

医学影像学的发展与现状

医学影像发展与医学影像技术学的形成 医学影像是临床医学中发展最快的学科之一，它发展速度快，更新周期短，每1~2年就出现一项新技术。显著的特点是从疾病的形态学诊断发展到疾病的功能诊断，从大体形态诊断发展到分子水平诊断，以及定性和定量的诊断，从诊断的临床辅助科室发展到临床治疗的介入科室。以致在医学影像学的基础上形成了医学影像诊断学、医学影像治疗学和医学影像技术学等亚学科。 1895年德国物理学家伦琴发现X线，并把X线用于人体检查，开创了放射医学的先河。在此后的100多年内X线检查占着主导地位，幷广泛地用于临床，使得放射医学逐渐形成一个独立的学科，对临床疾病的诊断起着举足轻重的作用。当时的放射科医生来源有二，在大的教学医院的主要是医疗系毕业的学生，中小医院主要是放射中专班毕业的学生。此时放射科技术人员，在大的教学医院有解放前教会医院培养的技术人员和自己培养的学徒，中小医院的放射科诊断和技术没分家。在20世纪60～80年代，放射科医生基本上是正规学校毕业的学生，而技术人员则是招工顶职、复员军人、护士改行，或者是初高毕业生。 随着科学技术的发展，医学影像发展很快，新的医学影像设备不断涌现，新的影像技术不断产生，医学影像检查和治疗在临床的作用越来越大，应用范围不断扩展。对人员的要求越来越高。20世纪60年代出现影像增强技术，使得放射科以上在黑暗房间的检查彻底解放出来；20世纪70年代出现CT成像技术，该设备以高的密度分辨率使得放射科结束只能观察人体的骨骼和骷髅的历史，还能够观察人体的软组织病变，解决了传统X线难以解决的诊断难题，尤其是三维成像技术，为临床疾病的诊断和治疗开辟广阔的前景；20世纪80年代出现MR 成像技术，它以更高的软组织分辨率和多方位多参数的检查技术，能够观察人体更加细微的病变，解决普通X现、CT和心血管造影难以解决的问题，同时具有无辐射损伤和无创伤的特点，在人体的功能成像和分子水平有其独特的优势；20世纪80年代出现介入放射学，它通过微小的创伤解决了临床上某些疾病难以处理或创伤大的问题，使得放射科成为继内科和外科后的第三大治疗学科；20世纪80～90年代出现CR和DR成像技术，使得放射科进入全面的数字化X线检查，在成像质量、工作效率、图像保存和劳动强度等方面显示极大的优越性；20世纪90年代出现激光打印技术，使放射科技术人员彻底告别暗室手工冲洗胶片的历史，提高了工作效率，降低了劳动强度，保证了图像质量，幷实现了数字化图像的传输和打印；超声技术近来发展越来越快，临床应用范围越来越广，它以无创伤、效率高、诊断准确而受到广大的临床科室亲眯；核素扫描技术近年来发展很快，临床应用范围也不断扩大，它是真正意义上的功能水平和分子水平的成像。20世纪90年代后出现了PACS，实现了医学影像的大融合，将各种数字化的图像串联起来，可进行数字化图像的远程传输和远程会诊，并与医院的HIS、CIS、RIS等进行联网，实现了数字化医院。 由于医学影像设备的不断发展，医学影像技术的日新月异，医学影像学的CT、MR、介入、普放，超声和核医学等亚学科逐渐建立，医学影像技术学科也逐渐形成。 医学影像学的发展经历了三个阶段；X线的临床应用，放射学的形成，医学影像学的形成。总体走向是建立现代医学影像学：从大体形态学向分子、生理、功能代谢/基因成像过渡；从胶片采集、显示向数字采集/电子传输发展；对比剂从一般性组织增强向组织/疾病特异性增强发展。；介入治疗，以及与内镜、微创治疗/外科的融合、发展。具体走向是：影像信息更加具有敏感性、直观性、特异性、早期性；图像分析由定性向定量发展：由显示诊断信息向提供手术路径方案发展；图像采集与显示：由二维模拟向三维全数字化发展；图像存储由胶片硬拷贝向软拷贝无胶片化，乃至图像传输网络化发展；从单一图像技术向综合图像技术发展

康复医学发展现状与未来

康复医学发展现状与未来 中国康复研究中心乔志恒郭明 《中国康复理论与实践》2009年1月第15卷第1期 第一部分：康复医学发展现状 一、康复医学，方兴未艾 当今康复医学（Rehabilitation Medicine），在世界各国向着多级化趋势发展。美国康复医学处在现代康复医学的领先地位，理论研究和应用技术研究均较成熟，有一套完整的康复医疗结构体系。北美、澳洲康复医学发展，紧随美国之后。 欧洲康复医学则朝着一体化方向发展，在“欧洲医学会联盟”（UEMS），专设康复医学部，有25个国家专业学会参加该组织，出版《康复医学杂志》（Journal Of Rehabilitation Medicine），是欧洲具有代表性的康复医学期刊。欧洲康复医学在学术上，提倡康复医学与临床紧密结合，因而被称为“临床康复”（Clinic Rehabilitation），正在成为欧洲康复医学发展的主流。 亚洲康复医学发展，富含东方医学色彩。我国中西结合康复医学，有很大潜力和发展空间。日本上田敏教授说：在21世纪里，西方传统康复医学面临东方康复医学的挑战。 二、康复医学理念延续与扩展 1、WHO将医学划分为：保健医学、预防医学、临床医学、康复医学（又称第四医学）。

2、现代康复医学是研究伤残病后造成的机体功能障碍，进行康复评估、康复训练、康复治疗，以达到改善或重建患者身、心、社会功能为目的一门科学，是现代康复医学最根本理念。 3、着名康复医学家，美国纽约大学教授Rusk认为：“康复治疗是临床治疗的后续，如不进行康复治疗，就意味着临床治疗工作并没有结束”。 4、英国着名康复医学专家D wade教授，以中风康复为例提出康复治疗、功能训练的新概念，认为： （1）应该以患者为中心，满足患者在功能康复上需求，而不是以某些专家理论和假设为中心，脱离患者的实际需要； （2）功能训练应与患者日常生活、工作或作业活动联系起来，且忌千篇一律，只着眼于减轻临床病损和缺陷，忽略功能性活动的训练； （3）应当鼓励患者，经常进行力所能及的功能性活动，而不是只限于每日用5%白天时间，在治疗师指导下进行练习；最好使患者经常处在一个技能学习的环境中； （4）只有靠多学科参与，并在患者家属的配合下，才能真正满足每个患者在功能康复上的具体需求。 三、功能康复理论与技术的当代进展 （一）中枢神经系统功能康复研究进展 现代脑功能康复理论与实践研究证明，通过康复治疗可以观察到中枢神经系统（Center Neural System；CNS）改变，如下结果： 1、 CNS一边破坏，一边自行修复； 2、 CNS残留部分有巨大代偿能力；

《医学影像诊断学》学习指南

《医学影像诊断学》学习指南 一、课程介绍： 《医学影像诊断学》是运用X线、CT、MRI等成像技术来研究人体组织器官在正常和病理状态下的成像，以唯物辩证法的观点进行综合分析，进而判断病变性质，为临床治疗提供重要诊断依据的一门学科。随着医学影像医学检查手段和方法的不断进步，医学影像诊断学内容亦在不断丰富和更新，成为包括超声、X线、CT、MR、ECT、PET 和介入放射学等一门独立而成熟的临床学科。在本门课程的教学内容中除反映国内、外医学影像学的现状和成熟的观点外，还兼顾我国医学教育事业发展的实际需要，以系统为主线，在每系统中均以总论、正常X线、CT、MR表现和基本病变的表现为主，适当地编入了部分常见病和多发病的影像学诊断，以保持学科的系统性、完整性，忌片面求新求深。 本课程讲授中，为适应学生在今后工作中查阅外文文献和国际交流的需要，在学习中还需讲授重要名词和术语的英文单词。 二、课程学习目标： 1、掌握医学影像诊断学的基础理论与基本知识。 2、熟练掌握医学影像诊断学范畴内的各项技术，掌握各种影像学检查方法的原理 和疾病诊断合理方法的选择、疾病的影像学诊断基础（包括常规放射学、CT、MR、超声学、核医学、介入放射学。 3、能够运用影像学的诊断技术进行疾病诊断的能力。 4、了解影像诊断的理论前沿和发展动态。 三、课程学习内容与安排 医学影像专业本科生要求掌握各种影像检查方法的成像原理、检查技术，掌握各系统正常和基本病变的影像学表现，掌握一些常见病和多发病的影像诊断，了解本专业成像技术的最新进展。按照本专业的教学计划要求，分为理论课和实践课二大模块。 在理论课中按系统分为11个部分共78学时，实践课教学分为实验课、见习和实习3个部分。

虚拟现实技术在医学中的应用

虚拟现实在医学中的应用 摘要: 虚拟现实(virtual reality VR, ) 是近年来发展起来的一项新的技术,它已经被广泛地应用于许多领域, 特别是在医学领域。本文介绍了虚拟现实技术在疾病的诊断、康复以及医学教育与培训方面的应用, 并展望了虚拟现实技术在医学中的应用前景。 关键词: 虚拟现实医学应用 引言 虚拟现实作为一门真正具有多媒体交互共享模式的新兴技术, 以其独特的优势, 在各个领域的应用越来越广。特别是LED和CRE显示器技术、高速图形技术、多媒体技术及示踪技术的发展, 虚拟现实技术在医学领域的应用不断扩大, 对传统的医学诊断、治疗和医学科研、教育产生了深远的影响。 1 技术特点 虚拟现实系统是利用计算机以及专用硬件和软件去仿真各种现实境界, 通 过计算机和信息技术构造虚拟自然环境, 将用户和计算机结合成一个整体。用户置身于模仿真实世界而创建的三维电子环境中, 通过各种技术模拟直接进入到虚拟环境去接受和影响环境中各种感觉剌激, 与虚拟环境的人及事物进行行为和思想的交流。用户可以利用人类本能的方式与计算机信息交流, 人的语言、眼神、手势都可以为计算机所识别, 而人则可以用听觉、视觉、触觉来感受计算机信息, 就如同人们在现实环境中人与人交流一样的感受和交互对话, 达到与计算机进行直观、自然的交互。 虚拟现实系统是相当逼真的三维视听、触摸和感觉的虚拟空间环境, 虚拟三维可以随需要而变换, 交替更迭。用户不再是被动性地观看, 而是融合在其中,交互性地体验和感受虚拟现实世界中广泛的三维多媒体内容。可分为: 桌面型、投入型、增强现实型、临境型、逆向型和分布式虚拟现实系统等。桌面虚拟现实系统是利用个人计算机或工作站进行仿真。它以计算机屏幕作为观察虚拟境界的一个窗口, 成本较低, 但投入性差。投入系统是通过各种硬件和软件, 把周围的现实环境屏蔽掉, 完全被虚拟境界包围。虚拟现实技术具有多感知性、投入性、实时交互性和自主性等特征。多感知性是除了一般计算机技术所具有的视觉感知外, 还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知。随着传感器技术的发展, 还有味觉感知、嗅觉感知, 甚至具有人的一切感知功能。投入性(临场感) 是指用户感到作为主角在虚拟环境中的真实程度。实时交互性指用户与虚拟环境中的各种对象相互作用的能力, 对虚拟物体的可操作程度和得到反馈的自然程度, 用手去抓虚拟物体时, 有硬度、重量和拿动的感觉。自主性指虚拟物体依据物理定律按力的方向动作的程度。根据虚拟实现技术的特征, 可通过其存在感P、交互性I 和自主性A 来评价系统的性能, P、I 和A 的值越大, 系统的性能越好。 2 虚拟现实技术的应用 虚拟现实技术具有极其重要的应用前景 ,其中医学领域作为虚拟现实技术 最大吸引力的应用领域之一,目前已广泛地应用在虚拟人体、医学教育、虚拟外科手术、远程医疗等领域。 2.1 虚拟人体 1985 年,美国国立图书馆就开展了人体解剖图像的数字化研究,他们利用 CT 和 MR 扫描及三维图像重建技术,分别建立了一具可视化男人和一具可视化女人。德国汉堡大学则用 CT 和 MR 横截面影像或组织学切片建立起空间模型 ,

康复医学的现状和前景

康复医学的现状和前景 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

我国拥有13亿多人口，目前康复专业技术人才的现状远远跟不上实际的需求，因为康复人才的短缺，导致许多患者难以达到预期康复效果。我国需要康复治疗的残疾人有3600万人，41万脑瘫患者、600万脑中风患者和1600万精神患者也有康复需求，中国康复医学会的调查表明，我国从事康复服务的队伍只有5600多人，平均每10万人口仅“分摊”名康复治疗师。在西方发达国家康复医师与康复治疗师的比例要求达到1：5到1：10。康复治疗师在数量和质量上远远落后于康复医疗实际的需要，就业前景广阔。目前全国省级康复中心只有1477名工作人员，而整个社会需求是35万人，只能满足需求量的1/70 。中医康复学与现代康复医学相比，在研究对象及部分康复方法等方面是有相同之处的。但现代康复医学以现代科学为基础，在运用矫形学、假肢学及其他人工装置等补偿患者的形体与功能残缺方面占有相当优势；而中医康复学则立足于按照中医理论研究疾病的康复，历史悠久，不仅有独特的康复理论，还有诸如针灸、推拿、导引、食疗等简便谦验的康复方法和丰富的康复医疗经验。随着医疗卫生事业的发展，运用现代科学技术的方法和手段对传统的康复理论和方法进行研究提高，中医康复学的内容将不断得到很好的发展。随着经济的发展，生活水平的提高，人们对康复的需求越来越大。从80年代开始，我国以独特的中西医结合的康复医学，与世界现代康复医学的潮流相汇合，取得了长足的进步，已经有博士进入该

领域。康复医学是一门以功能障碍为主导、以回复功能、提高生活质量为目的的医学学科，康复医学的工作包括康复预防、康复评定和康复治疗。康复对象为损伤、急慢性疾病、老龄所致的功能障碍者，先天发育障碍的残疾者。主要有：脑血管意外、脊髓损伤（截瘫）、颅脑外伤、脑瘫、骨折、运动器官创伤、截肢和手外伤后功能障碍、腰腿痛、颈椎病、烧伤后疤痕、类风湿性关节炎、心血管和呼吸系统疾病康复、糖**病、肥胖症、精神发育迟滞的康复等。（六）、我国康复治疗技术的的现状 由于康复治疗技术是康复医学的核心，因而国内有关单位在不断吸收国外的先进技术的同时，结合我国的实际情况不断探索，使我国的康复治疗技术得到了迅速的发展，可以说康复治疗技术是我国与世纪发达国家在康复医学领域差距最小的领域，国际上较为先进的治疗技术在我国基本上都得到了程度不同的运用。但是在康复治疗人才培养领域和康复的效果的评价方面则又是我国与国际差距最大的领域，主要表现为我国康复治疗人才的学历水平较低，在康复效果的评价方面缺少定量的、准确的评价手段，但近年来情况有所改观，部分大医院已经从国外引进了一些大型的评价仪器，如红外线步态分析仪、等速肌力测试系统等。在国际“脑研究十年”的背景下，我国神经康复治疗的基础研究和新技术得到进一步的发展，1999年全国康复治疗学术会议神经康复治疗的稿件达94篇，目前神经系统疾病的康复已成为综合医院康复科

医学影像学的进展对临床医学的影响

随着放射学发展为医学影像学，该专业从临床医学中的一个辅助性学科跃升为支撑性学科。现代的医学影像学对先进科学技术依赖之深决定了它必将随着现代科技的前沿迅猛发展，进而对临床医学整体产生深刻的影响。 一．医学影像学对临床医学的宏观影响 （一）形态学信息显示方式的改变 医学影像学目前显示的信息类型已经从简单的二维的模拟影像转 科有重要的意义；脑功能性成像已 开发了若干年，且已在广泛的临床 应用中；ＣＴ与ＭＲＩ的肿瘤灌注成像 已逐步开展，以提供参数性诊断信 息；心脏与其他实质性器官，如肝 脏，灌注成像将提供相应器官微循 环改变的更直观的信息；心脏的 ＭＲ向量成像是研究心腔内循环状 况的新方法；分子影像学与基因影 像学的出现反映了医学影像学几乎 同步地冲入了这些崭新的医学领域。 这些还只是新的信息模式的一部份。 这些新的信息模式给临床医生提供 了大量新的有用的诊断信息，直接 影响对疾病的病情与预后的判断。 （四）对医学基本理论的冲击 医学影像学的迅速进展和新的 信息类型涌现，对临床医学乃至基 础医学的冲击已经到了必需改写教 科书的程度。如ＭＲ皮层功能定位研 究已发现了传统的解剖学与生理学 不了解、甚至描述不正确的神经反 射投射路径；脑与心肌的灌注成像 可直接提供缺血的脑或心肌存活状 况，从而需要彻底修改传统的治疗 方案；介入放射学的多种技术开发 使教科书中很多疾病的诊断与治疗 方法的描述要作重大修改。事实上， 介入放射学的开展是当前外科手术 中蓬勃发展的微创技术的先驱。 二．医学影像学对主要应用领 域的影响 （一）中枢神经系统 １．卒中　传统的ＣＴ检查对缺血性 卒中诊断的时间盲区达２４小时或更 久；传统的ＭＲＩ诊断缺血性卒中的 时间盲区也为１２小时左右；ＭＲＩ扩 散成像、ＭＲ灌注成像以及发展较晚 但应用更普及的ＣＴ灌注成像可提早 到发病后２小时作出诊断。缺血性卒 中的溶栓治疗是公认的介入性治疗变为： １．数字化影像　可用为各种重 建、重组和数字化存贮与传输的基 础； ２．复杂的重组影像　可作２Ｄ、３Ｄ、 ４Ｄ显示、内窥镜显示、曲面重组、多 平面重组、最大强（密）度投影、最小 强（密）度投影、遮蔽表面显示、容积 再现等； ３．除形态学信息以外还可作功 能性信息和代谢性信息的显示； ４．可作不同类型信息（ＣＴ、ＭＲＩ、 ＰＥＴ……）的融合显示与形态学、功 能性与代谢性信息的融合显示。 当代的影像学信息可以把相当 于大体解剖学的形态学信息乃至远 较大体解剖学信息丰富的各类信息 直观地提供给临床医生，使临床医 生免去解读常规的二维模式信息以 及横断层面信息的困难，得到丰富 的、很多是其他检查方法无法提供 的信息类型。 （二）形态学信息显示时相的改变 信息显示中时间分辨力的提高 已从早期的“实时重建”，发展为动态 器官的实时动态显示和多期相采集， 从时间的概念上扩大了采集到的信 息的“质”与“量”。如肝脏的多层ＣＴ 动态扫描已经可以准确地分辨动脉 早期、动脉期、动脉晚期、门脉流入 期、门脉晚期等期相，从而可捕捉到 以往不能显示的病变和／或表现。 此外，ＭＲ扩散成像、ＭＲ灌注成 像、ＣＴ灌注成像等除特定应用外，也 具有显示时相方面的优势，如可以 显著地提早脑缺血病变的显示时间， 从传统ＣＴ的发病后２４小时提早到发 病后２小时。 （三）新的信息模式不断涌现 近年开发并日趋完善的脑白质 束成像（ｔｒａｃｔｏｇｒａｐｈｙ）是基于ＭＲ扩 散成像发展的扩散张量成像（ｔｅｎｓｏｒ ｉｍａｇｉｎｇ）的直接结果，对神经内、外

毕业论文：浅谈虚拟现实技术

论文虚拟现实技术

浅谈虚拟现实技术 摘要虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术是近年来新兴的借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段，其核心是建模与仿真。概括介绍了虚拟现实技术的概念、特征及应用领域，涉及的关键技术，最新研究进展，应用与前景展望。 关键词虚拟现实技术，研究现状，相关应用，信息安全 一．虚拟现实的概念、特征及应用领域 虚拟现实是一种由计算机和电子技术创造的新世界，是一个看似真实的模拟环境，通过多种传感设备，用户可根据自身的感觉，使用人的自然技能对虚拟世界中的物体进行考察和操作，参与其中的事件，同时提供视、听、触等直观而自然的实时感知，并使参与者“沉浸”于模拟环境中。虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术是指借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段，其核心是建模与仿真。 虚拟现实技术主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设各等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。常用的有立体头盔、数据于套、三维鼠标、数据衣等穿戴于用户身上的装置和设置于现实环境中的传感装置，如摄像机、地板压力传感器等。 （虚拟现实技术穿戴的装备）

GrigoreBurdea和Philippe Coiffet在著作“Virtual Reality Technology”一书中指出，虚拟现实具有三个最突出的特征，即人们称道的“3I”特性：交互性(interactivity) 、沉浸感(Illusion of Immersion) 和构想性(imagination)。交互性主要是指参与者通过使用专门输入和输出设备，用人类的自然技能实现对模拟环境的考察与操作的程度。沉浸感是虚拟现实最主要的技术特征，它是指参与者在纯自然的状态下，借助交互设备和自身的感知觉系统，对虚拟环境的投入程度。构想性是指借助虚拟现实技术，使抽象概念具像化的程度。另外还有多感知性(Multi-Sensory)。所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能，由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。 所以，“3I＋M”就是虚拟现实系统的基本特征。 自1968年Ivan Sutherland发表一篇名为“The Ultimate Display”的论文至今，虚拟现实技术已经伴随着计算机技术的进步得到长足的发展。如今，众多的设备可被用于虚拟现实，包括头戴式显示器、数据手套、动作捕捉系统等[1]。虚拟现实技术已经在诸如建筑设计、军事仿真、虚拟制造、游戏娱乐、医学等领域得到广泛的应用。在教育、心理学、环保、文化艺术领域，虚拟现实技术也得到越来越多的关注[2]。 二．虚拟现实涉及的关键技术[3] 虚拟现实的关键技术主要包括：动态环境建模技术，实时三维图形生成技术，立体显示和传感器技术，应用系统开发工具，系统集成技术，实时三维计算机图形技术，广角立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，触觉、力觉反馈技术，立体声、语音输入输出技术。 动态环境建模技术：虚拟环境的建立是VR系统的核心内容，目的就是获取实际环境的三维数据，并根据应用的需要建立相应的虚拟环境模型。 实时三维图形生成技术：三维图形的生成技术已经较为成熟，那么关键就是“实时”生成。为了达到实时的目的，至少保证图形的刷新频率不低于15帧/秒，最好高于30帧/秒。

虚拟现实技术、仿真与医学的关系

虚拟现实技术、仿真与医学的关系

虚拟现实技术在医学中的应用及进展 关键词：虚拟现实技术医学 随着计算机技术的飞速发展，正逐渐显示其强大的生命力。目前，它与多媒体、网络技术并成为三大前景最好的计算机技术，在越来越多的领域得到广泛的应用。 一、简述虚拟现实技术 1.虚拟现实技术的科学含义 虚拟现实（virtual reality,VR）技术是由计算机生成的一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。它通过视、听、触觉等作用于使用者，使之产生身临其境的交互视景的仿真。它综合了计算机图形、图像处理与模式识别，智能技术、传感技术、语言处理与音响技术、网络技术等多门科学，是现代仿真技术的进一步发展和应用。使用者借助必要的设备自然地与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，产生身临其境的感觉和体验，使人机交互更加自然和谐。 2. 虚拟现实技术的特点 多感知性（multi sensory）、沉浸感（immersion）、交互性（interactivity）、构想性（imagination）。这些特征使操作者能够进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟环境中，与之产生互动，进行交流。通过参与者与仿真环境的相互作用，并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力，启发参与者的思维，全方位获取环境所蕴含的各种空间信息和逻辑信息。 3.虚拟现实技术的构成 一般的VR系统主要由专业图形处理计算机、应用软件系统、输入设备和演示设备等组成，即人们可以通过视觉、听觉、触觉等信息通道感受到设计者思想的高级用户界面。 硬件平台：由于虚拟世界本身的复杂性及计算实时性的要求，产生虚拟环境所需的计算量极为巨大，这对中心计算机的配置提出了极高的要求。目前，国外的VR系统一般配有SGI或SUN工作站［1］，大型的VR系统，采用的是计算机并行处理系统。当前的研究趋于桌面虚拟现实系统，它价格较低、易于实现同时又能满足VR的部分特征要求，因而将会得到更为广泛的应用。 软件系统：软件系统是实现VR技术应用的关键。VR技术在国外的应用比国内早，目前具有代表性的桌面VR技术有：Web3D中的X3D、VRML、Java 3D、Cult3D Viewpoint、Atmosphere，以及应用于服务器上的Superscape VRT、EAI Sense 8 World ToolKit、MPI Vega等，它们为VR技术在虚拟医学系统中应用提供了工具。 二、虚拟现实技术在医学发展中研究状况 1、发展 1965年，Sutherland在篇名为<<终极的显示>>的论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本思想，从此，人们正式开始了对虚拟现实系统的研究探索历程。而生命活动又是全世界人命关注的重点，每一种新技术的发现基本上都会应用到医学，所以虚拟现实技术自然而然就应到医学的研究中。 早在1985年，美国国立医学图书馆就开始人体解剖图像数字化的研究，并由美国科罗拉多州立医学院将一具男性尸体和女性尸体分别做了1mm和0.33mm间距的CT和MR扫描，所得图像数据经压缩后，建立了“可视人”并于1995年出版发型了CD盘片。学生可以在计算机屏幕上对“可视人”进行冠状面和矢状面而对解剖，并可把局部的图像进行

康复医学的现状和未来

第一部分：康复医学发展现状 一、康复医学，方兴未艾 当今康复医学（Rehabilitation Medicine），在世界各国向着多级化趋势发展。美国康复医学处在现代康复医学的领先地位，理论研究和应用技术研究均较成熟，有一套完整的康复医疗结构体系。北美、澳洲康复医学发展，紧随美国之后。 欧洲康复医学则朝着一体化方向发展，在“欧洲医学会联盟”（UEMS），专设康复医学部，有25个国家专业学会参加该组织，出版《康复医学杂志》（Journal Of Rehabilitation Medicine），是欧洲具有代表性的康复医学期刊。欧洲康复医学在学术上，提倡康复医学与临床紧密结合，因而被称为“临床康复”（Clinic Rehabilitation），正在成为欧洲康复医学发展的主流。 亚洲康复医学发展，富含东方医学色彩。我国中西结合康复医学，有很大潜力和发展空间。日本上田敏教授说：在21世纪里，西方传统康复医学面临东方康复医学的挑战。 二、康复医学理念延续与扩展 1、WHO将医学划分为：保健医学、预防医学、临床医学、康复医学（又称第四医学）。 2、现代康复医学是研究伤残病后造成的机体功能障碍，进行康复评估、康复训练、康复治疗，以达到改善或重建患者身、心、社会功能为目的一门科学，是现代康复医学最根本理念。 3、著名康复医学家，美国纽约大学教授Rusk认为：“康复治疗是临床治疗的后续，如不进行康复治疗，就意味着临床治疗工作并没有结束”。 4、英国著名康复医学专家D wade教授，以中风康复为例提出康复治疗、功能训练的新概念，认为： （1）应该以患者为中心，满足患者在功能康复上需求，而不是以某些专家理论和假设为中心，脱离患者的实际需要； （2）功能训练应与患者日常生活、工作或作业活动联系起来，且忌千篇一律，只着眼于减轻临床病损和缺陷，忽略功能性活动的训练； （3）应当鼓励患者，经常进行力所能及的功能性活动，而不是只限于每日用5%白天时间，在治疗师指导下进行练习；最好使患者经常处在一个技能学习的环境中；（4）只有靠多学科参与，并在患者家属的配合下，才能真正满足每个患者在功能康复上的具体需求。 三、功能康复理论与技术的当代进展 （一）中枢神经系统功能康复研究进展 现代脑功能康复理论与实践研究证明，通过康复治疗可以观察到中枢神经系统（Center Neural System；CNS）改变，如下结果： 1、 CNS一边破坏，一边自行修复； 2、 CNS残留部分有巨大代偿能力； 3、通过运动训练，可以学会生来不具有的运动方式； 4、通过训练可使一个系统承担与本身功能毫不相干的功能；

医学影像学的发展与现状

医学影像发展与医学影像技术学的形成 ◆医学影像是临床医学中发展最快的学科之一，它发展速度快，更新周期短，每1~2年就出现 一项新技术。显著的特点是从疾病的形态学诊断发展到疾病的功能诊断，从大体形态诊断发展到分子水平诊断，以及定性和定量的诊断，从诊断的临床辅助科室发展到临床治疗的介入科室。以致在医学影像学的基础上形成了医学影像诊断学、医学影像治疗学和医学影像技术学等亚学科。 ◆1895年德国物理学家伦琴发现X线，并把X线用于人体检查，开创了放射医学的先河。在 此后的100多年内X线检查占着主导地位，幷广泛地用于临床，使得放射医学逐渐形成一个独立的学科，对临床疾病的诊断起着举足轻重的作用。当时的放射科医生来源有二，在大的教学医院的主要是医疗系毕业的学生，中小医院主要是放射中专班毕业的学生。此时放射科技术人员，在大的教学医院有解放前教会医院培养的技术人员和自己培养的学徒，中小医院的放射科诊断和技术没分家。在20世纪60～80年代，放射科医生基本上是正规学校毕业的学生，而技术人员则是招工顶职、复员军人、护士改行，或者是初高毕业生。 ◆随着科学技术的发展，医学影像发展很快，新的医学影像设备不断涌现，新的影像技术不断 产生，医学影像检查和治疗在临床的作用越来越大，应用范围不断扩展。对人员的要求越来越高。20世纪60年代出现影像增强技术，使得放射科以上在黑暗房间的检查彻底解放出来； 20世纪70年代出现CT成像技术，该设备以高的密度分辨率使得放射科结束只能观察人体的骨骼和骷髅的历史，还能够观察人体的软组织病变，解决了传统X线难以解决的诊断难题，尤其是三维成像技术，为临床疾病的诊断和治疗开辟广阔的前景；20世纪80年代出现MR成像技术，它以更高的软组织分辨率和多方位多参数的检查技术，能够观察人体更加细微的病变，解决普通X现、CT和心血管造影难以解决的问题，同时具有无辐射损伤和无创伤的特点，在人体的功能成像和分子水平有其独特的优势；20世纪80年代出现介入放射学，它通过微小的创伤解决了临床上某些疾病难以处理或创伤大的问题，使得放射科成为继内科和外科后的第三大治疗学科；20世纪80～90年代出现CR和DR成像技术，使得放射科进入全面的数字化X线检查，在成像质量、工作效率、图像保存和劳动强度等方面显示极大的优越性；20世纪90年代出现激光打印技术，使放射科技术人员彻底告别暗室手工冲洗胶片的历史，提高了工作效率，降低了劳动强度，保证了图像质量，幷实现了数字化图像的传输和打印；超声技术近来发展越来越快，临床应用范围越来越广，它以无创伤、效率高、诊断准确而受到广大的临床科室亲眯；核素扫描技术近年来发展很快，临床应用范围也不断扩

本科毕业设计论文--虚拟现实场景模拟论文

虚拟现实课程学习实践报告 院系：理学院数学系 专业：应用数学 班级：应数1301 学号：131003014 姓名：李媛媛 任课教师：侯筱婷 日期：2016年5月

VRML基础——三维场景建模 一．参考“VRML2.0交互式三维图形编程”等文献资料，回答下列问题。 1）field, exposedField, eventIn, eventOut（P13） 节点有的是用来定义三维形体，有的是用来定义形体的显示特征如颜色，有的是用来产生形体的运动等变化，每一个节点都有一个或者多个参数，这些参数称为字段（field）及事件（event）.字段有两种类型：field,exposedField,事件也有两种：eventIn,eventOut,我们把它翻译成事件进和事件出 2）vrml的坐标系统（国际标准规定，P16） VRML文件显示的是三维空间的物体，将其所生产的物体放置在一个符合右手螺旋法则的三维坐标系中，可以将这个坐标系看做是程序的总体坐标系，国际标准规定：物体从+Z轴方向投影在一个+X轴向右、+Y轴向上的二位坐标系统中，+Z轴朝外，人的眼睛及观察点的坐标为（0 0 10）人的眼睛朝原点看去，这是缺省时的观察位置及观察方向。 3）局部坐标系（P16，Transform节点构建局部坐标系P37） 一些VRML程序中的Transform,Group节点可以使多个物体组成一个节点组，节点组可以放置在空间的任意地方，也可以在程序中移动或旋转节点组的坐标，一个大节点组里可以有小节点组，小节点组里可以有小小节点组，每个节点组拥有一个坐标系，称为这个节点组的局部坐标系。Transform是一个重要的组节点，它可以构成一个局部坐标系，利用translation,rotation,scale等字段可以对Transform的字节点中的形体产生移位、旋转、比例放缩等效果。 4)Appearance节点（P22）的三个域material、texture（重点：ImageTexture 节点）、 textureTransform（P109用来实现纹理的几何变换，产生特殊效果纹理，比如贴图的重复和部分显示） Appearance节点可以用来定义形体的外观效果，如材质、贴图。其三个域为material、texture、 textureTransform。可以用在material后面的节点是Material，它定义了物体的材质。可以用在texture后面的节点是ImageTexture,Movietexture,Pixeltexture三个节点，texture在计算机图形学里表示纹理。ImageTexture,Movietexture,Pixeltexture分别表示静止图片纹理、运动影像纹理、像素图纹理。可用在textureTransform后面的节点为TextureTransform，这一节点可以用来进行纹理的几何变换，以产生特殊效果的纹理，还可以使贴图旋转。 5)Extrusion挤出造型节点（P23，扭曲造型怎样实现） 通过Extrusion节点可以生成一个拉伸体，拉伸及诶单形成一个形体，形体由一个断面沿着三维空间里的一条折线段伸展而成，断面在不同位置可以有比例的变化甚至旋转，由此生成我们所需要的有复杂形状的物体。 6)和空间中点相关的节点：Coordinate节点（P23）、PointSet节点（P29-30，用Material节点的emissiveColor来定义点的颜色，模拟夜空中的星星）Coordinate节点只有一个字段：point，表示点的坐标，由于这个字段是exposedField字段，因而可以在程序运行时改变点的坐标。PointSet节点有两个字段，并且是在程序运行时可以改变的字段，PointSet节点主要用于表示夜晚天空的星星，点的大小不能定义，可以定义多个点的坐标和颜色，也可以只定义点的坐标，点的颜色利用Material节点的emissiveColor.

虚拟现实技术在自动变速器3D仿真的应用本科毕业设计论文

本科毕业设计（论文） 题目：虚拟现实技术在自动变速器 3D仿真的应用

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

虚拟现实技术应用在医学手术仿真

虚拟现实技术应用在医学手术仿真 1.前言 目前，VR技术在医学领域中有着广泛的应用，如远程和本地手术、手术计划、医生教育和手术训练、恐惧症和其他心理疾病的治疗、病人康复和技能训练、减轻疼痛等等[1]。它也被用在大规模医学病历的可视化上，以及用在医疗设施的建筑规划上。某些应用在一些发达国家已取得了很大的进步，如在仿真内窥镜、模拟手术、医疗培训和智能决策系统研制等方面，无论是在理论研究还是实际应用方面都取得了相当的成果。在医学手术仿真人体解剖图谱，要求所显示的器官形状、位置、颜色、动态效果非常精确和逼真。这就对图形图像处理技术提出了更高的要求、要涉及到图像分割、图像配准、图像显示、图像形变等一系列技术。由于VR数据量很大，精度要求非常高，并且要动态显示，因此对计算机的速度和存储容量都有很高的要求。当今的计算机技术已经能够生产出功能强大的计算机，为虚拟现实的应用提供了硬件的条件。在VR系统中，为了修改虚拟环境的状态，需要使用各种激励器模拟产生人的各种感觉，再用传感器收集它们的反馈信息，这些信息反映了VR环境的变化。总之在医学仿真训练是虚拟现实技术应用的一个重要领域。 2.当前虚拟医学手术仿真训练的技术难点 随着计算机技术、传感器技术的飞速发展，虚拟医学手术仿真训练的研究在模型实时显示、器官组织纹理的制作、碰撞检测与定位和触觉传感等方面已经取得了一定的进展，并已有个别的成型系统研制成功，但当前虚拟医学手术仿真训练的研究还需解决如下技术难点：1.仿真的逼真性较低，主要原因是虚拟人体组织的精确解剖结构和实时显示算法仍有待改进；2.虚拟组织的各种行为模型的建立还不够完善和真实；3.多通道感觉的缺乏，目前研究大多集中于视觉虚拟，对其他感觉通道如听觉、触觉等较为缺乏，而在医学手术中力的反馈是非常重要的据的融合和复杂模型的LOD 模型优化等技术尚有待发展；4.由于西方人种与黄色人种在生理结构上有一定的差异，国外人体模型并不能完全适应我国的需要。因此，目前还没有适合于我国虚拟手术用的人体模型。

康复医学的现状和前景

我国拥有13 亿多人口，目前康复专业技术人才的现状远远跟不上实际的需求，因为康复人才的短缺，导致许多患者难以达到预期康复效果。我国需要康复治疗的残疾人有3600 万人，41 万脑瘫患者、600 万脑中风患者和1600 万精神患者也有康复需求，中国康复医学会的调查表明，我国从事康复服务的队伍只有5600 多人，平均每 10 万人口仅“分摊”0.4 名康复治疗师。在西方发达国家康复医师与康复治疗师的比例要求达到1：5 到1 ：10。康复治疗师在数量和质量上远远落后于康复医疗实际的需要，就业前景广阔。目前全国省级康复中心只有1477 名工作人员，而整个社会需求是35 万人，只能满足需求量的1/70 。中医康复学与现代康复医学相比，在研究对象及部分康复方法等方面是有相同之处的。但现代康复医学以现代科学为基础，在运用矫形学、假肢学及其他人工装置等补偿患者的形体与功能残缺方面占有相当优势；而中医康复学则立足于按照中医理论研究疾病的康复，历史悠久，不仅有独特的康复理论，还有诸如针灸、推拿、导引、食疗等简便谦验的康复方法和丰富的康复医疗经验。随着医疗卫生事业的发展，运用现代科学技术的方法和手段对传统的康复理论和方法进行研究提高，中医康复学的内容将不断得到很好的发展。随着经济的发展，生活水平的提高，人们对康复的需求越来越大。从80 年代开始，我国以独特的中西医结合的康复医学，与世界现代康复医学的潮流相汇合，取得了长足的进步，已经有博士进入该领域。康复医学是一门以功能障碍为主导、以回复功能、提高生活质量为目的的医学学科，康复医学的工作包括康复预防、康复评定和康

复治疗。康复对象为损伤、急慢性疾病、老龄所致的功能障碍者，先天发育障碍的残疾者。主要有：脑血管意外、脊髓损伤（截瘫）、颅脑外伤、脑瘫、骨折、运动器官创伤、截肢和手外伤后功能障碍、腰腿痛、颈椎病、烧伤后疤痕、类风湿性关节炎、心血管和呼吸系统疾病康复、糖病、肥胖症、精神发育迟滞的康复等。 （六）、我国康复治疗技术的的现状由于康复治疗技术是康复医学的核心，因而国内有关单位在不断吸收国外的先进技术的同时，结合我国的实际情况不断探索，使我国的康复治疗技术得到了迅速的发展，可以说康复治疗技术是我国与世纪发达国家在康复医学领域差距最小的领域，国际上较为先进的治疗技术在我国基本上都得到了程度不同的运用。但是在康复治疗人才培养领域和康复的效果的评价方面则又是我国与国际差距最大的领域，主要表现为我国康复治疗人才的学历水平较低，在康复效果的评价方面缺少定量的、准确的评价手段，但近年来情况有所改观，部分大医院已经从国外引进了一些大型的评价仪器，如红外线步态分析仪、等速肌力测试系统等。在国际“脑研究十年” 的背景下，我国神经康复治疗的基础研究和新技术得到进一步的发展，1999 年全国康复治疗学术会议神经康复治疗的稿件达94 篇，目前神经系统疾病的康复已成为综合医院康复科的主要工作内容。今后的十年是“骨关节的十年” ，如何全面推动肌肉骨骼康复是我们面临的课题。 五、我国康复医学未来的发展趋势 （一）未来的发展动力

医学影像学研究进展

深圳大学考试答题纸 （以论文、报告等形式考核专用） 二OO八?二OO九学年度第二学期 课程编号23130006 课程名称生物医学工程导论主讲教师陈思平/汪天富评分 学号2006041034姓名涂远游专业年级大三工商管理（1）班 题目：医学影像学研究进展 医学影像学是一门通过对图像的观察，分析，归纳与综合而作出疾病诊断的一门学科。随着科技的飞速发展，它已由以前单一的，传统的X射线诊断学扩展为包括X射线，CT,MRI及超声的现代医学影像诊断学和介入放射学，形成了集医学诊断和介入治疗学为一体的诊治并存的新模式一一医学影像学。至今，医学影像学科已成为医院中作用特殊。任务重大，不可或缺的重要科室，同时，医学影像学的发展也有力地促进了其它临床各学科的发展。 自从伦琴1985年发现X射线以后不久，X射线就被用于人体检查，进行疾病诊断，形成了放射诊断学这一新学科，并奠定了医学影像学的基础。至今放射诊断学仍是医学影像学中的重要内容，应用普遍。 20世纪70年代和80年代又相继出现了X射线计算机体层成像（CT）, 核共振成像（MRI）和发射体层成像（ECT）,包括单光子发射体层成像（SPECT）与正电子发射体层（PET）等新的成像技术。这些成像技术都是通过数字化探测器，将X射线影像直接转化为数字化信号输入计算机，并由计算机将该影像还原在显示器上，由医生观察显示器而无需拍片。现在数字成像已由CT和MRI等扩展到X射线成像，使传统的模拟X射线也改成为数字成像。数字成像改变了图像的显示方式，图像解读也由照片观察过渡到兼用屏幕观察，

到计算机辅助检测（CAD ）。影像诊断也试用计算机辅助诊断（CAD ），以减轻图像过多，解读费时的压力。图像的保存，传输与利用，由于有了图像存档与传输系统（PACS）而发生了巨大变化，并使远程放射学成为现实，极大地方便了会诊工作。随着信息放射学的发展，远程放射技术作为传送图像信息的一种新方式越来越显示出其必要性和重要性。远程放射技术分别采用普通电话线，同轴电缆，光纤电缆，激光与通讯卫星相连的微波发射装置和远程通讯系统传送图像。远程放射技术的应用在今后还会有更大的发展，采用远程放射技术进行医学影像的诊断是未来发展的必然趋势。 由于图像数字化，网络和PACS 得应用，影像科学将逐步成为数字化和无胶片学科。虽然各种成像技术的成像原理与方法不同，诊断价值与限度亦各异，但都是使人体内部结构和器官成像，借以了解人体解剖与生理功能状况及病理变化，以达到诊断的目的，都属于活体器官的视诊范畴，是特殊的诊断方法。 而近几十年来，由于微电子学与电子计算机的发展以及分子医学的发展，致使影像诊断设备不断改进，检查技术也不断创新。影像诊断已从单一的形态成像诊断发展为形态成像，功能成像和代谢成像并用的综合诊断。继CT与MRI 之后，又有脑磁源图（MSI）应用于临床。分子影像学也在研究中。 影像诊断学的发展潜力是无限的，特别是近年来发展起来的图像引导手术导航系统是医学影像技术取得的重大进展。利用图像引导技术可显示出器官的内部构造，便于脑部肿瘤。动脉肿瘤和其他缺陷的诊疗，增强了诊断和治疗之间的联系。用图像引导可缩小外科计划和实施两者之间的差距，结合先进的示踪技术，可在数字化的图像上测出外科器械的精确位置，使医生能观察到内窥镜或激光纤维之类的器械在体内的部位。