基于vr技术的医学教学仿真开发

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1、北京航空航天大学第二十四届“冯如杯”学生创意大赛参赛作品基于VR技术的医学教学仿真开发应用2014年3月21日星期五8北京航空航天大学第二十四届“冯如杯”学生创意大赛参赛作品摘要考虑到医学专业的实际情况，将虚拟现实技术与医学模型结合，构建医学领域常见的生理系统三维模型、互动式手术操作的三维虚拟，提供基于VR技术的医学教学仿真的一些构想和可操作性分析。关键词：医学虚拟仿真AbstractTakingtheactualsituationofMedicalspecialtiesintoaccount,itcombinesvirtualrealitytechnologyw

2、ithmedicalmodelsandconstructs3Dmodelofphysiologicalsystem,3Dvirtualinteractiveoperationwhichiscommoninmedicinearea.italsoprovidessomeideaandoperationanalysisofsimulationinmedicaleducationbasedonVRtechnology.Keywords:MedicalVirtualSimulation8北京航空航天大学第二十四届“冯如杯”学生创意大赛参赛作品目录封面1摘要21引言31．1作

3、品背景及创意来源32正文42.1作品核心创意42.2创意可行性分析42.2.1技术实现思路42.2.2相关技术分析52.2.3预计技术难点62.3作品应用前景73结论71引言1．1作品背景及创意来源本作品的创意背景来源于医学学习的现状。要成为一名合格的医生需要许多的实际经验，但是真正的患者无法成为医学生变为医生需要的实验材料，解剖其他的生物替代人体进行认知学习也会造成极大的浪费，并且会产生认知的偏差。纸上得来终觉浅，只按照教科书进行学习的医学生无法成为好的医生。新兴的虚拟现实技术与医学实验结合，构建三维模型，实现交互式学习，可以极好的改变这一现状，节约资源，不受标

4、本、场地的限制，降低培训费用。8北京航空航天大学第二十四届“冯如杯”学生创意大赛参赛作品2正文2.1作品核心创意应用虚拟现实技术创建一站式的医学学习平台，搜集人体构造与组织，构建三维模型，学生可以从多个角度观察触摸人体器官，熟悉人体内部构造，而不是单纯的在书本和标本上了解人体构造，将给予学生全方位的认知，打实基础。搜集常见的案例，构建交互式学习平台，学生可以真实的感受到病人在实施手术操作后即时反映。突破传统教育时空的限制，扩大学生的学习空间。在传统的实验教学中，学生只有在实验室才能进行各种实验操作。而基于web的虚拟实验室可将实验台从实验室搬入教室、图书馆、宿舍，

5、学生随时随地可以通过网络来进行实验，从而把封闭的区域性实验资源变成网络环境下可共享的学习资源。营造信息化教学环境，促进传统教学模式的变革。虚拟实验的教学应用，丰富了医学职业教育实验教学的资源，实现了传统教学方式与数字化教学手段的有效结合，同时基于虚拟现实技术的虚拟实验能够在人机交互过程中为学习者提供多种感官的综合刺激，不仅能使学习者产生强烈的学习欲望，而且有利于学习者知识、技能的获取和保持。熟练的职业技能是医学职业教育培养学生的重要目标，只有反复训练，学生才能熟练各种实验技能的操作，对于医学职业教育来讲，训练就显得尤为重要。由于尸体标本短缺，就传统的人体解剖实验而

6、言，目前多数医学职业院校开展反复训练的条件还不足。但是虚拟现实技术可以提供反复练习的平台。2.2创意可行性分析2.2.1技术实现思路在具体手术操作方面，以虚拟眼睛手术为例。借助于HMD及感觉手套，使用者可以对虚拟的人体眼睛模型进行手术。根据人眼的前眼结构创造出三维立体图像，通过数字头盔传递给操作者，并带有实时的触觉反馈，学生利用它可以观察模拟移去晶状体的全过程，并观察到眼睛前部结构的血管、虹膜和巩膜组织及角膜的透明度。使用动作捕8北京航空航天大学第二十四届“冯如杯”学生创意大赛参赛作品捉套件，捕捉操作者的操作动作，模型可以根据操作者实施的手术操作产生相应的数据变化

7、，这需要一个庞大的数据库支持。在教学平台方面，以最常见的人体解剖教学为例，可以建立完整的教学平台，包括操作系统和评价系统。学生可以获得三维的视觉体验，能看到精确演示的人体的各个器官、骨骼、血管等内部细微的解剖结构及其空间位置，而且可以通过交互操作对其进行任意轴面的360°旋转，容易使学生在脑海中形成立体概念，弥补传统教学中二维教学资源的各种缺陷，从而使传统教学中许多教学难点迎刃而解。评价系统也必不可少，在传统的解剖实验测评中，解剖实验所花费的时间一般比较长，教师没有足够的时间观看每一个学生的实验过程，往往是学生同时在一起进行实验，然后教师根据最后的实验结果进行实验

8、测评，这样