机械臂遥操作过程的视觉信息呈现方式

视觉信息作为人获取信息的主要部分,对空间遥操作任务能否顺利完成扮演极其重要的角色。对空间遥操作过程的视觉信息呈现方式进行研究梳理以及优缺点分析,对于设计符合人类操作习惯、减少操作失误以及事故发生的视觉信息呈现方式有重要意义。目前,空间遥操作中主要的信息呈现方式有摄像头视频反馈信息(人为现场监控辅助信息)、虚拟现实界面信息等。本文结合国内外研究文献,对这几种信息呈现方式进行梳理、分析和总结,并对空间遥操作过程的视觉信息呈现方式的发展前景进行了展望。     

虚拟现实技术在医学训练中的应用

虚拟现实技术是一门新兴的学科,它在医学上已经得到了广泛的应用.本文对虚拟现实技术的概念、特征,虚拟现实系统的组成进行了介绍,并从虚拟解剖学、虚拟实验室和虚拟手术3个方面介绍了虚拟现实技术在医学训练领域的应用,最后举例说明了虚拟现实技术对军事医学教学训练的影响.     

枕下乙状窦后入路磨除内听道的虚拟现实微创解剖研究

 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磨除内听道的显微解剖证据。 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内听道及其周围结构的三维解剖模型。在颅盖和颅底中选择骨性标志点设计枕下乙状窦后入路磨除内听道内不同靶点的微创路径,观察测量和比较伴随路径方向和角度改变,其中解剖结构的显露情况。结果 模拟枕下乙状窦后入路磨除内听道的手术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。测量和比较显示路径中骨性结构和迷路体积:路径a>路径b>路径c;路径中小脑半球体积:路径b>路径c>路径a;路径中面听神经复合体体积:路径b>路径a>路径c;差异均有统计学意义。结论 在计算机虚拟现实条件下,乙状窦后入路通过磨除岩骨到达内听道末端的模拟微创手术路径能够有效量化手术创伤和靶点显露情况,为手术操作的微创化发展提供指导信息。     

虚拟现实技术及其在航天医学工程领域的应用前景

虚拟现实是一门新兴的仿真技术，已成功地应用于工程设计、军事与航空航天和娱乐等领域，并在影响到人们的日常生活。本文在综合分析国外资料折基础上，较系统地阐述了虚拟现实技术基础和应用研究情况，提出了虚拟现实在航天医学工程领域的可能应用场合，并根据目前技术现状，对虚拟现实未来发展提出了若干建议。     

后颅窝脑膜瘤的虚拟现实辅助手术设计效果研究

目的探讨虚拟现实术前计划辅助后颅窝脑膜瘤切除术的临床疗效。方法 13例后颅窝脑膜瘤患者分别行脑血管CT和头颅MRI检查。影像数据输入虚拟现实系统进行三维重建和术前计划,判断神经血管和肿瘤的空间关系指导手术,术后进行合并症以及随访疗效判定。结果虚拟现实术前计划中后颅窝脑膜瘤与周围神经血管的显示清晰。脑膜瘤切除Simpson分级Ⅰ级5例(38.46%),Ⅱ级5例(38.46%),Ⅲ级3例(23.08%),术后无一例出现严重合并症,出院时KPS评分均在90分以上,随访期间无一例复发。结论虚拟现实术前计划用于治疗后颅窝脑膜瘤有助于清晰直观地显示肿瘤与神经血管的空间关系,确保手术安全和有效。     

基于高空VR场景的应激反应诱发范式有效性验证

目的创建一个实验室环境内可重复易操作的应激诱发范式,激发个体接近自然条件下的应激状态。方法通过虚拟现实技术和仿真道具构建出高空场景,设计了"体验高空"、"高空救猫"及"躲避飞鸟"3个任务来诱发志愿者产生应激反应,记录了44名男性大学生志愿者在5个时间点(任务前2次、任务完成即刻1次、任务后休息2次)主观报告的紧张压力程度和唾液皮质醇水平。结果志愿者在高空场景的3个任务诱发下,主观报告的应激水平在5个时间点上有显著的差异(P0.001),且在时间点3(任务完成后)达到峰值;皮质醇水平在5个时间点上有显著的差异(P0.001),且在时间点4(任务完成后15min)达到峰值。结论一方面,主观报告中个体的消极情绪在应激后显著增加,压力水平在正式任务开始前的准备阶段和练习阶段逐步升高并在任务完成后达到峰值。另一方面,应激后的唾液皮质醇水平显著提高,达到了与基于VR场景的TSST范式相似的水平。因此,初步验证了该范式在诱发应激反应上的有效性。     

认知训练对“蛟龙号”模拟驾驶作业脑力负荷影响评估

目的 创建一个实验室环境内可重复易操作的应激诱发范式, 激发个体接近自然条件下的应激状态。方法 通过虚拟现实技术和仿真道具构建出高空场景,设计了“体验高空”、“高空救猫”及“躲避飞鸟”3个任务来诱发志愿者产生应激反应,记录了44名男性大学生志愿者在5个时间点(任务前2次、任务完成即刻1次、任务后休息2次)主观报告的紧张压力程度和唾液皮质醇水平。结果 志愿者在高空场景的3个任务诱发下,主观报告的应激水平在5个时间点上有显著的差异(P <0.001),且在时间点3 (任务完成后)达到峰值;皮质醇水平在5个时间点上有显著的差异(P <0.001),且在时间点4(任务完成后15 min)达到峰值。结论 一方面,主观报告中个体的消极情绪在应激后显著增加,压力水平在正式任务开始前的准备阶段和练习阶段逐步升高并在任务完成后达到峰值。另一方面,应激后的唾液皮质醇水平显著提高,达到了与基于VR场景的TSST范式相似的水平。因此,初步验证了该范式在诱发应激反应上的有效性。     

数字化虚拟人体的研究进展

人体信息的数字化是将医学与信息技术、计算机技术、虚拟现实技术相结合的科技前沿性研究课题,是一项信息技术与医学等学科相互交叉、综合发展起来的前沿性交叉学科。本文介绍了:数字化虚拟人体的国内外研究概况;目前数据集的特点和局限性;数字化虚拟人体数据集的开发及应用前景。     

虚拟环境中人的操作判断及反应特性的实验研究

目的 研究被试者头戴头盔显示器、着数据手套在虚拟环境中进行操作时的判断及反应特性,探索利用虚拟现实系统获取工效学实验数据的真实性,以增强虚拟环境应用的可信度,为虚拟现实技术在栽人航天中深层次的应用(如人机界面设计方案模型的工效评价、虚拟训练)提供数据支撑。方法 利用自行开发与集成的虚拟现实实验系统,选定被试者并完成虚拟环境中人的操作判断及反应特性的实验设计。首先进行预实验,确定判断目标的差别等级和虚拟台体的高度,然后开始单因素的完全随机正式实验,同时设计主观问卷表对被试者进行虚拟效果的真实感调查。结果 被试者戴头盔显示器、利用数据手套将虚拟乘员舱内抽屉中的小球放置在一台体上的作业时间服从均值36．72s、方差13．798s正态分布。调查显示70．2％的被试者认为头盔显示器的立体效果明显,可以产生一种沉浸感,作业感受与真实世界一样。结论 建立虚拟环境进行人机界面的工效评价或操作虚拟训练时,首先应使系统硬件能够模拟真实任务背景,关键是头盔显示器和数据手套的交互性满足需要。这样,人在其中的判断及反应操作与真实世界就可以类比,从而可保证评价或训练效果的有效性。     

虚拟现实环境中视觉诱导晕动症的评估指标

目的探讨虚拟现实环境中可用来评估视觉诱导晕动症(visually induced motion sickness,VIMS)的生理指标。方法采用基于虚拟现实的汽车驾驶模拟器诱发VIMS症状,并在实验过程中采集受试者的主观VIMS级别数据和客观数据;进而使用主观和客观相结合的方法对VIMS进行评估。结果以下生理指标非VIMS状态和VIMS状态存在显著性差异:(1)收缩压功率谱密度标准差(P=0.004);(2)脉搏率功率谱密度标准偏差(P=0.010);(3)收缩压与脉搏率最大互相关系数的均值(P=0.001);(4)舒张压与脉搏率最大互相关系数的均值(P=0.025);(5)收缩压与脉搏率相干系数的均值(P=0.001);(6)收缩压与脉搏率相干系数的标准偏差(P=0.004);(7)眨眼频率(BO-driving-AO组P=0.014;BC-AC组P=0.010)。结论在虚拟现实环境中,血压、脉搏率和眨眼频率与视觉诱导晕动症存在关系;本文所提出的指标可作为评估VIMS的生理指标。     

信息化野战医疗系统

数字化野战医疗的研究工作从20世纪60年代开始,主要通过电信网和有线电视网传递从文字到视频图像信息供医生间交流信息,或向专家进行病案咨询以辅助诊断.远程医疗经40多年的发展,已经运用传真、电话、无线电通讯到静止图像和实时交互电视技术,以及卫星通信、虚拟现实和远程机器人等一系列新的通信技术和电子学技术,与医疗保健技术相结合,形成了许多研究方向.信息化野战医疗是一个新兴的研究领域,各个方面的研究正不断完善发展.     

辐射暴露:通过对核医学报告自动数据挖掘进行质量控制和器官剂量监测的方法来加强病人安全性

摘要目的开发和验证一个开放源代码信息工具包,它可以从现有的核医学报告档案中创建一个放射辐射数据储存库,阐明这些数据在质量保证和病人个性辐射剂量纵向监测方面的潜在应用价值。材料与方法这项研究已被伦理审查委员会批准并被HIPAA认可。(由于是回顾性研究的原因)未签署知情同意书。开发了一个开放源代码信息工具包,它可以从核医学报告中自动提取有关放射性药物种类及给药活度的相关信息。     

5G技术在创伤急救中的应用及探索

随着数字科技的快速发展,以往的创伤医疗救治模式已不能适应未来医学现代化的发展要求。大数据共享背景下的5G技术助力创伤急救成为人们关注的重点,并已在一些救治过程中尝试应用。探索出更多5G技术应用于创伤识别、救治及预防的新场景,有望实现区域急救资源合理调配、生命体征信息实时传输及创伤救治各个环节的有效衔接,提高创伤患者的救治效果。     

医学影像与人工智能

在医疗行业应用场景中,医学影像人工智能在产学研上均取得快速进展:医学影像人工智能研究初现了良好的研发态势及广阔的落地场景;人工智能在医学影像领域的进展表现在医疗影像设备、影像诊断及其智能服务等诸多方面;学术交流日益活跃,积极探讨人工智能的学术进展及未来发展;有关医疗人工智能发展的权威性报告亦相继发布。本期重点号刊登了几篇医学影像人工智能方面的文章,从不同角度展示人工智能在医学影像领域的最新研究成果和产品落地场景。     

竞技体育领域多目标追踪任务研究进展

多目标追踪（MOT）任务作为研究动态场景下视觉信息加工机制的重要实验范式,不仅揭示了运动员在实际比赛中视觉信息的加工机制,而且对于运动员开展认知训练具有现实指导意义。本文就多目标追踪任务在竞技体育领域中的研究成果进行系统综述,总结经典MOT任务、3D-MOT任务以及脑机制研究现状,同时也针对当前研究中存在的问题和未来可能的应用前景进行了深入分析,以期为竞技体育领域的后续研究和认知训练提供借鉴参考。主要结果：（1）追踪负荷、干扰负荷和运动速度是影响运动员操作绩效的主要因素,运动水平与运动员的MOT任务操作绩效之间存在相关关系。（2）3D-MOT训练能改善运动员的注意力、加工速度等基本认知功能,也开始通过测量运动员的认知功能、模拟真实运动场景以及监测运动员受伤后脑震荡恢复情况的方式付诸于实践。3D-MOT任务已应用于测量运动员的认知功能、模拟真实运动场景以及监测运动员受伤后脑震荡恢复情况。（3）有关MOT任务脑机制的研究,竞技体育领域处于摸索阶段;有关3D-MOT任务脑机制的研究,尚未见报道。（4）未来竞技体育领域还需追求研究设计的生态学效度,验证3D-MOT训练的远移效应,探究行为背后的...     

航天员虚拟训练中运动物体抓持规则研究

目的探索航天员虚拟训练中运动物体抓持规律,为提升地面仿真训练中存在的航天员协同操作训练效果提供技术基础。方法在力封闭虚拟手抓持规则的基础上,以手为研究对象,建立指尖和物体组成的碰撞系统,采用弹塑性力学推导建立物体运动和抓持碰撞时最大接触力之间的关系;开展实验分别验证手姿、材质和物体速度对抓持的影响。结果手姿对是否符合抓持规则起着重要影响,主要取决于抓持接触点位置和法矢;物体密度主要影响最大抓持压力,摩擦系数影响是否满足力封闭原理,杨氏模量对抓持影响较小;物体的运动速度越大,越难抓持。结论通过碰撞模型和力封闭原理实现了抓持判断,仿真手部抓持运动物体的场景,可以应用到航天员虚拟训练的虚拟手抓持场景,对航天员虚拟训练有应用价值。     

医疗卫生统计信息数据传送方案

最近几年 ,计算机技术获得了突飞猛进的发展。其中高数信息公路的建立对世界经济的发展起到巨大的推动作用 ,而计算机网络的建立特别是Internet的普及和发展 ,正在影响和改善人们的工作和生活方式 ,人们可以共享各种信息资源 ,Internet的普及对社会的发展产生巨大的影响。Internet的发展同样也为促进医药卫生事业的发展服务 ,可以通过Internet为人们提供各种医疗保健信息和服务 ,也可以进行各种信息的传送。医疗卫生统计信息数据传送系统就是通过Internet传送、汇总各种医疗信息。市医疗卫生统计信息数据传送网络计划以Web为中心 ,采用T…     

美军生物检测技术的发展

近代社会的工业革命和信息革命大大推进了社会发展和进步。现在正处在信息革命和生物学革命阶段。从一定意义上讲，生物学革命是信息革命的扩展，因为大量信息贮存在基因中，使人们能够通过改造基因的方法逐步改造生物世界。生物学革命带来分子生物学技术的迅猛发展，使生物防护的前景也发生了巨大的变化。例如，在生物战剂种类上，除了细菌和病毒等有生命的生物战剂外，现正在研究毒素和生物活性肽，它们可以发酵的方式大量生产，对其理化和药理学特性进行改造。这些改造后的毒素和生物活性肽便可以用于战争。从反生物战的角度来看，生物战…     

基层医院信息管理存在的问题及对策

近些年来,我国医院信息管理取得很大进展。一是组建了信息管理机构。据调查,有一半以上的综合医院成立了信息科:二是培训了大批信息管理专业人才,技术水平不断提高:三是信息管理成为一门独立学科,逐步规范化、系统化。尽管如此,客观地讲,我国医院信息管理还处于初级阶段,特别是地处边远的基层医院,在医院信息管理工作中存在着储多隐患和问题,这可能与经济发展的不平衡有关。可以说,大多数医院信息开发手段落后,专业队伍素质差,提供信息多为原始信息,加工信息较少,信息工作在医院发展中起的作用还不容乐观。1信息建设与现代化的要求和任务不…     

心电信息数字化系统的设计与研制

目的为临床心电工作人员提供一种实现心电图业务和管理数字化的解决方案。方法硬件采用美国国家仪器有限公司(NationalInstrum ents)数据采集卡与心电图机的CRO示波器插口相连;软件采用LabV iew虚拟仪器仿真开发软件。结果本系统可以实现将采集到心电信息保存在数据库中,并可以对心电图信息进行回放、电子测量、历史对比。结论该系统设计合理,采集到的心电图信号准确不失真,通过电子标尺对心电图信息进行测量,提高了诊断的准确性,实现了心电图数字化管理。