数字人体的虚拟与仿真技术

本文首先介绍了数字人体虚拟与仿真技术的基本概念;然后讨论了数字人体虚拟现实系统的基本类型、技术系统的结构、虚拟VR-(IS技术特点与应用、数字人体虚拟系统的关键理论、虚拟系统模型;最后阐述了虚拟现实技术的发展、虚拟现实系统的类型和构成.     

物理医学与数字化虚拟人体的实践前景

在现代科技前沿领域中,生命科学与信息科学相互交叉的地带生长了数字化虚拟人体新的研究方向。在医学与物理学、数学、计算机科学的交叉领域,“数字化虚拟人体”是物理医学与计算医学的新事物之一。依据人体精细的切片二维图像,通过信息技术,可以建立数字化人体数据库,构成虚拟人体的框架。在这种数据库框架上,赋予物理医学研究成果的参数,可以表达虚拟人体的物理学性能,深化物理学的研究内容。介绍国际上数字化虚拟人体的发展概况及其在物理医学上的应用前景,介绍我国在174次香山科学会议后,国内这一领域的研究进展情况。     

物理医学与数字化虚拟人体的实践前景

在现代科技前沿领域中，生命科学与信息科学相互交叉的地带生长了数字化虚拟人体新的研究方向。在医学与物理学、数学、计算机科学的交叉领域，“数字化虚拟人体”是物理医学与计算医学的新事物之一。依据人体精细的切片二维图像，通过信息技术，可以建立数字化人体数据库，构成虚拟人体的框架。在这种数据库框架上，赋予物理医学研究成果的参数，可以表达虚拟人体的物理学性能，深化物理学的研究内容。介绍国际上数字化虚拟人体的发展概况及其在物理医学上的应用前景，介绍我国在174次香山科学会议后，国内这一领域的研究进展情况。     

虚拟现实技术在医学教育中的应用

虚拟现实技术通过综合利用各种计算机技术构建仿真的学习环境,具有沉浸性、交互性、多感知性和构想性等独特优势,已用于虚拟人体结构、虚拟医学实验以及虚拟临床实践等医学教育领域。虚拟现实技术打破了传统医学教育理念、丰富了医学教学内容、扩展了医学教学的时间和空间,必将推动医学教育不断发展。     

人体形态学虚拟仿真实验教学平台的建设与实践

正虚拟仿真(Virtual Reality)技术是20世纪40年代伴随着计算机发展而形成的实验研究新技术。人体形态学虚拟仿真实验教学平台的建设,主要是借助计算机虚拟仿真软件、多媒体、数据库等多种现代化信息技术手段,建设丰富的实验教学资源,为学生提供更为全面的多学科资源。学生可以利用虚拟仿真实验教学平台,同时进行多学科的交叉学习,融会贯通所需掌握基础知识点。在建设虚拟仿真实验教学平台的实践中对提高教学质量做了探索。     

三维虚拟人体展示平台在高职检验医学技术专业解剖学教学中的应用

传统的解剖学课件缺乏动感、立体感,内容单调、枯燥、交互性差,课件的仿真性和趣味性不够,特别是对于高职院校的检验医学等专业的学生而言,培养他们的学习兴趣很重要。笔者通过组织检验医学技术专业的学生组成解剖学兴趣小组,对人体解剖实验室现有部分实体标本,采用升级的"三维虚拟人体解剖展示平台V2.0"进行数据资料录入,建立了三维虚拟数字化标本库,实现了标本的信息化管理,建立了三维虚拟人体资源库。在教学使用过程中,激发了学生的学习兴趣,同时也培养了学生的创新思维能力和探索精神。     

数字人体的无级比例尺数据管理技术

本文首先介绍了数字人体无级比例尺数据管理技术的研究内容;然后讨论了数字人体的无级比例尺信息处理流程和多种数据的融合技术.为数字人体的数据管理、多种数据融合与仿真虚拟技术提供了必要条件.     

虚拟现实技术在数字人体数据集中的应用

目的 研究虚拟现实技术在数字人体数据集上的应用.方法 基于中国第一例数字化女虚拟人数据集的重建结果,运用虚拟现实整合软件开发解剖教学系统及虚拟手术室漫游.结果 开发出了一个3D 解剖图谱及一个虚拟手术室漫游系统.结论 虚拟现实技术增强了可视化效果,具有较强的交互性,拓宽了虚拟人体数据集的应用范围.     

基于医学图像的三维模拟手术

目的 对实现三维模拟手术的关键技术进行研究,构建基于医学图像的三维模拟手术平台. 方法在VC++平台下,使用三维分割算法对体数据进行分割,结合VTK对读入的体数据进行交互式三维重建和虚拟切割,并对各种虚拟切割方式的性能进行分析. 结果实现了医学CT/MR图像的交互式三维重建、虚拟手术刀切割以及虚拟手术规划. 结论该系统可以辅助医生对手术过程进行模拟,为医生观察三维人体组织器官结构及病灶部位,实施辅助手术提供有力的帮助.     

虚拟三维人体解剖学展示系统的设计

背景：应用计算机虚拟技术配合双向交互式人机界面,设立虚拟实验室,使抛弃面对面教学成为了可能。目的：使用虚拟三维技术实现人体解剖学标本演示,在清晰度、质感、素材输入难易度上全面超越常规三维建模方法制作的电子标本,最终实现远程教育网上虚拟解剖实验室的应用。方法：自行开发半自动控制的三维标本数据录入硬件系统,全方位的录入解剖标本、模型的素材资料,形成资料库。用软件系统虚拟三维展示解剖标本、模型,并提供相关文献资料、语音解说等素材。结果与结论：完成了三维标本数据录入机的制作,可以在5min内将一个实体标本转化为数字化图像数据,数据无需处理,直接输入数据库即可通过虚拟三维演示系统实现远程标本立体显示。三维动画相对于传统二维图片,具有立体,直观,使用方便,不会损耗,易于扩展等优点,在人体解剖的教学及医学科普教育上有良好的应用前景。     

Decision Making and Variation in Radiation Exposure Factor Selection by Radiologic Technologists

The goal of radiographic imaging is to produce a diagnostically useful image while minimizing patient radiation dose. This study aimed to review variations in exposure factor selection by radiologic technologists for virtual patients with varying body mass index characteristics. Eleven technologists were asked to assign exposure parameters (kVp, mAs, source-to-image receptor distance, and grid use) to 10 computer-generated patient images for each of four radiographic examinations (anteroposterior [AP] shoulder; AP lumbar spine; lateral lumbar spine; AP portable chest). The virtual patients represented five body mass index categories–underweight, healthy weight, overweight, obese, and superobese. As participants assigned exposures, their visual patterns were recorded by a Tobii TX300 eye-tracker. Significant (P < .05) correlation was found between radiographer age/experience and assignment of mAs for AP shoulder and lumbar examinations. Greater age/experience correlated with higher mAs for the AP shoulder examination, but with lower values for lumbar examinations. Strong correlations also existed between times to first fixations on relevant anatomic areas, and kVp/mAs values existed for the AP portable chest examination. Exposure selection differences related to age/experience highlight inconsistencies in the practice of exposure parameter setting. The reason for these inconsistencies requires further investigation, and how to address deficiencies in practice requires consideration to optimize safe patient care. Because of the small sample size used, further research into the relationship between visual factors and individual examinations is suggested, after the findings regarding the AP portable chest examination.     

压力性损伤护理虚拟仿真实训项目的构建及应用效果

目的 构建压力性损伤护理的虚拟仿真实训项目并探索其应用效果.方法 利用计算机网络和虚拟仿真技术的优势,构建压力性损伤护理的虚拟仿真实训项目,包括理论学习、技能训练、综合应用三大模块,并在我校2018级58名本科生基础护理学课程教学中初步应用.课后用自行设计的调查表了解学生对项目学习的评价,同时应用平台获取的数据了解学习者应用本项目的情况并分析学生的学习成绩.结果 94.8%的学生对本项目有较大的学习兴趣,所有的学生认为本项目对掌握压力性损伤知识有较大帮助,96.6%学生愿意到该网站上再次学习相关内容.数据分析显示,学生对压力性损伤各模块知识点答题的正确率呈明显上升趋势,首次平均正确率为68.2%,第2次为92.6%,第3次达到100%.目前已有来自全国19个省、市、自治区的学习者访问本项目网站,数量高达6 410人次.结论 虚拟仿真实训项目可有效提升学生的学习兴趣与学习效果,帮助学生更好地掌握压力性损伤的相关知识与技能.本项目为优质实验教学资源共享提供了一个有效的实训平台.     

中国第1例数字化女虚拟人的三维重建

基于真实人体解剖的数字化虚拟人体研究结合医学科学与计算机技术构建一个像真人一样的计算机模型，在数字解剖、手术计划与培训和很多非医学领域有广泛应用价值。本文简要介绍中国第一例女虚拟人的三维重建过程并给出部分三维重建图像结果。     

分娩护理虚拟仿真实验项目的设计与应用

目的 探讨分娩护理虚拟仿真实验教学项目的设计和应用.方法 以教学内容为基础,利用3D虚拟仿真技术,构建分娩护理虚拟仿真教学系统,学习内容涵盖第一产程护理、第二产程护理、第三产程护理3个模块.在护理本科妇产科护理课程及助产方向的助产学课程中应用,对该系统在2015级121名护理本科生中的应用情况及效果进行分析.结果 学生在线操作时长平均1.39 h.学生对虚拟仿真系统及教学模式的主观评价分别为平均94.24%持赞成或中立态度、88.84%持赞成或中立态度.结论 该教学项目的设计和实施,为今后虚拟仿真实验教学在护理专业各课程教学中的开展提供了借鉴.     

数字化心脏解剖系统的构建

目的：探讨新的构建心脏解剖系统的方法,为影像医学、心脏手术和解剖学教学提供参考。方法：对VHP数据集心脏断面图像进行连续追踪观察,对分割结果进行三维重建;利用Maya三维动画软件对重建心脏进行修正以及对心脏供血过程进行动画设定。结果：VHP心脏断面图像清晰,可清楚显示心脏各部分组织,心脏重建图像质量高,心脏供血过程动画准确、生动。结论：研究采用传统编程技术与Maya三维动画软件相结合进行三维重建的新方法,实现了基于VHP数据集的心脏解剖系统的构建,为影像医学和心脏手术提供了解剖学参考,也为解剖学教学提供了新的教学软件。     

基于梯度向量流snake模型的可视人体图像骨组织分割

为克服传统snake模型不能适应结构复杂的解剖图像、初始轮廓必须充分接近物体边缘的缺点,本研究将基于梯度向量流(GVF)的snake模型用于可视人计划(VHP)图像中骨组织的分割,并修改梯度向量流(GVF)模型,使之适用于彩色图像;针对VHP彩色解剖图像数据量巨大的特点,将多尺度思想应用到snake模型中,以提高处理速度.这种方法提高了计算效率,节省了70%分割时间,得到了理想的精确度,对研究解剖结构、组织定量化测定等具有较高的实用意义.     

Skills,community, and rapport: Prelicensure nursing students in the virtual learning environment

IntroductionThe coronavirus-19 (COVID-19) pandemic forced changes in program delivery across nursing education. This article describes the innovative virtual lab sessions designed and implemented for Foundations and Pediatrics courses in an Accelerated Baccalaureate Science in Nursing program. The objectives of this quality improvement project were to (1) ascertain student perceptions of learning in virtual lab environment (2) identify benefits and barriers to planning and implementing virtual learning experiences, and (3) explore student attitudes and perceptions regarding group dynamics and the sense of community provided by virtual lab sessions.MethodsA cross-sectional approach was employed with two cohorts (Cohort 1, n = 71; Cohort 2, n = 86). Students completed a survey and responded to open-ended questions regarding their virtual clinical lab experiences.ResultsThe four themes of small group dynamics, resource availability, hands-on activities, and sense of community emerged as the characteristics students liked most about virtual lab sessions with 95% of students reporting the virtual lab sessions were engaging. Overall student survey responses were favorable to the virtual labs.DiscussionThis project demonstrates that nursing educators were able to design and implement innovative teaching and learning strategies in a virtual environment to promote knowledge, skills, and attitudes while nurturing a sense of community.     

检验结果的综合评价法及在临床实验室中的应用价值

提出了一种新的检验结果综合评价方法－－准精度法,建立了数学模型,同时从理论上进行了较为详细的解释。实例应用表明：准精度法克服了传统模式评价检验结果优劣的片面性,交为全面地承到影响结果的两个方面（准确与精密）。提示：准精度法作为综合评价检验结果质量指标具有较大的灵活性和实用性。该方法客观、科学,值得推广应用。     

Standardization of assays of factor VIII and factor IX

Summary The development of international standards over the last 15–20 years has led to improved interlaboratory agreement on assays of factor VIII and factor IX. In the most recent international collaborative study, the coefficient of variation for one-stage assays (26 laboratories) was 5.6%. However, in quality assurance surveys, carried out in the UK and USA, agreement between laboratories is much less good, with coefficients of variation ranging from 30% to over 50%. Improvements in agreement between clinical laboratories could be obtained by increasing the amount of testing on each sample, especially the number of dilutions, and reducing the number of reagent systems used. A large number of laboratories now use immunodepleted plasmas instead of congenitally deficient plasmas as substrates for one-stage assays. These plasmas may give satisfactory assays, but many of them have not been thoroughly evaluated in comparison with congenitally deficient plasma. In assessment of potency of very high purity (VHP) factor VIII concentrates, some immunodepleted plasmas were found to give lower potencies than hemophilic plasma. This is partly due to the fact that VHP concentrates contain little or no von Willebrand factor (vWF), and most immunodepleted plasmas are also deficient in vWF. In recent collaborative studies, assays of VHP factor VIII concentrate were much more variable, both within and between laboratories, than assays of intermediate purity concentrates. Standardization of these new products will require careful attention to methodological detail. Presented at the ‘2nd International Symposium on Standardization and Quality Control of Coagulation Tests: Implications for the Clinical Laboratory’, Rome, September 28–29, 1989.