虚拟现实技术在生物医学领域中的应用

背景:虚拟现实也称灵境技术或人工环境,是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统,综合集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术.目的:简要介绍虚拟人体、虚拟手术、虚拟实验室以及虚拟现实技术在神经心理学与核医学方面的应用.方法;由第一作者检索2003/2010 CBM和CNKI数据库中有关文献,以及利用Google搜索引擎检索相关网络信息资源.中文检索词为"虚拟现实、虚拟人、数字人、虚拟手术."英文检索词为"Virtual Reality,Virtual Human,digital human,virtual surgery."结果与结论:虚拟现实技术的应用十分广泛,如:城市规划、能源勘测、工业仿真、古迹复原、建筑虚拟、交通桥梁、港口物流、旅游仿真、虚拟课堂、园林应用、军事仿真等.在生物医学领域,虚拟人、虚拟手术等方面的研究也十分活跃,表现出了很好的效果,并且,虚拟现实技术在生物医学领域的应用也展现出了极好的前景,在核医学与辐射防护领域,虚拟现实系统可用来进行核电站换料任务完成过程中的剂量计算,以及培训在核电站工作的人员,并且虚拟现实暴露疗法对特定恐怖症和其他焦虑障碍有较好的疗效.随着计算机技术的进一步发展,可以预期,在未来几年虚拟现实技术将会成为数字医学最主要的应用工具之一.     

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。     

涂层材料及技术在医学临床领域的应用

背景:涂层材料及技术已在人们的生产生活中广泛应用,在医学领域里也得到了蓬勃发展.目的:综述涂层材料及技术在医学领域中的应用进展.方法:应用计算机检索2000-01/2010-12万方数据库相关文章,检索词"涂层,医学,应用",并限定文章语言种类为中文.同时计算机检索2000-01/2010-12 PubMed数据库相关文章,检索词"coating,medicine,application",并限定文章语言种类为English.共检索到文献614篇,最终纳入符合标准的文献30篇.结果与结论:涂层技术在生活的方方面面都有应用,在医学领域里的应用也日渐蓬勃,目前研制出了很多生物相容性好排斥反应小的涂层材料并应用于临床.文章分别从口腔、体外循环、骨科等领域对涂层支架进行介绍,发现开发新的涂层药物,寻找更加合理有效的药物组合,可能会使药物涂层支架的治疗作用产生质的飞跃.     

Matlab在中医舌图处理分析中的应用

背景:运用信息处理技术对数字舌图进行规范与分析,是中医舌诊客观化研究的重要基础工作.目的:探讨使用Matlab提供的图像处理工具箱简化数字舌图处理分析的工作量,实现对中医舌像客观化信息提取的简便的规范的方法.方法;应用计算机检索2000-01/2010-06万方数据库相关文章,检索词为"舌诊客观化,matlab医学图像",并限定文章语言种类为中文.同时计算机检索2000-01/2010-06 PubMed数据库相关文章,检索词为"Digital Tongue Image processing,matlab medical images",并限定文章语言种类为English.共检索到文献59篇.结果与结论:中医诊断学认为疾病的本质是阴阳、气血、津液失去调和,具体体现为阴阳气血津液的寒热、虚实、燥湿等病理状态.舌的变化能够反映出体内的寒热、虚实、燥湿等病变,因此被视为人体脏腑健康与否的一面镜子.文章介绍了中医舌图的计算机相关处理技术,Matlab作为功能强大的仿真分析软件被广泛用于科学研究和解决各种具体问题,文章使用Matlab提供的工具箱对中医舌图进行处理是中医诊断学的创新发展,也为中医学领域内的图像分析提供了有利途径.     

人胚胎干细胞培养与肺再生

背景:肺研究领域,利用人胚胎干细胞在体外增敏培养基己成功生成Ⅱ型肺泡细胞.由于体外实验中表现出不定向增殖潜能,胚胎干细胞有望成为可应用于移植、基因治疗等取之不尽的细胞源.目的:综述人胚胎干细胞培养与肺再生的研究进展.方法:应用计算机检索2000-01/2010-01中国知网数据库相关文章,检索词为"人胚胎干细胞,肺组织再生",并限定文章语言种类为中文.同时计算机检索1990-01/2010-01 PubMed数据库相关文章,检索词为"Human Embryonic stem cells,Lung regeneration",并限定文章语言种类为English.共检索到文献396篇.结果与结论:由于肺组织结构复杂、再生能力有限,肺疾病的治疗已成为棘手的问题.目前认为人胚胎干细胞能定向分化成为肺组织细胞,将人胚胎性干细胞植入损伤的肺组织,通过诱导剂使其向肺泡上皮细胞分化,从而产生肺泡组织.这是一种很有前途的治疗手段,但目前尚处于研究的初级阶段.     

数字及逆向工程技术在复杂骨科应用进展

背景:医学数据可视化技术的快速发展及不断对医学领域地渗透,尤其使脊柱外科在诊断和治疗上发生了根本性地改变,朝着“精确化、个性化、微创化”方向发展,已成为临床骨科治疗中不可或缺的重要手段.目的:通过对数字技术在复杂骨科应用进展,明确研究突破口.方法:由第一作者在PubMed数据库、万方数据库、维普数据、中国知网库检索,时间范围为1990/2011.检索词为“个性化的定位导航模板,数字解剖模型,螺钉内固定术,逆向工程技术,快速成型技术”.纳入标准为导航模板制备工艺及技术的研究、有限元相关理论的研究、实验及临床应用.排除标准为与此文目的无关、较陈旧的文献和重复同类研究.结果与结论:利用数字化技术重建的导航模板为骨科螺钉内固定的定位、定向固定提供了一种新的方法.通过数字化重建技术可以制作个体化导航模板,将模板紧密贴合于相应的解剖结构上进行导航穿刺,即可完成对术区的准确定位和定向.对复杂骨科手术,尤其是解剖结构畸形变的患者有着不可替代的意义.为临床手术设计奠定良好的基础,提高准确性和安全性.     

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.     

涂层材料及技术在医学临床领域的应用

背景：涂层材料及技术已在人们的生产生活中广泛应用,在医学领域里也得到了蓬勃发展。目的：综述涂层材料及技术在医学领域中的应用进展。方法：应用计算机检索2000-01/2010-12万方数据库相关文章,检索词＂涂层,医学,应用＂,并限定文章语言种类为中文。同时计算机检索2000-01/2010-12PubMed数据库相关文章,检索词＂coating,medicine,application＂,并限定文章语言种类为English。共检索到文献614篇,最终纳入符合标准的文献30篇。结果与结论：涂层技术在生活的方方面面都有应用,在医学领域里的应用也日渐蓬勃,目前研制出了很多生物相容性好排斥反应小的涂层材料并应用于临床。文章分别从口腔、体外循环、骨科等领域对涂层支架进行介绍,发现开发新的涂层药物,寻找更加合理有效的药物组合,可能会使药物涂层支架的治疗作用产生质的飞跃。     

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。     

化力学交互作用对热喷涂生物活性涂层组织与性能的影响

背景:生物涂层假体在体内植入,受到复杂的化力学交互作用,临床返修病例随即增多.目的:总结化力学交互作用对热喷涂生物活性涂层的组织与性能影响方面的研究现状与进展.方法:应用计算机检索Elsevier数据库1999-01/2009-11的相关文章.检索词"apatite,coating,spraying",限定文章语言种类为English.同时计算机检索维普数据库1989-01/2009-11的相关文章,检索词"磷灰石,涂层,喷涂",限定文章语言种类为中文.纳入文章与热喷涂生物活性涂层的化力学作用密切相关的论文.排除重复性研究及与课题相关性较弱的文献.结果与结论:力学环境对生物活性涂层的溶解有显著作用,拉应力促进溶解而压应力抑制溶解.另外涂层溶解过程中涂层的力学性能同时受到影响,经过模拟体液浸泡后,涂层的力学性能下降.而植入体内后,由于骨组织参与及生物环境的影响,涂层性能有所升高.但目前仅有简单载荷对涂层组织与性能影响方面的研究,亟需进行拉、扭、疲劳等复合载荷与人体特殊化学环境的耦合场作用下,生物活性涂层的组织与性能的变化规律研究,以保障其结构完整性与性能完整性.