基于Virtools的医院网络虚拟实验室建设

网络虚拟实验室为现代医学提供了新的实验和教学手段,虚拟现实软件Virtools为网络虚拟实验室提供了可行的技术支持.文章在介绍了网络虚拟实验室概念、功能、特性和Virtools的使用特点后,提出利用Virtools开发医院网络虚拟实验室的过程和方法.     

虚拟手术中的力学变形和力觉感知

虚拟手术是培训医生的新兴的有效手段,在虚拟环境中利用视觉、听觉、触觉力觉多感知交互信息,学习和感知手术过程,其中触觉力觉是至关重要的和较难的技术,本文分析了触觉力觉技术在虚拟手术过程中的重要性以及国内外研究现状,对力学变形算法和力觉感知硬件设备的研制和应用进行了探讨。虚拟手术研究的进一步开展,将提高我国数字医学研究的水平。     

虚拟现实环境下的女性盆腔三维重建和可视化

目的:虚拟现实(VR)环境下建立女性盆腔三维可视化数字模型.方法:应用女性盆腔CT扫描数据,在Dextroscope平台进行女性盆腔三维重建和可视化研究.结果:在VR环境下成功重建出女性盆腔的三维图像,该模型可在任意角度、任意平面清楚显示女性盆腔内主要脏器及其空间立体位置关系.结论:三维可视化女性盆腔数宁模型能够提供女性盆腔结构的虚拟解剖,为妇产科及外科手术治疗提供个体化的准确的形态学依据,并为虚拟手术提供立体的操作环境.     

具身认知的内在神经机制及工程应用研究进展

具身认知理论认为,人的认知过程是通过身体和环境的互动建构的,强调身体和环境对认知过程有重要影响。目前具身认知已广泛应用于虚拟现实、人机交互和智能机器人等领域。该文归纳了具身认知的内在神经机制,强调了具身认知与脑内镜像神经元系统的激活、刺激-反应兼容性效应及错觉的产生有关,总结了基于具身认知的具身技术在虚拟现实、增强现实和脑机接口等领域的相关研究与应用,阐述了几种应用于人机交互领域和具身认知相关的脑电信号,最后在未来发展方向和发展趋势方面对具身认知和实现具身的技术手段进行了展望。     

医学虚拟现实系统的分解与划分

对医学虚拟现实系统进行了技术内涵的分解与应用外延的划分，医学虚拟现实按表现形式可以分为参数化虚拟现实和增强现实，按设施的使用方式又可以分为交互式视景虚拟系统和交互式沉浸虚拟系统。对系统的构成诸要素、要件及过程做了简要描述和分析。对国外虚拟医学的研究进行了分析和评价，涵盖了该领域的基本概念、基本理论和进展。虚拟医学系统的产生和相关理论的兴起形成了虚拟医学．并使虚拟医学系统化理论系统化和软硬件系列化。     

虚拟现实技术在临床虚拟标准化患者中的应用

背景：计算机虚拟现实技术在医学中的应用越来越广泛,其模拟仿真的独特性为医学临床诊断和科研工作提供了新的方法。 目的：在虚拟现实技术构建的多维信息空间中,实现合理运用虚拟标准化患者辅助临床诊断及治疗。 方法：对当前虚拟现实技术在临床中的应用情况进行了调查,提出临床虚拟标准化患者的系统结构模型,构建了一个基于虚拟现实技术的临床虚拟标准化患者系统,并分析了虚拟标准化患者的通信模式和实现过程。 结果与结论：医生可以利用临床虚拟标准化患者系统的虚拟环境进行操作,达到辅助临床诊断、培训或教学的效果。临床虚拟标准化患者系统可提高临床医疗水平,为临床诊断、培训及研究提供了新的平台。     

医学插画及其新可视化模式在解剖教学和临床中的应用进展

目的 总结医学插画的历史及其新可视化模式在解剖与临床中的应用。方法 以“医学插画” “解剖插画”以及“medical illustration”“medical illustration and three-dimensional”“medical illustration and virtual reality”为中英文关键词,在中国知网、万方数据和PubMed等数据库中检索2020年1月前发表的与医学插画历史、现状及其新可视化模式相关的文献,检索到文献634篇,剔除内容不符、无法获取全文、重复研究以及设计缺陷的文献,最终纳入32篇文献,对其进行总结分析。结果 从手绘解剖插画到大体解剖图谱,再到三维虚拟解剖模型、3D打印解剖模型及虚拟手术解剖,技术推动了解剖学的发展,为医学专业人员学习解剖提供了便捷,也改变着解剖学的教学方式和外科的培训模式。结论 医学插画的新可视化模式在解剖教学与临床培训中有很好的应用前景,如何利用这些新模式来创造更高效的教学工具,改进外科训练模式,有待进一步的探索。     

动态VRML在医学训练中的应用

医学训练的试验可以通过虚拟现实系统来实现。VRML是创建虚拟物体和场景的工具，可创建静态或动态的医学上应用的对象，但是要达到和真实环境一样的交互性和动态要求还有一定的难度。本文描述了实现动态三维虚拟环境的一些技术和方法，这些描述是基于一个虚拟人体模型进行的，它的主要特征是通过扩展的外部JAVA应用程序来完成的。     

数字化虚拟人体在医学上的应用进展

数字化虚拟人体是通过计算机技术将人体结构加以数字化处理，转换成电脑的语言信号，经过虚拟现实技术的交叉融合，通过操作者的调控，这个“虚拟人体”能够模仿现实中的人的各种反应。将数字化虚拟人体的高精度数字模型与不同专业领域的知识和需求相结合，将产生具有行业特色的应用模型。利用数字化虚拟人体数据集可以方便地重建出人体组织器官内在的空间关系并具有逼真的视觉效果。重建出的内脏器官三维模型与现有的知识基础结合在一起，可以为科研、教学及临床工作开辟新的途径。现将数字化虚拟人体在医学上的应用简要综述如下。     

虚拟现实暴露疗法在焦虑相关障碍治疗中的新进展

虚拟现实暴露疗法(virtual reality exposure therapy, VRET)是治疗焦虑相关障碍的一种新型干预方法。现有研究指出,VRET可以弥补传统暴露治疗的不足,但容易受到成本较高、效果有限等缺点的限制。而随着技术的普及与升级,VRET在自助化、普适化和有效性上取得新的发展。新研究纷纷指出,VRET不仅有效,同时还可以实现患者自助化治疗、结合非侵入式脑刺激技术进一步增强效果。本文旨在对近年VRET应用于焦虑相关障碍治疗的新进展进行回顾,分别从VRET对焦虑相关障碍治疗的效果、自助化干预的发展以及结合非侵入式脑刺激技术增强效果这三个方面总结研究成果,提出未来展望。     

脑解剖结构的三维可视化研究及临床应用

目的：总结脑解剖结构的三维可视化研究进展及其临床应用。方法：查阅近年来与脑解剖结构三维可视化相关的文献,了解三维可视化技术的应用方法及临床意义。结果：三维可视化技术在脑解剖、数字人脑图谱、虚拟现实、神经导航及远程医疗等方面已得到广泛应用。结论：随着三维可视化技术在多学科领域的广泛应用及与更多科技领域的合作,将会推动神经外科向更加先进医疗方式的发展。     

The effectiveness of virtual reality distraction for pain reduction: A systematic review

Virtual reality technology enables people to become immersed in a computer-simulated, three-dimensional environment. This article provides a comprehensive review of controlled research on the effectiveness of virtual reality (VR) distraction for reducing pain. To be included in the review, studies were required to use a between-subjects or mixed model design in which VR distraction was compared with a control condition or an alternative intervention in relieving pain. An exhaustive search identified 11 studies satisfying these criteria. VR distraction was shown to be effective for reducing experimental pain, as well as the discomfort associated with burn injury care. Studies of needle-related pain provided less consistent findings. Use of more sophisticated virtual reality technology capable of fully immersing the individual in a virtual environment was associated with greater relief. Overall, controlled research suggests that VR distraction may be a useful tool for clinicians who work with a variety of pain problems.     

虚拟现实建模语言(VRML)在数字化医学图像中的应用

利用VRML进行医学体数据三维重建，探索VRML在数字化医学图像三维重建中的应用。通过VRML建模并结合VC 、JavaScript编程语言对其进行完善，能得到质量较高的脏器图像，与传统三维重建效果近似。VRML浏览器可以提供较好的人机实时交互环境，能基本达到医学领域中对三维重建与实时显示的要求。利用VRML建模进行医学图像三维重建，是不同于传统三维重建的新方法；作为实现医学虚拟现实三维可视化的新工具，VRML在数字化医学图像处理领域有着广阔的应用前景。     

心血管血液流动虚拟现实

基于强大的有限元分析软件ANSYS ,开发了一套用于心血管系统动脉粥样硬化病灶性部位血流动力学分析的专业软件。该软件通过友好的图形用户界面 ,将医学图像数字化处理、计算流体力学与流动可视化技术有机地结合起来 ,形成一个方便、快捷的血流动力学分析集成软件环境 ,可以让医生在虚拟环境下对心血管疾病进行外科手术规划 ,优化手术方案     

脑Willis环前循环动脉瘤的虚拟解剖研究

目的通过VR技术观测脑Willis环及相关动脉瘤的解剖数据,研究动脉瘤的发生与Willis环变异的关系。方法采集前循环动脉瘤患者头颅CT薄层血管扫描影像资料,在立体三维空间内观测并分析动脉瘤的发生与脑Willis环解剖变异的关系。结果 50例患者共57个动脉瘤VR环境下完成重建,三维空间内清晰直观的显示动脉瘤的解剖细节;50例患者Willis环左侧ACA-A1平均管径明显大于右侧;前交通动脉瘤患者ACA-A2夹角为(141.6±19.79)°,非前交通患者夹角为(113.68±16.73)°;12例PCoA-AN患者有7例胚胎型PCA。结论脑血管形态学类型不同是动脉瘤形成的重要因素。VR虚拟解剖较传统尸体解剖相比,具有重复利用性强、避免破坏尸体标本及立体三维解剖研究等独特优势。     

The use of virtual reality in patient education related to medical somatic treatment: A scoping review

ObjectiveTo map the available evidence on the context, content and outcome of VR in patient education in situations related to preparation for medical somatic treatment.MethodsA Scoping review. In October 2020, the Embase, CINAHL, MEDLINE and PsycINFO databases were searched with the terms ‘Virtual Reality’ and ‘Patient Education’. The literature was synthesised and mapped with a narrative approach.Results17 studies published between 2015 and 2020 were included in the qualitative synthesis.VR was applied in (paediatric) surgery and radiation therapy treatment. VR interventions were heterogeneous regarding technical applications, context of implementation, guidance by healthcare professionals and integration in education sessions. Anxiety reduction was demonstrated significantly in some studies. Patients experienced VR education useful; it enhanced understanding, improved communication with healthcare professionals and encouraged treatment compliance.ConclusionsThe application of VR in patient education is a promising technology. Patients are highly satisfied and experience enhanced understanding. VR education was not effective in reducing all anxiety, pain and stress and improving preparedness for treatment.Practice implicationsIt is important to develop VR interventions profoundly. The application of a methodological framework for VR development is recommended. Involve patients, educationalists and technology professionals in the development of technology interventions.     

Physiological response to a speech stressor presented in a virtual reality environment

The feasibility of using virtual reality (VR) technology to induce a physiological response to stress was assessed in 12 volunteers during a laboratory session in which each participant completed a speech task within a VR environment and a math task outside the VR environment. Both tasks were effective in eliciting a physiological response with significant increases observed in response to each stress task in systolic and diastolic blood pressure and heart rate. Increases in plasma epinephrine and norepinephrine concentrations were observed during the speech task and in plasma epinephrine concentrations during the math task although these differences did not reach statistical significance. The use of VR technology may be a viable alternative to methods currently employed in presenting stressful tasks with the potential advantage of decreased variability in the audience response to the participants' performance.