虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)在醫(yī)學手術(shù)的應(yīng)用
2021-1-19 18:31:12??????點擊：
虛擬現(xiàn)實技術(shù)和現(xiàn)代醫(yī)學的飛速發(fā)展以及兩者之間的融合使得虛擬現(xiàn)實技術(shù)已開始對生物醫(yī)學領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響，目前正處于應(yīng)用虛擬現(xiàn)實的初級階段，其應(yīng)用范圍包括從建立合成藥物的分子結(jié)構(gòu)模型到各種醫(yī)學模擬，以及進行解剖和外科手術(shù)教育等。當前計算機經(jīng)常被用來設(shè)計各種合成藥物，虛擬仿真器允許研究人員測試各種新藥物的特性，如北卡羅來那大學使用的Grope III 虛擬仿真器，它可以是研究人員看到或感受到一種藥物分子是如何與其他生物化學物質(zhì)相互作用的，這些先進的儀器和技術(shù)大大加速了用于各種疾病的藥物開發(fā)過程。
用于醫(yī)學方面的虛擬現(xiàn)實應(yīng)用程序可以將由CAT（計算機軸向?qū)游鯴射線攝影）或MRI（磁共振成像）生成的二維圖像與體視圖像組合起來，然后用立體眼鏡觀察，醫(yī)生可以用這種技術(shù)進行診斷，而不必進行一些侵入性的醫(yī)療步驟。
使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可以進行人體解剖仿真，醫(yī)學院的學生們可以不必局限于書本和尸體，為了了解人體解剖學的復(fù)雜性，可以使用一個虛擬的病人。外科手術(shù)仿真類似于解剖仿真但要了解更多的、有關(guān)各種器官和肌肉的性能與行為方面的知識，為了修補、移植或摘除某些組織和器官，外科醫(yī)生必須與人體打交道，將空間跟蹤定位裝置固定在虛擬手術(shù)刀或手術(shù)剪上，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)就可以監(jiān)視和記錄外科醫(yī)生的位置和方向。該外科醫(yī)生帶一個虛擬頭盔顯示器就可以看到一個虛擬的人體立體視圖，該虛擬人體具有正在工作的肌肉骨骼系統(tǒng)和完整得到相互作用的器官系統(tǒng)，因而它能向真實的人體一樣具有生命力。
外科手術(shù)仿真器使得外科醫(yī)生在做一次比較復(fù)雜的外科手術(shù)之前可以先進行練習，然后將練習的成果應(yīng)用于實際手術(shù)之中。他們可以對各種各樣的病歷進行演練甚至可以使用根據(jù)某個病人的特點而形成的真實計算機三維人體模型。這種事先的演給病人為醫(yī)生給病人進行成功的手術(shù)創(chuàng)造了可能
對病人實施外科手術(shù)之前，外科醫(yī)生可以先用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)進行練習。如果將該病人的真實形象（利用計算機軸向?qū)游鯴射線攝影、磁共振成像、或其他成像技術(shù)獲?。┧腿敕抡嫦到y(tǒng)，外科醫(yī)生就可以對實際的外科手術(shù)作出相應(yīng)的規(guī)劃，因而使得他可以預(yù)料到難以預(yù)料到的某些復(fù)雜性。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行虛擬外科手術(shù)還可以為那些剛走上工作崗位的醫(yī)生或醫(yī)學院的學生提供更多的機會去演練以前從未做過的手術(shù)。
在虛擬外科手術(shù)中，外科醫(yī)生戴著可以顯示計算機生成立體圖像的頭盔顯示器，頭盔上裝有空間跟蹤定位器，顯示的圖像始終跟蹤著外科醫(yī)生的視線，當外科醫(yī)生轉(zhuǎn)動頭部時，空間跟蹤定位器就發(fā)信號給虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)去調(diào)整仿真中的視圖。當外科醫(yī)生用頭盔顯示器看著虛擬手術(shù)臺上的用計算機制作的三維仿真人體模型時，頭盔顯示器同時可以顯示出該虛擬病人的血壓、心率或其他生理信息。
在虛擬外科手術(shù)中，外科醫(yī)生戴著數(shù)據(jù)手套，拿著虛擬手術(shù)刀，數(shù)據(jù)手套上也配備位置跟蹤定位裝置，這樣虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)便可以準確的跟蹤人體的運動和位置，以及在醫(yī)生和虛擬病人之間的手術(shù)動作。一些類似手術(shù)儀器、而且可以提供力反饋的設(shè)備正在研制當中，他們可以提供手術(shù)刀或其他器械通過虛擬肌肉是的真實阻力。
完成一次虛擬手術(shù)后外科醫(yī)生還可以按一下復(fù)位按鈕重復(fù)進行。如果虛擬病人死了還可以讓他馬上起死回生，以便是外科醫(yī)生重頭開始，重復(fù)練習，積累經(jīng)驗，從而增加實際手術(shù)的成功率。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)和現(xiàn)代醫(yī)學的飛速發(fā)展以及兩者之間的融合使得虛擬現(xiàn)實技術(shù)已開始對生物醫(yī)學領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響，目前正處于應(yīng)用虛擬現(xiàn)實的初級階段，其應(yīng)用范圍包括從建立合成藥物的分子結(jié)構(gòu)模型到各種醫(yī)學模擬，以及進行解剖和外科手術(shù)教育等。當前計算機經(jīng)常被用來設(shè)計各種合成藥物，虛擬仿真器允許研究人員測試各種新藥物的特性，如北卡羅來那大學使用的Grope III 虛擬仿真器，它可以是研究人員看到或感受到一種藥物分子是如何與其他生物化學物質(zhì)相互作用的，這些先進的儀器和技術(shù)大大加速了用于各種疾病的藥物開發(fā)過程。
用于醫(yī)學方面的虛擬現(xiàn)實應(yīng)用程序可以將由CAT（計算機軸向?qū)游鯴射線攝影）或MRI（磁共振成像）生成的二維圖像與體視圖像組合起來，然后用立體眼鏡觀察，醫(yī)生可以用這種技術(shù)進行診斷，而不必進行一些侵入性的醫(yī)療步驟。
使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可以進行人體解剖仿真，醫(yī)學院的學生們可以不必局限于書本和尸體，為了了解人體解剖學的復(fù)雜性，可以使用一個虛擬的病人。外科手術(shù)仿真類似于解剖仿真但要了解更多的、有關(guān)各種器官和肌肉的性能與行為方面的知識，為了修補、移植或摘除某些組織和器官，外科醫(yī)生必須與人體打交道，將空間跟蹤定位裝置固定在虛擬手術(shù)刀或手術(shù)剪上，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)就可以監(jiān)視和記錄外科醫(yī)生的位置和方向。該外科醫(yī)生帶一個虛擬頭盔顯示器就可以看到一個虛擬的人體立體視圖，該虛擬人體具有正在工作的肌肉骨骼系統(tǒng)和完整得到相互作用的器官系統(tǒng)，因而它能向真實的人體一樣具有生命力。
外科手術(shù)仿真器使得外科醫(yī)生在做一次比較復(fù)雜的外科手術(shù)之前可以先進行練習，然后將練習的成果應(yīng)用于實際手術(shù)之中。他們可以對各種各樣的病歷進行演練甚至可以使用根據(jù)某個病人的特點而形成的真實計算機三維人體模型。這種事先的演給病人為醫(yī)生給病人進行成功的手術(shù)創(chuàng)造了可能
對病人實施外科手術(shù)之前，外科醫(yī)生可以先用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)進行練習。如果將該病人的真實形象（利用計算機軸向?qū)游鯴射線攝影、磁共振成像、或其他成像技術(shù)獲取）送入仿真系統(tǒng)，外科醫(yī)生就可以對實際的外科手術(shù)作出相應(yīng)的規(guī)劃，因而使得他可以預(yù)料到難以預(yù)料到的某些復(fù)雜性。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行虛擬外科手術(shù)還可以為那些剛走上工作崗位的醫(yī)生或醫(yī)學院的學生提供更多的機會去演練以前從未做過的手術(shù)。
在虛擬外科手術(shù)中，外科醫(yī)生戴著可以顯示計算機生成立體圖像的頭盔顯示器，頭盔上裝有空間跟蹤定位器，顯示的圖像始終跟蹤著外科醫(yī)生的視線，當外科醫(yī)生轉(zhuǎn)動頭部時，空間跟蹤定位器就發(fā)信號給虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)去調(diào)整仿真中的視圖。當外科醫(yī)生用頭盔顯示器看著虛擬手術(shù)臺上的用計算機制作的三維仿真人體模型時，頭盔顯示器同時可以顯示出該虛擬病人的血壓、心率或其他生理信息。
在虛擬外科手術(shù)中，外科醫(yī)生戴著數(shù)據(jù)手套，拿著虛擬手術(shù)刀，數(shù)據(jù)手套上也配備位置跟蹤定位裝置，這樣虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)便可以準確的跟蹤人體的運動和位置，以及在醫(yī)生和虛擬病人之間的手術(shù)動作。一些類似手術(shù)儀器、而且可以提供力反饋的設(shè)備正在研制當中，他們可以提供手術(shù)刀或其他器械通過虛擬肌肉是的真實阻力。
完成一次虛擬手術(shù)后外科醫(yī)生還可以按一下復(fù)位按鈕重復(fù)進行。如果虛擬病人死了還可以讓他馬上起死回生，以便是外科醫(yī)生重頭開始，重復(fù)練習，積累經(jīng)驗，從而增加實際手術(shù)的成功率。
聲明：文章內(nèi)容整理來源于網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)屬于原作者，如有問題，請聯(lián)系我們！
- 上一篇：虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)在醫(yī)學手術(shù)的應(yīng)用 2021/1/20
- 下一篇：虛幻引擎5技術(shù)解析：幾何圖像的思想 2021/1/19
