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【摘要】：VR（虚拟与现实）技术是一个多个学科和多个领域相互交叉、相互渗透、相互融合的产物，伴随着电脑机的普及和电脑技术的快速的发展起来，VR技术即（虚拟与现实）的技术已经渐渐的应用到许多的领域中。我将主要对VR技术对医学领域手术相关部分进行浅显的剖析，以及VR技术在医学教育中应用的可能性进行简单的解析。
【关键词】：；医学的教育；VR人体技术；VR手术技术；VR（虚拟现实）技术
0.VR（虚拟与现实）技术的概念
对于VR（虚拟与现实）技术其实质上说，就是一种可视化的非常先进的电脑用户接口，它同时给使用者提供视、听、触等直观的感受，而又能够使使用者有实时交互感知，用有限的区域提供给使用者更方便的操作，进而去减轻使用者的负担、更能进一步的提高系统的整体工作效率。VR技术应用的对象和领域是不同的，VR技术也可以表现为各种不同的形式。，例如将概念设计进行可视化操作；实现更加逼真的现场效果；对一些昂贵的项目进行廉价的模拟训练等。VR技术的大体概念如下：VR技术是一种利用电脑模拟一种环境（如电影现场、手术操作现场等），并通过相应的传感设备使用户“进入”到相对应的环境中，让该用户与该用户所处的环境进行直接的自然交互的技术。所说的模拟环境就是利用电脑制作出具颜色的立体场景，它可以是真实世界，也可以是虚拟世界。
1.VR技术在医疗领域中的应用
1.1通过VR技术进行手术模拟
面对日益逐渐复杂的外科手术技术，就提出了要使用新的方法来培训外科医生，以方便提升他们的手术操作技能。通过在模拟器上进行反复的训练，从而提高医生手术的安全性；模拟器可以模拟出人体内的最重要区域，进而进行手术；如果在手术前进行手术模拟实验，就能够完善手术预期的设计，让手术更安全。眼科手术、颅外科、心脏外科都是目前研究的主题。
VR手术系统是一种专门用来应对手术的，进行模拟仿真的虚拟交互应用系统，最主要的过程是体实例建模、数据可视化、人体各部分器官的形变与仿真、传感与反馈、图形的显示与图像的处理等几部分。其中人体实例建模为第一步也是重要的一步。那么首先，我要应用一些相应的三维软件进行建模，虚拟出所需要的环境和执行该操作的虚拟用户，其次，对病人需要手术的区域进行模拟建模。然后与可用数据进行连接，就可以呈现出一个逼真的手术场景，让外壳医生进行学习和研究。在虚拟的手术过程中，我们需要仔细的观察手术区域及邻近组织的虚拟3D结构，然后确认位置在进行模拟手术操。然而想要细致的显示出组织内部的3D结构，然后在确定需要手术的目标位置是一件非常困难的事情。所以我们就需要有大量的可视化数据进行配合，并不断完善VR虚拟手术系统。
1.2三维虚拟人体结构解剖图
人体结构解剖图一直都是学习人体结构特征的主要的工具。人体结构解剖图多是用立体形式绘画出的图片或者是现实的人体结构解剖的图片。而我们的虚拟人体结构解剖图是运用电脑技术进行数字化与可视化的三维虚拟人体结构解剖的图谱，可以让用户在没有外界任何干扰的情况下进行观察、移动和手动解剖人，使得医生能够快速的学习到相关的解剖信息。这个三维虚拟人体结构系统可以包含以下功能：（1）自由的选择观察视角、可以观察内部结构、立体观察人体；（2）自由的进行解剖、手术、穿刺等模拟；（3）可以虚拟成像进行可视化操作；（4）可以观察到所有器官的名称、种类、以及描述结构的相关信息；（5）测量器官、组织等物质之间的距离。 这套完整的三维虚拟人体结构可以进行交互式操作，并且能够提取相应器官的信息，如器官所在的位置、特征、内部结构等相关信息。在这个虚拟系统中有三个主要特征：（用实际的人体数据创建出两个虚拟的人体模型（男人和女人）；同时创建出一个虚拟的动态心脏，用来观察心脏跳动的状态；在附加上相应器官的解剖信息、颜色、纹理这样就可以显示逼真的解剖结构。这样就可以快速地知道某个器官的信息以及在人体的位置。所以只要确定虚拟人体中的一个位置，就能够快速选择出二维切面图像，并且可以自由改变视点。
方便、快捷、安全、可操作性广是虚拟人体系统在医疗方面的优点。
2.VR技术在医疗教学领域中的应用
医学的教育是与其它教学有很多不同的，它不仅仅要要讲授医学的基本理论、医学的原理，还需要与现代医学发展相结合。传统医学教学的模式已经跟不上医学更新的速度，并且影响了医学教学的效果。随着电脑技术的发展与VR技术的成熟与应用，这对传统的医学教学模式有着巨大的影响。
2.1更新现有的学习理念符合时代要求
VR（虚拟与现实）技术为学习及教育提供了一个崭新的平台，为各个领域学习理论并与实践互动提供了可能性。虚拟环境的支持与配合刺激了学习的乐趣也培养了动手的实践。在VR技术支持的活动中，用逼真的虚拟环境带来感官的刺激与反馈，容易实现学习者对内需与动机的满足。 VR技术是完全满足所需场境设计上的任何要求。为学习者提供能够主动学习的心理特征的过程，决定了学习的动机是学习者与环境间相互的作用。VR技术可以创造模拟出真实而生动的环境，并且提供多种多样的交互手段以方便学习的需要，它可以让学习者在一个可控制的虚拟环境里进行自由的活动与探索，并获得对事物的客观认识（感性、理性），有利于激发学习者的思维以及研究思维，从而深入的理解概念并可以创造出新的思维与创意。虚拟环境的建立，为教学提供出一种新的模式，开放的虚拟环境内含丰富的教学资源、逼真的场景以及学习者的兴趣，使学习者摆脱了枯燥无味的课本说教，并能够参与到实践中来。这充分反映了VR技术给教育帶来的变革，更加具体更加实体化。
2.2.应用VR技术可以完善教学条件上的不足
医学这么学科是一项具有很强实践性的学科，整个教学过程中都必须贯穿着实验和实习。这门课程至关重要的就是实验教学部分的好坏。想要获得必要的综合技能学习者只能通过大量的实验和大量的综合实验去印证。才能获得一定的工作能力。而在医学教学中，有时候会因实验的设备、解剖实验用的动物、尸体及经费等多方面的原因，使一些教学实验无法正常进行。近些年来大学的扩招，学生成员的增加，导致可做实验的尸源不断的减少。利用VR系统，可以在一定程度上弥补这些方面的不足，学生通过VR虚拟技术可获得与真实实验一样的感受。这样在一定程度上弥补了因为缺乏尸源和实验设备造成学生动手操作过于少的不足。
3.展望未来
随着时代的不断前行，科技技术的不断发展，信息高速的化的传递与普及可以预测到在医学与医学教育的领域中得到更加深入、更加广泛的使用，同时也是医疗事业大变革的时代。在虚拟与现实的支持下的现代化的教学手段也将在各个医学类科研院的培训中起着重点的作用，使用空间也会越来越大。
参考文献：
[1]虚拟手术中四面体切割及优化问题研究.胡志秋.青岛大学 2005
[2]虚拟现实技术及其应用 李长山 北京石油工业出版社 2006
[3]虚拟现实技术在医学中的发展与应用 杨锦华 2005
[4]医学教育探索 陈丹芸 2005
【关键词】：；医学的教育；VR人体技术；VR手术技术；VR（虚拟现实）技术
0.VR（虚拟与现实）技术的概念
对于VR（虚拟与现实）技术其实质上说，就是一种可视化的非常先进的电脑用户接口，它同时给使用者提供视、听、触等直观的感受，而又能够使使用者有实时交互感知，用有限的区域提供给使用者更方便的操作，进而去减轻使用者的负担、更能进一步的提高系统的整体工作效率。VR技术应用的对象和领域是不同的，VR技术也可以表现为各种不同的形式。，例如将概念设计进行可视化操作；实现更加逼真的现场效果；对一些昂贵的项目进行廉价的模拟训练等。VR技术的大体概念如下：VR技术是一种利用电脑模拟一种环境（如电影现场、手术操作现场等），并通过相应的传感设备使用户“进入”到相对应的环境中，让该用户与该用户所处的环境进行直接的自然交互的技术。所说的模拟环境就是利用电脑制作出具颜色的立体场景，它可以是真实世界，也可以是虚拟世界。
1.VR技术在医疗领域中的应用
1.1通过VR技术进行手术模拟
面对日益逐渐复杂的外科手术技术，就提出了要使用新的方法来培训外科医生，以方便提升他们的手术操作技能。通过在模拟器上进行反复的训练，从而提高医生手术的安全性；模拟器可以模拟出人体内的最重要区域，进而进行手术；如果在手术前进行手术模拟实验，就能够完善手术预期的设计，让手术更安全。眼科手术、颅外科、心脏外科都是目前研究的主题。
VR手术系统是一种专门用来应对手术的，进行模拟仿真的虚拟交互应用系统，最主要的过程是体实例建模、数据可视化、人体各部分器官的形变与仿真、传感与反馈、图形的显示与图像的处理等几部分。其中人体实例建模为第一步也是重要的一步。那么首先，我要应用一些相应的三维软件进行建模，虚拟出所需要的环境和执行该操作的虚拟用户，其次，对病人需要手术的区域进行模拟建模。然后与可用数据进行连接，就可以呈现出一个逼真的手术场景，让外壳医生进行学习和研究。在虚拟的手术过程中，我们需要仔细的观察手术区域及邻近组织的虚拟3D结构，然后确认位置在进行模拟手术操。然而想要细致的显示出组织内部的3D结构，然后在确定需要手术的目标位置是一件非常困难的事情。所以我们就需要有大量的可视化数据进行配合，并不断完善VR虚拟手术系统。
1.2三维虚拟人体结构解剖图
人体结构解剖图一直都是学习人体结构特征的主要的工具。人体结构解剖图多是用立体形式绘画出的图片或者是现实的人体结构解剖的图片。而我们的虚拟人体结构解剖图是运用电脑技术进行数字化与可视化的三维虚拟人体结构解剖的图谱，可以让用户在没有外界任何干扰的情况下进行观察、移动和手动解剖人，使得医生能够快速的学习到相关的解剖信息。这个三维虚拟人体结构系统可以包含以下功能：（1）自由的选择观察视角、可以观察内部结构、立体观察人体；（2）自由的进行解剖、手术、穿刺等模拟；（3）可以虚拟成像进行可视化操作；（4）可以观察到所有器官的名称、种类、以及描述结构的相关信息；（5）测量器官、组织等物质之间的距离。 这套完整的三维虚拟人体结构可以进行交互式操作，并且能够提取相应器官的信息，如器官所在的位置、特征、内部结构等相关信息。在这个虚拟系统中有三个主要特征：（用实际的人体数据创建出两个虚拟的人体模型（男人和女人）；同时创建出一个虚拟的动态心脏，用来观察心脏跳动的状态；在附加上相应器官的解剖信息、颜色、纹理这样就可以显示逼真的解剖结构。这样就可以快速地知道某个器官的信息以及在人体的位置。所以只要确定虚拟人体中的一个位置，就能够快速选择出二维切面图像，并且可以自由改变视点。
方便、快捷、安全、可操作性广是虚拟人体系统在医疗方面的优点。
2.VR技术在医疗教学领域中的应用
医学的教育是与其它教学有很多不同的，它不仅仅要要讲授医学的基本理论、医学的原理，还需要与现代医学发展相结合。传统医学教学的模式已经跟不上医学更新的速度，并且影响了医学教学的效果。随着电脑技术的发展与VR技术的成熟与应用，这对传统的医学教学模式有着巨大的影响。
2.1更新现有的学习理念符合时代要求
VR（虚拟与现实）技术为学习及教育提供了一个崭新的平台，为各个领域学习理论并与实践互动提供了可能性。虚拟环境的支持与配合刺激了学习的乐趣也培养了动手的实践。在VR技术支持的活动中，用逼真的虚拟环境带来感官的刺激与反馈，容易实现学习者对内需与动机的满足。 VR技术是完全满足所需场境设计上的任何要求。为学习者提供能够主动学习的心理特征的过程，决定了学习的动机是学习者与环境间相互的作用。VR技术可以创造模拟出真实而生动的环境，并且提供多种多样的交互手段以方便学习的需要，它可以让学习者在一个可控制的虚拟环境里进行自由的活动与探索，并获得对事物的客观认识（感性、理性），有利于激发学习者的思维以及研究思维，从而深入的理解概念并可以创造出新的思维与创意。虚拟环境的建立，为教学提供出一种新的模式，开放的虚拟环境内含丰富的教学资源、逼真的场景以及学习者的兴趣，使学习者摆脱了枯燥无味的课本说教，并能够参与到实践中来。这充分反映了VR技术给教育帶来的变革，更加具体更加实体化。
2.2.应用VR技术可以完善教学条件上的不足
医学这么学科是一项具有很强实践性的学科，整个教学过程中都必须贯穿着实验和实习。这门课程至关重要的就是实验教学部分的好坏。想要获得必要的综合技能学习者只能通过大量的实验和大量的综合实验去印证。才能获得一定的工作能力。而在医学教学中，有时候会因实验的设备、解剖实验用的动物、尸体及经费等多方面的原因，使一些教学实验无法正常进行。近些年来大学的扩招，学生成员的增加，导致可做实验的尸源不断的减少。利用VR系统，可以在一定程度上弥补这些方面的不足，学生通过VR虚拟技术可获得与真实实验一样的感受。这样在一定程度上弥补了因为缺乏尸源和实验设备造成学生动手操作过于少的不足。
3.展望未来
随着时代的不断前行，科技技术的不断发展，信息高速的化的传递与普及可以预测到在医学与医学教育的领域中得到更加深入、更加广泛的使用，同时也是医疗事业大变革的时代。在虚拟与现实的支持下的现代化的教学手段也将在各个医学类科研院的培训中起着重点的作用，使用空间也会越来越大。
参考文献：
[1]虚拟手术中四面体切割及优化问题研究.胡志秋.青岛大学 2005
[2]虚拟现实技术及其应用 李长山 北京石油工业出版社 2006
[3]虚拟现实技术在医学中的发展与应用 杨锦华 2005
[4]医学教育探索 陈丹芸 2005