醫(yī)學(xué)虛擬現(xiàn)實與臨床醫(yī)療

一、概述

二、生物醫(yī)學(xué)工程研究的主要內(nèi)容

三、醫(yī)院中的生物醫(yī)學(xué)工程——臨床工程

四、醫(yī)學(xué)虛擬現(xiàn)實1目前一頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點一、概述定義內(nèi)涵特點2目前二頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點什么叫生物醫(yī)學(xué)工程

生物醫(yī)學(xué)工程（BiomedicalEngineering,BME）是運(yùn)用自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理和方法，研究人的生理、病理過程，揭示人體的生命現(xiàn)象，并從工程角度解決防病治病問題的一門綜合性學(xué)科。一、概述3目前三頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點美國國立衛(wèi)生研究院有關(guān)名詞命名專家組的定義：

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是結(jié)合物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)和計算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)原理，從事生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、行為學(xué)或衛(wèi)生學(xué)的研究：①提出基本概念，產(chǎn)生從分子水平到器官水平的知識；②開發(fā)創(chuàng)新的生物學(xué)制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息學(xué)方法；③用于疾病預(yù)防、診斷和治療，病人康復(fù)，改善衛(wèi)生狀況等目的。一、概述4目前四頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點早期的生物醫(yī)學(xué)工程也稱為醫(yī)學(xué)工程學(xué)(MedicalEngineering)：綜合運(yùn)用數(shù)理科學(xué)原理和現(xiàn)代工程技術(shù)研究和解決基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)中問題的分支學(xué)科。

臨床工程學(xué)（或臨床醫(yī)學(xué)工程學(xué)）(ClinicalEngineering)：綜合運(yùn)用數(shù)理科學(xué)原理和現(xiàn)代工程技術(shù)的理論和方法研究、解決臨床醫(yī)學(xué)實際問題的分支學(xué)科。一、概述5目前五頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點生物醫(yī)學(xué)工程是工程學(xué)與生物醫(yī)學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物理念上是綜合與分析的結(jié)合結(jié)果上是工程技術(shù)或產(chǎn)品為生物醫(yī)學(xué)服務(wù)一、概述6目前六頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點工程學(xué)（綜合）生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的內(nèi)涵工程學(xué)（綜合）信息反饋市場產(chǎn)品生物醫(yī)學(xué)（分析）醫(yī)學(xué)檢驗裝置開發(fā)理論想法7目前七頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的特點生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)工程學(xué)電子學(xué)計算機(jī)科學(xué)力學(xué)材料科學(xué)機(jī)械制造學(xué)-----------生物醫(yī)學(xué)生物學(xué)神經(jīng)科學(xué)內(nèi)科學(xué)外科學(xué)矯形科學(xué)

--------綜合分析8目前八頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點二、生物醫(yī)學(xué)工程

主要研究內(nèi)容9目前九頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點醫(yī)學(xué)道德與倫理解剖與生理生物力學(xué)康復(fù)工程與輔助技術(shù)生物材料學(xué)組織工程學(xué)生物醫(yī)學(xué)儀器生物醫(yī)學(xué)傳感器生物信號處理生物電現(xiàn)象生物醫(yī)學(xué)工程主要研究內(nèi)容生物系統(tǒng)建模與仿真基因組學(xué)和生物信息學(xué)計算生物學(xué)與復(fù)雜性理論放射成像醫(yī)學(xué)成像光學(xué)和激光在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備和技術(shù)微型診療系統(tǒng)…………10目前十頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點生物材料的應(yīng)用例11目前十一頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點模型及仿真的實例心臟模型的計算機(jī)仿真膝關(guān)節(jié)模型的計算機(jī)仿真例12目前十二頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點電學(xué)模型計算機(jī)模型教學(xué)模型力學(xué)模型心臟例13目前十三頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點微型診療系統(tǒng)

－－消化道檢測膠囊美國SmartPillDiagnositics,Inc.研制的SmartpillTM

智能藥丸，用于監(jiān)測胃腸道壓力和腸道運(yùn)轉(zhuǎn)時間。美國Medtronic公司的BravoTM藥丸可吸附在食道上實時監(jiān)測PH值，已進(jìn)入臨床。例14目前十四頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點消化道微型手術(shù)機(jī)器人韓國膠囊式內(nèi)窺鏡機(jī)器人（Endoscopicmicrocapsule），在多關(guān)節(jié)式藥丸系統(tǒng)中，集成了微型攝像頭、微型泵、組織活檢鉗、PH值傳感器等微型設(shè)備，系統(tǒng)具有主動運(yùn)動與姿態(tài)控制功能，可以完成局部藥物釋放、圖像采集、PH值測定、組織活檢、治療等多種功能。例15目前十五頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點三、醫(yī)院中的生物醫(yī)學(xué)工程

——臨床工程16目前十六頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點臨床工程的定義與內(nèi)涵醫(yī)療儀器設(shè)備工程醫(yī)院信息工程醫(yī)療影像信息工程遠(yuǎn)程醫(yī)療工程臨床診斷醫(yī)療工程臨床工程的學(xué)科建設(shè)臨床工程17目前十七頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點臨床工程學(xué)臨床工程學(xué)

(ClinicalEngineering)：

綜合運(yùn)用數(shù)理科學(xué)原理和現(xiàn)代工程技術(shù)的理論和方法研究、解決臨床醫(yī)學(xué)實際問題的分支學(xué)科。18目前十八頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點國家教委已在2004年明確我國生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教育的方向和目標(biāo)，從生物醫(yī)學(xué)工程與儀器、生物材料與組織工程、生物醫(yī)學(xué)信息、臨床工程四個方向向國際先進(jìn)水平靠近。國家衛(wèi)生部醫(yī)院管理研究所和中華醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)工程學(xué)會也于2005年開始了“臨床工程師資格認(rèn)證”工作。盡管還沒有相應(yīng)的法律、法規(guī)支持和納入規(guī)范化，但這一大步的前進(jìn)仍具有可喜可賀的里程碑意義。BME專業(yè)教育和人才培養(yǎng)19目前十九頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點臨床診斷醫(yī)療工程20目前二十頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點（一）、定義利用數(shù)字影像、計算機(jī)及空間定位技術(shù)制定合理的手術(shù)方案并進(jìn)行手術(shù)模擬。CAS基于計算機(jī)，對大量數(shù)據(jù)信息高速處理及控制更安全、更準(zhǔn)確。它可以對圖像進(jìn)行三維重建和融合，術(shù)前充分評估患者的情況，規(guī)劃手術(shù)路徑、方案，模擬手術(shù)。術(shù)中追蹤手術(shù)器械，引導(dǎo)手術(shù)。確定手術(shù)范圍，從而使外科手術(shù)更加精確、安全和微創(chuàng)化。

計算機(jī)輔助外科手術(shù)

(computeraidedsurgery，CAS)21目前二十一頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點醫(yī)學(xué)圖像CTMRIPETDSADRI外科醫(yī)生結(jié)合圖像立體定位系統(tǒng)光學(xué)定位機(jī)械定位超聲定位電磁定位患者手術(shù)器械配合配準(zhǔn)跟蹤三維顯示（二）、組成22目前二十二頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點1、光學(xué)定位法2、機(jī)械手定位法3、超聲波定位法4、電磁定位法5、混合定位系統(tǒng)（三）、立體定位系統(tǒng)23目前二十三頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點（四）、配準(zhǔn)用計算機(jī)圖像處理技術(shù)將各種影像模式投影在一個坐標(biāo)系下，融合成新的醫(yī)學(xué)模式。按操作分為:基于外部特征基于內(nèi)部特征24目前二十四頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點（五）、應(yīng)用神經(jīng)外科術(shù)血管畸形手術(shù)脊椎手術(shù)內(nèi)鏡手術(shù)關(guān)節(jié)置換手術(shù)耳鼻喉科手術(shù)骨科手術(shù)教學(xué)25目前二十五頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點四、醫(yī)學(xué)虛擬現(xiàn)實計算機(jī)和電子技術(shù)創(chuàng)造的新世界看似真實的模擬世界26目前二十六頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點虛擬現(xiàn)實（VirtualReality，VR）：一種基于可計算信息的沉浸式交互環(huán)境。采用以計算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進(jìn)行交互、相互影響，從而產(chǎn)生等同親臨真實環(huán)境的感受和體驗。虛擬現(xiàn)實27目前二十七頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點虛擬現(xiàn)實_范疇虛擬現(xiàn)實是高度發(fā)展的計算機(jī)技術(shù)在各種領(lǐng)域的應(yīng)用過程中的結(jié)晶和反映。圖形學(xué)圖像處理模式識別網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并行處理人工智能……數(shù)學(xué)物理通信氣象地理美學(xué)心理學(xué)社會學(xué)……28目前二十八頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點虛擬現(xiàn)實_關(guān)鍵技術(shù)實物虛化：現(xiàn)實世界空間向多維信息化空間的一種映射，主要包括基本模型構(gòu)建、空間跟蹤、聲音定位、視覺跟蹤和視點感應(yīng)等。虛物實化：確保用戶從虛擬環(huán)境中獲取同真實環(huán)境中一樣或相似的視覺、聽覺、力覺和觸覺等感官認(rèn)知。高性能計算處理技術(shù)：主要包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)；實時、逼真圖像生成與顯示技術(shù)；多種聲音的合成與聲音空間化技術(shù)等。29目前二十九頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點虛擬現(xiàn)實_特點沉浸感(Immersive):用戶將感覺不到身體所處的外部環(huán)境而“融合”到虛擬世界中去;交互性(Interactive):用戶可通過三維交互設(shè)備直接控制虛擬世界中的對象并獲得反饋;虛擬環(huán)境中人的參與與反饋人機(jī)交互的有效性人機(jī)交互的實時性30目前三十頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點虛擬現(xiàn)實_特點多感知性(Multi-Sensory):VR系統(tǒng)具有感知視、聽、觸、嗅、味等多種信息的能力;構(gòu)想性（Imagination）：VR應(yīng)具有廣闊的可想像空間，可拓寬人類認(rèn)知范圍，不僅可再現(xiàn)真實存在的環(huán)境，也可以隨意構(gòu)想客觀不存在的甚至是不可能發(fā)生的環(huán)境。31目前三十一頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)（ImmersiveVR）增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)（AugmentedVR）桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)（DesktopVR）分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)（DistributedVR）虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)分類32目前三十二頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是一種高級的、較理想的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，它提供一個完全沉浸的體驗，使用戶有一種仿佛置身于真實世界之中的感覺。沉浸式ＶＲ系統(tǒng)

（ImmersiveVR）33目前三十三頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點具有高度實時性能。具有高度的沉浸感。具有良好的系統(tǒng)集成度與整合性能。具有良好的開放性。能同時支持多種輸入與輸出設(shè)備并行工作。

34目前三十四頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)也稱窗口虛擬現(xiàn)實，是利用個人計算機(jī)或初級圖形工作站等設(shè)備，以計算機(jī)屏幕作為用戶觀察虛擬世界的一個窗口，采用立體圖形、自然交互等技術(shù)，產(chǎn)生三維立體空間的交互場景，通過包括鍵盤、鼠標(biāo)和力矩球等各種輸入設(shè)備操縱虛擬世界，實現(xiàn)與虛擬世界的交互。桌面式ＶＲ系統(tǒng)(DesktopVR)35目前三十五頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點用戶處于不完全沉浸的環(huán)境，缺少完全沉浸、身臨其境的感覺，即使戴上立體眼鏡，仍然會受到周圍現(xiàn)實世界的干擾。對硬件設(shè)備要求低，有時甚至只需要計算機(jī)，或是增加數(shù)據(jù)手套、空間跟蹤設(shè)置等。由于其實現(xiàn)成本相對較低，所以應(yīng)用相對普遍，而且它也具備了沉浸性虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的一些技術(shù)要求。36目前三十六頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點增強(qiáng)式VR系統(tǒng)(AugmentedVR)增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)既可以允許用戶看到真實世界，同時也可以看到疊加在真實世界上的虛擬對象，它是把真實環(huán)境和虛擬環(huán)境組合在一起的一種系統(tǒng)。終極目標(biāo)：用戶感覺不到現(xiàn)實世界中的真實物體與用于增強(qiáng)視覺信息的虛擬物體之間的差別37目前三十七頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點平視顯示器即抬頭顯示器（HeadUpDisplay），戰(zhàn)機(jī)飛行員的平視顯示器，它可以將儀表讀數(shù)和武器瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù)投射到安裝在飛行員面前的穿透式屏幕上，可以使飛行員不必低頭讀座艙中儀表的數(shù)據(jù)，從而可集中精力盯著敵人的飛機(jī)或?qū)Ш狡睢?8目前三十八頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點真實世界和虛擬世界融為一體。具有實時人機(jī)交互功能。真實世界和虛擬世界是在三維空間中整合的。39目前三十九頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)

（DistributedVR） 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)運(yùn)行在分布式系統(tǒng)下有兩方面的原因：充分利用分布式計算機(jī)系統(tǒng)提供的強(qiáng)大計算能力；有些應(yīng)用本身具有分布特性，如多人通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行游戲和虛擬戰(zhàn)爭模擬等。

40目前四十頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點各用戶具有共享的虛擬工作空間。偽實體的行為真實感。支持實時交互，共享時鐘。多個用戶可以各自不同的方式相互通信。資源信息共享以及允許用戶自然操縱虛擬世界中的對象。分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點41目前四十一頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點虛擬人_數(shù)字人美國主導(dǎo)和醞釀的幾個具有國際影響的研究計劃：人類基因組計劃(HumanGenomeProject,HGP)可視人計劃(VisibleHumanProject,VHP)虛擬人計劃(VirtualHumanProject,VHP)人類腦計劃(HumanBrainProject,HBP)等雖然有各自的研究目標(biāo)，但在人體模型、人體信息的數(shù)字化研究上有著一定的內(nèi)在聯(lián)系。為此，美國科學(xué)家聯(lián)盟(FAS)于2001年又將上述計劃概括為數(shù)字人計劃(DigitalHumanProject,DHP)。醫(yī)學(xué)應(yīng)用42目前四十二頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點虛擬人_數(shù)字人數(shù)字人計劃目標(biāo)：實現(xiàn)人體從基因到分子、細(xì)胞、組織、器官、系統(tǒng)和整體的精確模擬。經(jīng)歷4個發(fā)展階段“虛擬可視人”“虛擬物理人”“虛擬生理人”“虛擬智能人”43目前四十三頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點虛擬人外國虛擬人研究1989年美國國立醫(yī)學(xué)圖書館開始醞釀為“可視化人體計劃”?？屏_拉多大學(xué)健康科學(xué)中心承擔(dān)數(shù)據(jù)獲取工作，第一套男性(斷面距離為1.0mm)、女性(斷面距離為0.33mm)VHP數(shù)據(jù)集分別于1994年、1995年完成并向世界公布。44目前四十四頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點美國虛擬人1號45目前四十五頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點中國虛擬人研究2001年北京174次香山科學(xué)會議“中國數(shù)字化虛擬人體科技問題”啟動中國數(shù)字化虛擬人體的研究。第一軍醫(yī)大(南方醫(yī)科大學(xué))中國虛擬人I號(男)，0.2mm；中國虛擬人II號(女)，0.1mm。46目前四十六頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點虛擬現(xiàn)實技術(shù)在

中醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用經(jīng)絡(luò)可視化顯示的研究虛擬針灸遠(yuǎn)程脈診系統(tǒng)中醫(yī)四診教學(xué)系統(tǒng)47目前四十七頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點經(jīng)絡(luò)可視化顯示的研究例48目前四十八頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的中醫(yī)針灸虛擬現(xiàn)實技術(shù)在

中醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用例49目前四十九頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點50目前五十頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點51目前五十一頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點52目前五十二頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點遠(yuǎn)程脈診系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實技術(shù)在

中醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用例53目前五十三頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點虛擬現(xiàn)實技術(shù)

在西醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用藥物分子設(shè)計數(shù)字化虛擬人體試驗。解決以往必須先通過動物實驗、小樣本臨床驗證才能用于臨床實驗的時間跨度。新藥研制苯乙烯分子球棍模型54目前五十四頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點醫(yī)學(xué)教育虛擬人體骨骼通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立起人體結(jié)構(gòu)模型，可以使學(xué)生通過人機(jī)交互對人體模型進(jìn)行瀏覽，在模型內(nèi)部“漫游”，能讓學(xué)生非常直觀、輕松學(xué)習(xí)解剖結(jié)構(gòu)，發(fā)揮學(xué)習(xí)的主動性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)

在西醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用55目前五十五頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點醫(yī)學(xué)解剖56目前五十六頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點虛擬解剖57目前五十七頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點標(biāo)本的數(shù)字資料完整，提供完整的資源直觀的為學(xué)生創(chuàng)建人體器官的空間結(jié)構(gòu)可重復(fù)對標(biāo)本進(jìn)行解剖操作，節(jié)省大量的資源教學(xué)時間和場所可靈活設(shè)置，實現(xiàn)自主開放性教學(xué)整合了大體、斷層、局部、系統(tǒng)解剖學(xué)課程，將獨立的課程有機(jī)的集合起來虛擬人體解剖的優(yōu)勢58目前五十八頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點培訓(xùn)外科大夫以往培訓(xùn)一位合格的外科醫(yī)生，要在上級醫(yī)生帶領(lǐng)下，長期在病人身上積累手術(shù)經(jīng)驗。這種“練手藝”的過程，代價高、風(fēng)險在、不具備重復(fù)性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)

在西醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用59目前五十九頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點運(yùn)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以使醫(yī)務(wù)工作者沉浸于虛擬的場景內(nèi)，體驗并學(xué)習(xí)如何應(yīng)付各種臨床手術(shù)的實際情況，通過視、聽、觸覺感知等多種感官了解和學(xué)習(xí)各種手術(shù)實際操作，對于年輕醫(yī)生可以經(jīng)過在計算機(jī)上進(jìn)行多次的手術(shù)仿真訓(xùn)練，再上真正的手術(shù)臺，可極大的節(jié)約培訓(xùn)醫(yī)務(wù)人員的費用和時間，依據(jù)專家的經(jīng)驗創(chuàng)建出的手術(shù)專家系統(tǒng)還可以在訓(xùn)練中進(jìn)行必要的提示和指導(dǎo)。虛擬手術(shù)仿真訓(xùn)練系統(tǒng)具有低代價、零風(fēng)險、多重復(fù)性、自動指導(dǎo)的優(yōu)點。虛擬患者可隨時“原地滿血”復(fù)活。虛擬現(xiàn)實技術(shù)

在西醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用60目前六十頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點在虛擬手術(shù)中，醫(yī)生戴著數(shù)據(jù)手套，拿著虛擬手術(shù)刀，數(shù)據(jù)手套上配備位置跟蹤定位裝置，這樣虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)便可以精確的跟蹤醫(yī)生的運(yùn)動和位置，模擬產(chǎn)生醫(yī)生和虛擬病人之間的手術(shù)操作交互。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(dāng)中，他們可以提供手術(shù)刀或其他器械通過虛擬肌肉時的真實阻力。虛擬手術(shù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)

在西醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用例61目前六十一頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點德國卡爾斯魯厄大學(xué)的虛擬腹腔鏡手術(shù)62目前六十二頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點腰椎穿刺虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)63目前六十三頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點虛擬醫(yī)學(xué)手術(shù)仿真訓(xùn)練是一種技術(shù)難度較大的應(yīng)用。與其它虛擬現(xiàn)實應(yīng)用相比，它的特點是：1、虛擬場景復(fù)雜，需要產(chǎn)生多層次、多種形態(tài)、相聯(lián)關(guān)系復(fù)雜的三維虛擬人體組織；2、人機(jī)交互性強(qiáng)，要求定位和反饋精確度高。虛擬手術(shù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)

在西醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用64目前六十四頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點技術(shù)難點：

1、仿真的逼真性較低，主要原因是不同虛擬人體組織（尤其是軟組織）的精確解剖結(jié)構(gòu)和幾何模型細(xì)節(jié)層次的建立以及三維實時顯示算法仍有待進(jìn)一步的改進(jìn)和優(yōu)化；

2、虛擬組織的各種行為模型（即真實動態(tài)物理模型，如在受到外力時的組織實時形變等）的建立還不夠完善和真實；虛擬手術(shù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)

在西醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用65目前六十五頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點3、多通道感覺的缺乏，目前研究大多集中于視覺效果的虛擬，對其他感覺通道如聽覺、觸覺等力反饋的表現(xiàn)較為缺乏，而在醫(yī)學(xué)手術(shù)中力的反饋是非常重要的；4、多種不同來源的三維醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的融合和復(fù)雜模型的LOD模型優(yōu)化等技術(shù)尚有待發(fā)展；由于人體數(shù)據(jù)的復(fù)雜程度高、量大，采用現(xiàn)有數(shù)據(jù)組合生成最終虛擬手術(shù)使用的人體模型數(shù)據(jù)集的建模方法還有待研究；5、由于西方人種與黃色人種在生理結(jié)構(gòu)上有一定的差異，國外人體模型和研究產(chǎn)品并不能完全適應(yīng)我國的需要。虛擬手術(shù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)

在西醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用66目前六十六頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點虛擬醫(yī)學(xué)手術(shù)仿真訓(xùn)練的技術(shù)實現(xiàn)主要分為以下三個部分：1、醫(yī)學(xué)圖像的三維重建2、虛擬人體組織器官的物理建模3、虛擬手術(shù)器械與虛擬人體的碰撞檢測和力反饋虛擬手術(shù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)

在西醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用67目前六十七頁\總數(shù)七十四頁\編于二十三點

虛擬手術(shù)：逐步形成之中相關(guān)研究方向主要有：醫(yī)學(xué)可視化（MedicalVisualization）醫(yī)學(xué)增強(qiáng)現(xiàn)實（MedicalaugmentedReality）醫(yī)用機(jī)器人，手術(shù)模擬（SurgerySimulation）圖象引導(dǎo)手術(shù)（ImageGuidedSu