医学仿真技术范文1
一、虚拟仿真技术应用优势
剖析虚拟仿真技术又被称为模拟技术，是指借助计算机技术生成模拟仿真系统，利用仿真系统对现实技术操作进行模拟，这对医学操作训练来说非常重要。模拟的仿真系统可以，为使用者创设可以多次重复操作的仿真场景，使用者可以在仿真的场景中获得比较真实的体验和感受。学校不需要考虑实际操作存在的风险，可以有效避免一定的经济损失，又能够帮助使用者熟悉掌握某种操作技术。现阶段，虚拟仿真技术逐渐成熟，在实验教学中发挥着至关重要的作用。就医学护理教学而言，虚拟仿真技术生成了虚拟仿真系统，构建了虚拟人体模型，在教学过程中融入了虚拟仿真内容，将教学内容以三维立体仿真动画视频的形式加以呈现，融合了不同类型的资源，实现了虚拟场景、仿真操作对象、教学过程的有机统一，有助于帮助学生明晰教学重点、突破教学难点，强化对教学内容的认知和理解。※戴富芳虚拟仿真技术应用于内科护理学教学具有独特优势，可以应用于人体解剖实训操作、标准化病人模拟、护理操作技术教学等环节，为学生学习内科护理学课程创设虚拟仿真环境。在此种虚拟仿真情境中，学生可以完成护理评估、护理诊断、护理实施等内容的学习，增加自身对护理知识的理解深度。对虚拟仿真情境的创设可以发散学生的思维，锻炼学生的实践操作能力。虚拟仿真技术可以将内科护理学教学难点以中职学生能够理解的形式呈现出来，便于学生深入的了解内科护理学知识。
二、传统中职内科护理学教学现状与问题
随着医疗事业的发展，传统中职内科护理学教学逐渐暴露出不同程度的问题，其中，过于关注理论教学而轻视临床实践的问题较为突出。内科护理教师仍在采用教师讲、学生听的教学方式，学生一直处于被动学习的状态中未能实现自主学习。虽然很多中职院校也设置了内科护理学实训课程，但限于实训教学经验和基础设施的不足，影响了教学效果的达成。从医学临床实践过程来看，为了有效规避医疗事故，关于临床教学的要求不断增多。但很多学生参与临床实践的途径较少，无法直接参与患者护理工作，导致临床经验不够丰富，动手能力较弱。由于学生长期处于接受内科护理学课堂教学的理论学习状态，“动眼不动手”的现象较为突显。除了实践能力无法得到有效提高之外，在人际关系处理、人文关怀修养提升等层面也缺少足够的锻炼。仅凭借课堂讲授很难理解内科护理课程内容，更不利于深入掌握医学护理知识，对于后续学习医学护理课程内容会有很大的影响。除此之外，学生对内科护理学习内容理解不透彻，长此以往，很容易丧失学习兴趣，进而影响教学成效。
三、基于虚拟仿真技术的中职内科护理学教学策略
（一）优化教学组织模式
不断优化教学组织模式，采用双重管理制度，既要包括教师管理，也涉及护士长管理。同时，积极组建内科护理教学研究小组，明确教学研究小组承担的教学任务和责任，利用网络教学平台将学习任务给学生，为学生创设线上学习、自主探究的学习途径。此外，虚拟仿真技术的应用可以更好地满足学生零距离操作的需求，在模拟仿真情境中学生可以进行分组演习，进而有助于提升应变能力水平。
（二）完善教学过程
完善内科护理学教学过程。其一，深度解析学习任务。例如，可以利用网络教学平台学习任务，让学生对静脉输液的学习任务有初步的了解，帮助学生剖析静脉输液的流程图，引导学生明确本节课的教学重点及难点，并利用虚拟仿真技术对静脉输液的流程进行模拟。其二，进行虚拟仿真操作。让学生在3D操作系统中模拟静脉输液的具体流程，对每一个环节进行细化，加强学生对本节课知识点的把握和理解。其三，加强实践操作。实践操作环节可以以小组合作的形式进行。其中，要引导学生着重关注“核对”“无菌”等操作事宜。教师要对学生实际操作的全过程进行监督，及时纠正错误，促使学生形成条件反射。
（三）革新考核模式
为了更好地提升虚拟仿真技术在内科护理教学中的应用成效，应积极革新内科护理学教学考核模式。仍以静脉输液学习任务为例，可以在内科护理学教学中实施“OSCE”（多站式考核管理系统）考核模式，不同小组成员分别模拟不同的角色，具体为“被护理人员”“配药人员”“输液人员”，同时，结合课程内容需要，可以适当增加沟通与巡视环节，对静脉输液过程进行模拟。除此之外，要从内科护理具体案例切入，引导学生对内科护理具体案例进行剖析，通过学生对内科护理具体案例进行分析的表现，着重考察学生的应变能力及人文关怀素养。在学生完成实践操作之后，利用教师评价、组内评价相结合的方式对学生的实践操作行为进行评价，深入挖掘学生在实践操作过程中存在的共性问题。为了更客观地评价学生的学习成绩，可以将“OSCE”考核模式和传统考核模式有机整合起来，按照7:3的比例核算最终成绩。
四、应用体会与结论
（一）应用体会
一是相比于传统内科护理学教学，虚拟仿真技术为内科护理学教学增添了生动性和趣味性，将内科护理学课程内容变得具象化，为学生创设了虚拟仿真情境。学生在虚拟仿真情境中能够完成具体操作流程，可以加深对每一个操作环节的记忆，这样更有利于促使学生在新知识和旧知识之间建立起联结，进而掌握内科护理学教学重点及难点。二是虚拟仿真技术在内科护理学教学中应用为学生提供了“实操”“可视”的教学活动，此种教学活动更好地满足了中职学生的学习特点，学生在动手操作过程中可以发散思维，提升应变能力。三是考核模式的革新更有利于深化内科护理学教学内容，角色扮演、模拟病房等方式进一步细化了内科护理的具体流程，不仅可以让学生对角色和责任有更为深刻的认知，而且这种教学考核也更具有现实意义。
（二）结论
医学仿真技术范文2
近年来，全国各所高校大规模扩招，每所学校的入学人数每年都在增加，而学校教学设施的更新却跟不上这种速度。以我校为例，10年前我校每年的招生人数为300人左右，而如今每年的入校新生超过2000人。很多院校的实验教学出现“捉襟见肘”的现象，特别是医学院校的物理实验教学，多位学生共用一台实验仪器，甚至有的学生根本不参与实验。
2、仿真技术在医用物理实验教学中的应用及优势
2.1仿真技术改变以教师为中心的“填鸭式”教学模式
随着计算机和网络的普及，将计算机仿真实验软件放入校园网络或计算机实验室中，能使实验教学走出课堂，在时间和空间上得到延伸。由于仿真软件的可视性和可操作性，学生可以提前结合实验教科书进行预习、学习和探究，大大激发了学生探索和创新的兴趣。到上实验课时，学生不再被迫接受“填鸭式”灌输，而是主动提出问题和想法，并在实验过程中予以解决和验证。
2.2仿真技术增加了合理的实验内容
2005年，我校购买了中国科技大学的大学物理仿真实验软件，此软件包含了大量的基础物理实验，其中核磁共振、原子光谱分析、核衰变的统计等实验，解决了由于资金不足无法开设和现代医学相关的近代物理实验的问题，开阔了学生的视野，使学生进一步认识到物理学的重要性，提高了学生学习物理学的热情。除此之外，该套软件里的分光计实验、偏振光的研究等降低了光学实验调节步骤的复杂性，节约了购买昂贵光学仪器的费用。
2.3仿真技术缓解了实验场地不足的情况
由于学校扩招，学生人数大量增加，导致实验场地不足。引入仿真软件，再结合学校机房的计算机就可缓解实验场地不足的情况。由于学校机房的计算机数量较多，学生可以每人一台，这样就解决了多人共用一台实验仪器的问题，使每位学生都参与到实验的过程中。
3、仿真实验和实物实验的关系
医学仿真技术范文3
【关键词】中医药院校；虚拟仿真；文献计量学
虚拟仿真技术是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上，将仿真技术与虚拟现实技术相结合的产物。该技术发展可追溯到20世纪80年代，最初被美国军方用于对飞行员和宇航员的模拟训练。随着社会不断进步和科技的不断创新，虚拟仿真技术逐渐转向民用，并逐渐应用于教育、医疗、工业、科技、交通等领域［1］。近年来，国外高校在教学中应用虚拟仿真技术方面取得了巨大成果。中国为加快推进信息技术与高校实验教学的融合，不断强化优质实验教学资源的开发与应用，从2010年开始，国务院和教育部出台了一系列相关政策，大力提倡高校建立虚拟仿真实验中心。2014年教育部批准了100个部级虚拟仿真实验教学中心。2017—2020年，教育部开展普通本科高等院校示范性虚拟仿真实验教学项目建设工作。为贯彻落实国务院《中医药发展战略规划纲要（2016—2030年）》［2］，中医药虚拟仿真技术的开发也正在大力开展，虚拟仿真技术在中医药领域的发展与崛起也为中医药院校带来前所未有的机遇与挑战。近些年，中医药高校在学校的建设中，已将虚拟仿真技术广泛应用于中医理论、中药、中医诊治、中医教育及中医药健康服务产业等领域［3］。当前，中国的院校教育是高等教育的主体，是学术成果、论文产出的重要基地。文献作为科研产出的主要形式，其数量和质量能从侧面反映出该领域的研究水平和最新进展［4］。在2011—2021年十年间，中医药院校的虚拟实训平台建设情况如何？该研究基于文献计量学的方法，对全国24所中医药院校2011—2021年所发表的论文情况进行分析，以期为中医药院校学科建设和传统医学发展提供参考。
1资料来源与研究方法
该研究以中国知网（CNKI）、万方数据、重庆维普三大中文全文数据库为数据来源，以全国独立法人建制的24所高等本科中医药院校为检索对象，其名称如下（以首个汉字拼音排序）：安徽中医药大学、北京中医药大学、成都中医药大学、福建中医药大学、甘肃中医药大学、广西中医药大学、广州中医药大学、贵州中医药大学、河北中医学院、河南中医药大学、黑龙江中医药大学、湖北中医药大学、湖南中医药大学、江西中医药大学、辽宁中医药大学、南京中医药大学、山东中医药大学、山西中医药大学、陕西中医药大学、上海中医药大学、天津中医药大学、云南中医药大学、长春中医药大学、浙江中医药大学；选择数据范围为期刊论文；选择时间范围为2011—2021年；以“虚拟＋中医药”为主题词检索虚拟仿真平台建设的相关文献，然后查看题目、摘要、确定文献是否符合入选标准，如不能确定，则查看内容并进行综合分析筛选；只纳入第一作者或通信作者的论文为该校论文；用Excel软件，借助Note－Express文献整理工具和RStudio云图制作软件对筛选出的文献进行文献产量、文献质量、文献内容和应用领域的图表分析与结果研究。
2图表分析与结果研究
2．1文献产量分析。共筛查到全国24所中医药院校2011—2021年虚拟仿真相关期刊论文689篇，利用Excel软件对筛选出的论文按照年份进行统计归纳，生成折线图（如图1所示）。从图1可以看出，从2011年到2021年，全国24所中医药院校有关虚拟仿真方面的文献量总体是增加的；随着2014年教育部对部级虚拟仿真实验教学中心建设的投入，自2014年开始虚拟仿真相关文献的数量出现明显增长，且在2015年后增速明显；2016—2019年间发文量略有下降但保持稳定状态；2019之后增速明显，这种增速很大一部分因素是源于国家和教育部对虚拟仿真项目的更加重视［5］。该研究对各中医药院校的发文量进行进一步筛选统计，发现发文量位列前五的是北京中医药大学（64篇）、南京中医药大学（57篇）、山东中医药大学（50篇）、广州中医药大学（48篇）和上海中医药大学（42篇），其中北京中医药大学发表相关文献最多（如表1所示）。这5所院校也是国家最早兴建的中医药高等院校，具有良好的学术声望和优质的科研资源［6］，近些年在虚拟仿真平台建设方面也走在全国中医药院校的前列。从表1不难看出，单就发文量来说，各院校间存在明显差异，这也从侧面反映了各院校虚拟仿真技术的各项投入和建设情况的差异，位于东部地区包括北京、上海、广州、山东等省份地理位置优越、科教规模大的中医药大学，其虚拟资源的投入和论文析出情况均优于其他地区院校。
2．2文献质量分析。文献质量的评价标准以是否刊载在核心期刊、影响因子、篇均被引频次、有无基金支持为例说明。一般期刊和核心期刊文献的参考价值是不同的，核心期刊文献的质量相对会更高，尤其是影响因子高的核心期刊，比较能够代表学科研究的发展水平，更能够受到专家学者认可，有较为准确的科学性和应用性［4，7］。文献统计结果显示，CSTPCD核心期刊发文220篇，北大核心期刊发文99篇，CSSCI期刊发文9篇，EI期刊发文2篇，SCI发文2篇。因有的期刊是几种核心的组合，例如《中医杂志》既是CST－PCD期刊，又是北大核心期刊。为避免重复统计，借助NoteExpress文献整理工具进行了查重筛选，最终筛选出核心期刊（包括CSTPCD、北大核心、CSSCI、EI、SCI）十年间的发文量共计233篇，总占比33．8％。在众多期刊中，将载文量大于10的12个期刊进行了统计（如表2所示），其中4个是核心期刊，总载文量为69篇，占比为10％（69／689）。从表2可以看出，载文量大于10的12个期刊中只有《中国中药杂志》和《中草药》的2021年复合影响因子较高（＞3）。统计显示，北京中医药大学在《中国中药杂志》上发文量为19篇，占该杂志总发文量的67．9％。从上述数据可以看出，全国中医药院校近十年有关虚拟仿真的核心文献量偏少；虽然这12个期刊中教育类期刊有4个，但都不是核心期刊，且论文整体以综述为主，主要以整理前人经验、系统综述和Meta分析的论文为主。影响因子是以论文的引用与被引用的数量关系为基础，反映期刊整体被引情况的指标［8］。论文平均影响因子为10年内平均每篇论文影响因子，期刊的影响因子数值均参考中国知网（CNKI）公示的（2021）复合影响因子。表1显示，北京中医药大学（1．76）、南京中医药大学（1．38）、山东中医药大学（1．25）、江西中医药大学（1．22）和广州中医药大学（1．12）分列平均影响因子前5名。被引频次是反映学术影响力总量的指标，指该篇论文被其他论文当做参考文献的次数［9－10］，篇均被引频次为10年内平均每篇论文被引频次。表1显示，山东中医药大学（8．16）、河北中医学院（8．06）、南京中医药大学（7．28）、湖南中医药大学（7．22）和北京中医药大学（6．51）分列篇均被引频次前5名。有无基金项目支持作为判断论文创新性的依据之一，可以从侧面反映出论文质量情况［11］。在所筛选出的文献中，基金项目析出论文为180余篇，占比总文献量的26．12％。其中，国家自然科学基金析出113篇，占比基金项目析出论文量的62．78％。
2．3文献内容分析。借助NoteExpress文献整理工具对这689篇文献进行内容的分类筛选，按照文献内容不同分为四类：实验教学与基础教学、科研与临床、现状分析与应用评价，以及设计开发与平台建设；并统计每一类文献的文献量，结果如图2所示。数据统计显示：关于实验教学和基础教学的论文有209篇，占比30．33％，占比最多，且进一步分类统计显示，在教学类文献中有2／3是实验教学方面的，这一点在图4中得到了有力印证；科研与临床方面的论文为185篇，占比26．85％；现状分析与应用评价方向的论文为155篇，占比22．50％；设计开发与平台建设的论文为140篇，占比20．32％。四类文献近十年的走势如图3所示，各类文献的走势图与图1多有类似，都是2014年后文献量增长显著，在2015年和2019年出现明显增速，且基础教学与实验教学类文献在2019年之后的增速最为明显。文献的关键词是核心内容的提炼浓缩，关键词词频能够反映出该领域的研究热点和受重视程度［12］。用NoteExpress进行689篇文献关键词词频统计，借助RStudio云图制作软件做出关键词云图（如图4所示）。图4显示，高共性词频为虚拟仿真、实验教学、分子对接、虚拟筛选、脑卒中、教学改革、教学模式、网络药理学、虚拟实验室等。另外，在教学领域的虚拟仿真技术偏重于实验教学。虚拟仿真实验教学模式实现了教学实践与信息技术的融合，已成为当今高等学校实验教学重要的教学工具之一［13－16］；而虚拟仿真技术在科研领域的研究热点多是在虚拟筛选、分子对接上。基于分子对接的虚拟筛选技术作为新型药物研究领域的一项重要辅助方法，在研究药物与机体标靶的作用机制和新型药品研发过程中发挥着极其重要的作用［17－18］。近几年，临床领域的研究热点是脑卒中，脑卒中常导致人体多方面功能障碍，包括运动障碍、认知障碍和言语障碍，严重影响患者的日常生活能力。传统的康复治疗往往需要耗费大量的人力和金钱，效率低下，过程枯燥乏味，不利于患者的长期康复。虚拟技术作为近年来发展迅速的新兴康复治疗手段，能够很好地解决上述问题［19］。
2．4应用领域研究。在进一步的应用领域研究中，研究者借助Note－Express对统计文献进行关键词词频提取，借助RStu－dio云图制作软件做出关键词云图（如图5所示），可以看出虚拟仿真技术已逐渐渗透到中医药领域的各个方面，涵盖中药学、人体解剖学、机能学、生理学、病理学、药理学、诊断学、分子生物、生物化学、形态和组织学等教学、科研及临床的各个方面［20］。有些应用处于深入应用阶段，例如：现阶段的中药学虚拟仿真教学体系涵盖了中药资源与辨识、中药炮制与制药、中药质量评价、中药药效与安全性评价等几个方面［21－23］，其应用逐渐深入；有些应用尚处于起步阶段，且存在不足，例如文献分析显示中医诊断的望、闻、问、切四诊部分尚缺乏闻诊项目［24］。从图5中也可以了解到存在虚拟仿真在学科发展不均衡的现象，明显呈现“重中药、轻中医”的方向，相对于虚拟仿真在中药学的应用，中医学基础理论研究和发扬中医学的现代应用较少。
3结论与建议
通过对2011—2021年全国24所院校虚拟仿真技术相关文献的调研，可以了解到近十年来随着国图52011—2021年虚拟仿真相关文献应用领域关键词云图家对中医药的重视和扶持，有关中医药虚拟仿真的建设也在全面开展，论文数量在稳步增长；虚拟仿真技术的应用在中医药相关领域形成了相对完善的平台；且在实验教学与基础教学、科研与临床有较好的发展态势；而对应的设计开发、平台建设、应用评价等方面的研究与探索也在日趋完善。同时也发现院校之间发展存在差距、学科发展不均衡、期刊质量有待提高等问题。针对这些问题，给出以下建议：
3．1校际资源共享。各高校虚拟平台的建设参差不齐，对于没有经济条件实现虚拟平台建设的高校来说，实现校际资源共享无疑是有利的。但目前来看，由于地域性、安全因素、知识产权保护等诸多原因，导致各高校之间的资源相对封闭且不能共享，这不利于国家整体教学和医疗水平的提高。实现资源共享、医教共建、校际合作，加强虚拟仿真教学向边远地区的普及，也需借鉴国外开展虚拟平台建设的经验，使有限的资源最大化利用，有利于消减院校差距［25］，使虚拟仿真建设逐步进入可持续发展的良性循环。
3．2加强校企合作。近年来，已有不少中医药院校结合自身情况，引入校企合作模式。发挥双方优势，共同参与研发过程；校企共建虚拟实训基地；联合培养专业技术人员等举措已初见成效。未来，开拓校企合作空间，促进设计开发与技术融合，在虚拟技术还不成熟的学科领域加大投入与扶持力度，不失为削减学科之间虚拟技术不平衡发展的有力举措［26］。
医学仿真技术范文4
关键词：虚拟仿真实验；医学虚拟仿真；虚拟仿真技术；知识图谱
随着新工科的建设发展，市场对人才的专业技能要求不断提升，考虑到传统教学在真实场景模拟方面的局限性，高校逐渐重视虚拟仿真实验的研究[1-2]，在虚拟环境中实现传统教学场景难以实现的教学功能。在医学领域，传统的教学方式难以让学生感触到医院真实的诊断场景，理论知识学习与临床实践分年级进行，影响学生的医学技能的掌握水平[3]。医学影像[4]设备较为昂贵，缺少实验设备的教学，效果会大打折扣。而虚拟仿真实验教学依托虚拟现实、3D技术、人机交互、多媒体等新兴技术构建高仿真的虚拟实验环境，将理论教学与实践教学相结合，成本相对较低，效果较为良好[5]，这也是医学领域实验教学的发展方向之一。
1数据来源及研究方法
1.1数据来源
为绘制医学领域虚拟仿真实验研究知识图谱，以“医学虚拟仿真”为关键词检索中国知网，共检索近十年（2012年1月-2022年2月）共419篇文献作为研究对象。
1.2研究方法
研究方法采用文献计量学领域中的文献可视化分析方法，并将分析结果以知识图谱的形式展现出来。将纳入研究的419篇文献导入到Citespace软件中，设置年份、时间片、阈值差值组合等参数绘制医学领域虚拟仿真实验研究知识图谱，并调整节点大小、字体大小等参数得到可视化效果最好的知识图谱。医学领域虚拟仿真实验研究知识图谱由节点和连接线组成，节点大小代表关键词出来的频次，连接线的粗细代表两节点之间的关系强弱，从而分析出医学领域虚拟仿真实验研究热点及研究趋势。
2医学领域虚拟仿真实验研究知识图谱分析
2.1医学领域虚拟仿真实验研究关键词分析
关键词每两年一个时间片，（c,cc,ccv）值设定为((1,1,1)，(2,1,2)，(3,1,10))，共得到281个点，398条边，Density=0.0101。对绘制的医学领域虚拟仿真实验研究关键词知识图谱进行了聚类分析，见图1，医学领域虚拟仿真实验研究热点聚类为16类，并统计了频次较高的关键词，见表1。
2.2医学领域虚拟仿真实验研究热点分析
经分析，2012年1月-2022年2月医学领域虚拟仿真实验研究热点主要集中在以下几个方面：⑴不同医学方向虚拟仿真实验研究（#C1、#C2、#C3、#C4、#C5、#C6、#C7、#C8、#C9、#C10、#C11、#C12、#C13、#C14、#C15、#C16）医学领域虚拟仿真实验研究主要包括预防医学、临床医学、动物医学、基础医学、康复医学、口腔医学、医学检验科学、病理学、医学微生物学、生物化学、生理学、医学机能学、医学免疫学、灾害医学、护理学、医学影像学（pacs系统）、外科学（人体解剖学、外科手术（开颅手术、穿刺技术））、突发公共卫生事件、应急医学救援等。姚小玲等[6]将医学影像技术专业的学生分为实验组和对照组，对比了虚拟仿真实验教学和传统教学的效果，研究发现，采用虚拟仿真实验教学的学生学习积极性和学习效果明显高于传统教学方法的学生。对口腔医学学生的研究发现[7]，虚拟仿真实验改变了传统的教学模式，为口腔医学专业的教学提供了机遇。李奇志等[8]以虚拟仿真实验为依托，结合实体用于医学细胞生物学的实验教学中，能够使学生更加快速的掌握实验知识。季林丹等[9]结合疫情期间医学遗传学实验的在线教学，阐述了虚拟仿真实验的必要性和可行性。曾嘉莹等[10]分析公共卫生与预防医学的26个虚拟仿真项目，研究公共卫生与预防医学虚拟仿真项目的评价指标，以期提高其实验质量。⑵医学虚拟仿真实验教学研究（#C1、#C2、#C4、#C5、#C6、#C7、#C8、#C9、#C11、#C12、#C13、#C14）医学虚拟仿真实验教学主要研究教学方法、教学方式、教学过程、教学目标等几大方面，其中教学方法主要研究PBL教学、混合式教学、翻转课堂；教学方式主要研究线上教学（虚拟仿真实验教学平台、mooc慕课教学）、实验室开放、教学实训及培训，做到虚实结合，提升实践技能及创新能力；教学过程注重实训教学、实验教学、操作技能量化考核；教学目标旨在通过医学实验教学改革，应用虚拟系统开展教学，借助教育信息技术创新教学环境，从而提高教学质量，培养创新型人才。林琼希等[11]将学生分为传统实验教学、虚拟仿真实验教学、混合式实验教学三组，对照分析医学微生物实验的教学效果，得出单纯的传统实验教学和虚拟仿真实验教学效果低于混合式实验教学，应结合传统教学及虚拟仿真教学的优势开展混合式教学。肖方竹等[12]构建了预防医学专业的综合虚拟仿真实验教学模式，通过一段时间的教学观察发现，虚拟仿真实验教学的线上教学模式不仅能激发学生学习的热情，也能让学生更好的理解知识。⑶医学实验虚拟仿真技术研究（#C1、#C2、#C3、#C4、#C5、#C7、#C9、#C10、#C11、#C13、#C15）医学实验虚拟仿真技术运用较多的有三维动画技术unity3D、数字仿真技术、远程通信、虚拟现实技术、网页技术、3D打印技术、模型建模。利用计算机辅助教学，通过虚拟仿真技术渲染实验场景给人以沉浸感，开发虚拟仿真系统及虚拟仿真设备（机器人、模拟人、仿真软件、虚拟仪器），以数字化模式实现医学可视化。
3总结及讨论
本文通过绘制知识图谱分析医学领域虚拟仿真实验研究热点，浅析医学领域虚拟仿真实验研究的现状，在接下来的医学虚拟仿真实验研究中，还应作以下三方面的深入研究，从而培养实践能力强，契合市场需要的医学实践型人才。⑴扩充医学虚拟仿真实验案例库，完善科学标准。应大量增加医学虚拟仿真实验的案例库，全方位的为学生提供练习案例，使学生更深入的掌握医学技能实践知识。同时，医学虚拟仿真实验中需完善科学标准，实验所涉及的医学知识、医学场景等医学元素都应符合现实医疗规范，给学生以科学、严谨的练习，从而能更好地适应真实医疗场景。⑵引入前沿信息技术，提高医学实验仿真效果。现有的医学虚拟仿真实验，大多数还局限于医学知识的展现，未真正还原真实的医疗场景，仿真的程度还不够，需要完善。应引入前沿信息技术，在时间和空间上做到场景还原，增强直观性、真实性、趣味性和可操作性，提高医学实验仿真效果，从而提升虚拟仿真实验教学质量。⑶打造医学虚拟仿真教学“金课”，培养实践型人才。针对传统医学实验教学中枯燥的教学模式，虚拟仿真教学应辅助教师进行课堂实验演示，对复杂、危险、破坏性强、周期长、后果无法控制的实验，可采用更直观的方式。同时，重视医学虚拟仿真实验教学，打造医学虚拟仿真教学“金课”，以医学思维和实践能力培养为主线，以医学虚拟仿真平台为手段，不受时空限制培养实践型人才。
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医学仿真技术范文5
【关键词】食品微生物学；实验教学；虚拟仿真
食品微生物学是食品类专业学科的专业基础课，具有很强的实践性，对培养学生动手操作能力、独立思考能力及综合解决问题能力有着举足轻重的作用。在目前的高校食品微生物学课程建设中，重视实验教学、实验比重大是其教学的一个特点。但如何高效运用实验教学，提升大学生创新能力和科学素质，成为了亟待解决的研究课题。虚拟仿真技术是以计算机软件和硬件技术为基础，综合三维计算机图形技术，广角立体显示技术，对观察者头、眼、手的跟踪以及信息反馈互动，形成集图像、动画、声音为一体的虚拟现实世界的技术[1-2]。近年来，随着互联网技术的发展与普及，虚拟仿真技术越来越商业和普遍化，逐渐运用到很多领域[3]。其中，将虚拟仿真技术运用到传统实验教学中，是实验教学改革的一项重要内容。利用虚拟仿真实验教学技术，可以帮助学生在开放、自主、快速的虚拟实验环境中，体验到高效、安全且经济的实验操作过程[4]。对于实验周期长、操作准备复杂或实验安全性难以满足的食品微生物实验教学项目来说，虚拟仿真实验教学可克服传统实验教学的不足，利用现代信息技术的优势，提高实验教学的效率。
1食品微生物实验教学主要存在的问题
从我校近几年食品微生物学实验课程的开设及执行情况来看，通过不断的教学总结和反思，食品微生物实验教学主要存在以下问题：
1.1实验教学内容单一。食品微生物学作为一门实践性学科，更加强调的知识的应用而非记忆。在我校，食品微生物学实验课时比例占总学时的50%（理论学时和实验学时各32学时），实验课时的设置比例非常高[5]。从目前实验课的开课内容来看，主要借鉴其他农林和工科院校的开课经验，在符合我校和我院的基本情况的基础上，选择了几个基础实验开设，如培养基的配置、革兰氏染色、菌落总数的测定、大肠菌群的测定及微生物细胞计数方法等基础操作实验内容。但是，对于食品科学专业学生而言，一些关于微生物在食品生产上的应用类的实验很难开设（如利用酵母菌发酵生产酒类；微生物在传统食品，如豆瓣酱、腐乳、醋、发酵火腿等生产中的应用；工业生产上微生物的在线控制；食品致病菌的检测）。再者，因食品微生物实验耗时较长，操作易污染，失败率较高等原因，限制了食品微生物综合性和探究性实验的开展。实践应用是食品微生物学作为一门应用学科区别于基础微生物学的最本质的特征，传统的实验教学内容的设置在注重实践能力培养方面显然存在不足。这一情况在其他院校，特别是工科基础相对薄弱的医学院校的食品微生物学实验的开课过程中非常普遍。
1.2实验教学手段单一。目前，传统的食品微生物学的实验教学的教学方式在激发学生兴趣方面，也有不足。实验内容的开设多以基础验证性为主，绝大多数学生对老师的讲解及实验指导书非常依赖，只会严格按照实验指导书的步骤一一操作，实验报告的撰写也是千篇一律，不会主动分析实验结果产生误差的原因，不能深刻理解实验的目的与意义。有的学生甚至利用实验时间，不认真做实验，悄悄完成实验报告，实验结果完全依靠理论知识来简单推理，而不是客观真实地反应实验现象[6]。这类实验课程的开设，对提高学生的实验操作能力、创新能力的培养不利，亦会造成实验资源的巨大浪费。
1.3实验课时利用率不高。食品微生物学实验和其他学科实验，如化学分析实验相比，因涉及到微生物细胞的培养，耗时非常长。而且操作繁琐，实验结果对环境和操作质量的依赖程度很高，这大大提高了食品微生物学实验的开课难度。因此在有限的实验学时内，很难安排更多的实验教学内容，如果实验失败，难以做到重复实验，这在一定程度上会降低学生对科学实验探究的热情。
2虚拟仿真技术在食品微生物实验教学中应用的意义
2.1适应当前实验条件不足的需要。由于我校是一所医学院校，工科基础薄弱，且受到实验室场地的限制，食品加工的工艺设备不足，还未建设一条完整的食品加工工艺学生产线，特别是发酵工艺设备尤其缺乏，与食品微生物学密切相关的发酵工程类实验只能选择停开。和购置昂贵的发酵工艺设备相比，虚拟仿真技术更容易实现更新，成本更低，时效性更好，能实现“一人一机”，每个学生均有上机实践操作的机会，适应了教育信息化的趋势，在当前的实验条件下能很好地解决这一问题。
2.2可帮助学生更直观地理解实验原理。在现代信息技术的支持下，虚拟仿真实验教学平台的设计，能够打破时间、空间、距离等的限制，为学生提供一个模拟、设计及分析实验的平台，模拟真实的实验环境，不仅让学生有身临其境的直观感受，在实验内容的设计上，还能帮助老师设计更加全面多层次的实验。比如在讲到微生物在食品生产中的具体应用时，对于没有接触过实际生产设备的学生，很难直观得获得知识。利用虚拟仿真技术可以将大型化、复杂化、自动化水平都较高的生产装置形象地展示在学生面前，学生能更直观地理解仪器加工的原理，在此基础上更好地理解微生物在食品加工过程中的利用原理和意义。
2.3可大大丰富实验教学内容。因传统食品工艺实验依赖实验仪器设备的程度高，且实验教学中因生物危害的原因，很多实验无法开展：如引起食物中毒或人畜共患病的致病微生物的检测等实验内容。利用虚拟仿真技术低污染、高安全且基本上不会产生“三废”的优点，可以引入更多学生感兴趣但是因操作风险高以往未开设的实验内容。
2.4可实现不同专业的特色化教学。食品微生物学在食品质量与安全和食品卫生与营养专业的学生中均有开设，以往因实验场地有限、实验教辅人员不足，两个专业的学生开设的实验没有适合专业特色的特色化差异。利用虚拟仿真技术可以比较轻松地实现“因材施教”。比如食品质量与安全属于工科专业，在实验教学中可引入更多的食品加工场景和工艺设计实验；食品卫生与营养学属于理学专业，更加注重微生物与营养健康的关系，在实验教学中可设计引入更多的实验教学，如导致食物中毒的食品微生物的控制等。
2.5可大大提高实验教学的效率。食品微生物学实验不仅会用到一些昂贵的生化试剂，耗时长也是影响实验正常开展的一大难点。虚拟仿真实验不受时间、空间的限制，学生可以通过校园网，全天候无限制访问，反复练习，随到随学，自主安排，具有更大的灵活性，提高实验教学效率。此外，学生利用虚拟仿真系统，可以轻松地完成课前自学，教师亦可利用这一教学平台，完成翻转课堂的理论教学改革。
2.6可更好地培养实践性、创新性人才。虚拟仿真实验教学系统能更好地配合老师解剖实验教学过程的知识点，老师能灵活地设计实验教学，引导学生在理解知识点的基础上，合理思考，正确操作。此外，虚拟仿真实验教学系统还通过实验参数、实验样品、实验对象等参数的随机调整，评定学生对实验知识和操作技能的掌握程度，教师可根据教学目的调整实验难度，既能满足日常教学的需要，也能作为学生实验成绩评定的一个工具。利用虚拟仿真平台，可方便教师组织各类型实验，如创新拓展实验、综合设计性实验、开放实验及实验技能大赛等，实现实践性和创新性人才的培养。同时，依托网络技术，可以最大限度地实现虚拟仿真实验教学平台的共享，对线上教学、线上线下混合式教学、远程教学的开展有非常重要的帮助。
3结语
医学仿真技术范文6
关键词:法医学;虚拟仿真;教学改革
为贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高[2012]4号）精神，教育部在2013年了《关于开展部级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》（教高司函[2013]94号），并于同年8月启动首批部级虚拟仿真实验教学中心申报工作，截至目前为止，全国已建设有300个部级虚拟仿真实验教学中心。[1-2]由于虚拟仿真实验具有高度还原性、高安全性和高创新性等优点，这种技术已经成为缓解实验教学条件不足、提升学生创新能力以及激发学生潜能的有效方法。[3]法医学是一门实践性很强的学科，实验练习是本专业学生掌握法医学专业知识和相关技能的重要方法。然而，在法医学实验实践中，面临许多传统方法难以解决的问题，如尸体解剖资源紧缺以及大型仪器设备昂贵，难以安排学生实际操作等问题。虚拟仿真技术的出现，可以为解决法医学中的这些难题提供切实可行的方法。
1法医学虚拟仿真平台架构模式选择
传统的虚拟仿真平台架构模式主要包括“B/S架构”和“C/S架构”。“B/S架构”是指数控虚拟仿真系统基于Browser/Ser-ver，即使用浏览器/服务器为基础的架构模式。[4]“C/S架构”是指数控虚拟仿真系统基于Client/Server，即使用客户/服务器为基础的架构模式。“C/S架构”客户端须要安装应用程序，相比较而言，“B/S架构”客户端可以通过浏览器访问虚拟仿真用户平台，采用互联网进行通信，这样就突破了时间和空间的限制，方便用户随时随地进行使用。[5]“B/S架构”模式是目前虚拟仿真平台普遍采用的一种模式，因此，法医学虚拟仿真平台的建设也应该首选这种架构模式。
2法医学虚拟仿真平台构建
法医学虚拟仿真平台主要由两大模块组成，包括学生模块和教师模块。学生模块包括训练模块、考核模块以及互动模块。教师模块主要由用户与权限管理模块和学习统计与分析模块。
2.1学生模块
（1）训练模块。训练模块主要是对特定实验对象和场景进行虚拟仿真建模，学生通过人机交互的虚拟操作进行训练学习，经过反复操作训练，使学生熟悉法医学实际工作流程并掌握相关操作技能。（2）考核模块。考核模块主要是模拟具体案件的全部要素，让学生结合自己掌握的知识和前期训练的结果，对案件进行处理。通过这一模块，可以考查学生专业知识和实验技能的掌握程度。（3）互动模块。互动模块提供一个开放的学习交流平台，学生可以在这个平台分享实验经验和学习心得，还可以邀请老师一起讨论解决实验中遇到的问题。互动平台提升学生在教学中的参与程度，使得学生既是知识的接收者，同时也是知识的创造者。
2.2教师模块
（1）用户与权限管理模块。该模块主要是定义不同角色在教学场景中的权限，包括学生、教师和平台管理员。学生可以通过选课码、教师导入名单等方式加入课堂，完成老师的虚拟实验并提交相关实验报告。教师作为课程负责人，对课程进行管理，配置实验时间以及时时查看统计信息等。平台管理员拥有最高权限，可以对整个平台系统进行管理。另外，根据实际需要，也可以增加助教、评审专家等角色并赋予相关权限。[6]（2）学习统计与分析模块。这一模块能够动态记录学生的学习轨迹，通过列表、柱形图和雷达图、路径图等多种形式全方位反馈学生学习的每个环节。同时实现对班级均分、班级分项均分以及分项分数分布等进行统计，为进一步优化平台模块提升教学质量提供数据支持。
3法医学虚拟仿真实验平台的应用
法医学虚拟仿真实验平台在本科教学中的实际应用主要有教学模式和考试模式这两种形式。（1）教学模式。法医学虚拟仿真实验平台可以延伸实验教学的时间和空间，克服法医学实验中大型仪器贵重、尸体解剖资源短缺以及犯罪现场重现困难等问题，为学生提供生动的学习体验。将虚拟仿真技术应用于法医学实验教学，在很大程度上加深学生对知识的直观认识，同时也提高了学生的实际操作能力。（2）考试模式。与传统考试模式相比，法医学虚拟仿真实验平台的考试模式更加全面。传统考试模式是静态模式下对知识点分割式的记忆考查，而虚拟仿真系统是动态模式下对学生知识记忆、实验操作以及综合分析能力的整体考核，更能体现学生满足实际工作需要的真实水平。
4结语
全面提高高等教育质量是我国教育发展的长期目标，其中提升本科教学质量是这一工作的重要组成部分。目前，随着学科的发展和社会环境的改变，法医学在本科教学领域也存在着发展瓶颈。由其是尸体解剖资源紧缺以及大型仪器设备昂贵等因素导致法医学实验难以顺利开展，这一现实条件严重制约法医学专业本科教学水平的提高。虚拟仿真作为一种新兴技术，已经在生物医疗、经济管理、电子电力等众多学科成功建立虚拟仿真实验平台，体现出其具有重大的应用价值。法医学虚拟仿真实验平台的建立，不仅为法医学实验开展提供有效解决途径，也为本科教学改革以及全面提升本科教学水平提供新的思路。
参考文献
[1]王曜晖,周万津,姚新生,杨俊伟,赵智权,葛正龙.医学虚拟仿真实验教学中心的建设与探索[J].基础医学教育,2018.20(12):1128-1131.
[2]祖强,魏永军.部级虚拟仿真实验教学中心建设现状探析[J].实验技术与管理,2015.32(11):156-158.
[3]杜彦敏.基于虚拟仿真技术的实验教学中心建设研究[J].教育教学论坛,2018(15):273-274.
[4]伊延吉.基于B/S架构的数控虚拟仿真实验中心建设研究[J].吉林省经济管理干部学院学报,2016.30(06):124-125.
[5]唐光艳.基于B/S架构的虚拟实验室研究与实现[J].辽宁师专学报(自然科学版),2011.13(02):53-54,57.
医学仿真技术范文7
1.采用虚拟仿真技术是解决教学改革难题的重要和有效的手段。
高职院校注重培养学生实践操作技能和勇于改革创新的能力，要求学生能够较快地适应生产第一线的岗位技能工作，是高职学院毕业生在人才市场竞争中所必备的条件，所以搞好实践教学，并为学生创造一个发挥想象空间的氛围是很必要的。随着虚拟仿真技术的在教学中的应用和发展，实训教学内容、实训教学手段、实训教学设备逐渐发生变革。传统的校内、校外集中或分散实训基地模式将转向校内外与虚拟仿真实训相结合的实训模式方向发展。通过传统实训和虚拟仿真实训的融合，相辅相成，相互补充，融入信息化要素的实训基地建设，符合现代职业教育教学技能的发展要求，使学生由浅入深、循序渐进地掌握工程施工的施工工序及工艺流程等施工方法和技能，从而满足学生在不同培养阶段的需要，为促进教学质量和人才培养质量的全面提高起到积极的作用，为高职院校课程改革提供了重要支撑。
2.利用虚拟仿真技术构建建筑工程技术教学中虚拟实训室的优势。
依托校园网，利用现代教育技术构建的建筑工程类虚拟实训室，能够对建筑工程类核心课程的教学起到真正的服务作用。虚拟实训室的构建过程同时也是一个现代信息技术在职业教育教学中运用的过程，其建立在一定的教学理论基础上，依托专业理论知识同时也可以促进理论知识学习。教师通过形象生动的三维数据模型，可以让学生更好的理解施工各阶段的工艺流程，将单调的理论学习上升为可激发学生学习兴趣、思考热情，激发三维空间想象能力和创新思维的学习，让学生更快更好的掌握专业知识。其次，通过计算机网络传输，教师的授课也不局限于传统教室，而是延伸到无限的互联网终端，最大限度提供了课堂的开放度。同时，虚拟实训室的开发构建也在一定程度上缓解了高职实训基地建设条件有限的实际困难。总之，运用现代教育技术进行建筑工程类专业的信息化资源建设，特别是虚拟仿真实训室的建设将是克服人才培养瓶颈，节约办学成本、解决师资力量不足，提高人才培养质量，促进教学手段和教学内容改革的不二选择。通过该虚拟实训室的建设可以改变传统意义上的课堂授课模式，是构建在新型信息化环境下的高职院校现代教育技术教学新模式。
二、建筑工程技术课程虚拟实训室的构建与开发
1.虚拟实训室的系统组成。
建筑工程技术课程虚拟实训室的构建主要以《建筑工程技术》课程中的核心内容为主体进行设计，包括土方工程、地基处理、桩基础工程、砌体工程、钢筋混凝土工程、预应力混凝土工程、结构安装工程、防水工程、装饰工程、脚手架与运输设备、冬期与雨期施工等共十一个知识模块，根据课程的主要内容和实施重点进行归纳合并，以及考虑工程实际情况，主要开发构建砌体结构工程、砼结构工程、钢结构工程三个虚拟实训项目子系统。各个子系统再进行细化，包括相关设计规范、技术标准、施工准备、工程图纸、技术交底、安全交底、联系单、工作记录等具体实训内容。系统以互动式三维动画为主，视频、图片、文字为辅，将施工现场的真实环境展现在眼前，让学生自己动手操作进行仿真模拟实训，了解掌握施工过程中主要工艺流程、技术要点、管理过程，从而掌握相关建筑施工专业技能。
2.虚拟实训室系统软件技术开发。
在建筑工程技术施工组织等专业理论的支撑上，选择LAMP作为开发平台。LAMP网站架构包括Linux操作系统、Apache网络服务器、MySQL数据库和PHP编程语言，是一组常用来搭建动态网站或者服务器的开源软件，具有资源丰富、通用、高性能、低价格等优势。根据建筑工程技术课程教学的实际情况，本着内容强调科学性、准确性，设计风格突出艺术性，设计技术力求简单性、实用性的思想，采用LAMP构建一个基于Web的虚拟实训室，以三维仿真模拟出不同的施工现场模型，以此作为建筑工程技术课程教学的虚拟实训基地，将传统的文字讲授变为直观易懂的可视化教学。
三、虚拟仿真技术在课程教学应用中存在的问题及对策
1.科技含量高，但系统开发所需专业技术型人才较为稀少。
虚拟现实仿真技术，是近年来出现的高新技术，目前被开发应用用于军事、医学、工业、地理、教育等各个行业领域，而该技术在教育上的应用，尚处于起步阶段，特别是建筑工程类专业的虚拟现实软件及技术尚十分缺乏。随着虚拟仿真技术的研究和推广，越来越受到政府等相关职能部门的关注和重视，这将有利于该项技术的发展和应用研究。同时也可以通过企业与高校长期合作进行科研互利，有利于早日解决虚拟仿真技术应用问题。
2.建设项目施工环境多变且复杂，学生进行虚拟仿真实训与传统实训存在一定的差别。
建设工程项目一般建设周期长、工序多，在建设期间环境较为多变和复杂，具有一定的随机性和不确定性，且现场实训能让学生更加全方位了解掌握知识内容，因此虚拟仿真实训与传统实训存在一定的差别。为了更能促进教学和学习效果，在专业理论学习的基础上，将虚拟与传统实训相结合，相互补充，弥补传统教学实践中的不足，真正培养出优良的满足社会需要的技能型人才，为建筑施工企业输送优秀的技术人员。
四、结语
医学仿真技术范文8
数字医学研究现状
近年来，数字化技术的快速发展使得人类社会进入了数字化时代，同时也引起了许多学科领域的数字化变革，生命科学也不例外。通过与数字化技术的交叉融合，不仅大大加快了生命科学自身的发展，同时也产生了一些新兴的前沿交叉研究领域，数字医学就是其中的典型代表[13]。数字医学技术的发展首先是由数字化虚拟人体三维重建开始的[14-18]。数字化虚拟人体三维重建是指运用计算机图像处理技术和三维重建技术，对医学二维图像进行处理，建立人体组织结构的计算机三维虚拟模型。通过数字化虚拟人体建模技术，可将人体解剖组织结构数字化，可以在计算机上进行三维渲染、旋转、缩放等操作，也可以实现虚拟手术规划、假体设计、场景仿真等功能。进一步也可将人体功能性信息赋加到数字化三维模型上，结合运动捕捉系统及虚拟现实系统，可以仿真真实模拟人体的各种运动。通过力反馈装置，可以提供视、听、触等高沉浸感操作，这就形成了数字化虚拟现实增强的模拟人。目前国外已经出现了个性化虚拟器官模型[19]，通过改变模型的参数可以得到不同的病理分析结果。此外，欧盟启动的IUPS/EMBS生理人体计划目标是建立一个能够在计算机上模拟人体各种生理过程的虚拟人体模型，目前该项目在人体的生理系统建模方面已经进行了许多颇有成效的研究[20]。近些年来，随着分子生物学、细胞生物学、医学影像技术的不断发展，超级计算机运算速度的飞速提高，以及一些新的医工交叉领域研究方法的出现，促进了数字化虚拟人体技术的快速发展。我国虽然在这方面起步较晚，但发展很快。自2002年以来，南方医科大学和第三军医大学分别完成了中国数字人的原始切片数据采集工作，2006年由上海交通大学牵头启动了中国力学虚拟人研究计划，目前该计划已经建立了中国力学虚拟人计算服务平台，该平台可通过互联网为全球的用户提供建模计算服务。同时与欧盟等国际同行进行了合作，将逐步建立国际力学虚拟人研究计划，目前已经开展了亚洲人种虚拟建模研究项目。与此同时，数字医学技术在临床实际中取得了广泛应用，获得了较好的应用效果，大幅提高了临床诊断和治疗水平。以影像诊断为例，由X线、CT、MRI的二维图像到三维、四维图像，使影像诊断的准确性和精细度大为提高。近年来，随着虚拟手术规划、手术导航、个性化CAD/CAM等技术的数字医学技术的出现，使得临床手术的准确性和个体匹配性大为提高。随着数字医学技术研究的深入和应用的推广，传统医学将会发生更大变化。
数字医学技术在战伤救治训练中的应用
1数字医学建模技术数字医学建模是数字医学及相关学科的研究基础，没有一个能够精确地反映真实医学过程的数字化模型，就无从进行任何数字医学方面的研究。数字医学建模主要分为3个部分，分别是数字医学图像处理与分析、人体组织器官的三维重建以及人体病理生理变化过程的数字建模。数字医学图像处理与分析是整个建模的基础，医学影像数据可以为医务工作者提供多角度、多层次的信息，辅助医生进行正确诊断、治疗计划、术间导航、术后跟踪监测等。同时，准确丰富的医学影像数据也是人工器官、医用内植物、人工关节等医学工程领域的重要参考依据。自从20世纪70年代MRI技术诞生以来，针对各种医学影像的分割算法研究迅速发展起来。目前应用较多的医学图像分割方法主要有2种，分别是基于图像区域的分割方法和基于边缘检测的分割方法。基于图像区域的分割方法是通过检测同一区域内的均匀性是否一致，来识别分割图像中的不同组织，如阈值分割法、区域生长和分裂合并法、分类器和聚类以及基于随机场的方法等。而基于边缘检测的分割方法则是通过边缘检测技术把不同区域组织提取出来进行图像分割，如并行微分算子法等。
2战伤救治场景的数字化三维重建技术战伤救治场景的数字化三维重建技术是战伤救治虚拟仿真训练系统的主要内容，随着计算机图形技术的飞速发展，近年来出现了许多新的建模技术和设备，如数字化三坐标仪、人体运动捕捉系统、三维跟踪器、数据手套、头盔显示器、Vega虚拟现实建模技术等，这些新技术和新设备的出现，使得沉浸式虚拟现实系统的应用更加广泛。在采集和统计战伤救治各种场景数据的基础上，利用高效快速的数字化三维建模技术，可对战伤救治场景进行数字化虚拟现实三维重建。目前常用的数字化三维重建方法主要有面绘制法和体绘制法两类。面绘制法是指从医学影像设备输出的切片数据集构造出三维数据，然后在三维数据中抽取出等值面进行三角剖分，再用图元绘制技术实现表面绘制。该方法可有效绘制三维数据中具有某个特定值的表面，但无法表达三维体数据的内部信息。而体绘制法则是将三维体数据中的“体素”作为基本的绘制单位，该方法充分利用了三维体数据中的每一个体素，能够根据需要显示三维对象的内部信息。其缺点是由于体素数据计算量大，从而导致重建速度变慢，可通过提高计算机计算渲染速度加以解决。
3战伤救治训练虚拟仿真技术由于各种技术条件的限制，传统的战伤救治训练是采用书本授课的方式进行的，受训人员缺乏实际操作经验，训练效果不够理想，很难在真正需要时及时提供有效的救护。近年来，随着先进制造技术和计算机技术的迅速发展，以美军为代表的西方发达国家军队开始使用计算机仿真技术来进行战伤救治训练研究，取得了较好的效果[21-22]。美军近年来在该领域投入了大量的经费，研发出了一系列用于战伤救治训练的数字化仿真模拟装备。自1999年至2007年大约资助了超过150个该领域的研究项目，累计投入超过6000万美元，使得该领域研究成为美国防部投入最多的科学研究领域之一。美军建有医疗模拟培训中心（medicalsimulationtrainingcenter），美国防部每年培训10万名部队医护人员。其研究内容涵盖战伤急救、护理及外科手术的模拟培训等方面。取得一系列研究成果与实物装备，如先进医疗训练技术（advancedmedictrainingtechnologies，AMTT）系统、高级创伤救护仿真技术（simulationechnologiesforadvancedtraumacare，STATCare）系统及一系列虚拟现实培训系统（如图1~3所示）。目前我军还没有针对战伤救治的模拟人。自2005年起，我所开展了虚拟现实、数字人体、操作感知等关键技术研究，研制成战伤止血、心肺复苏（CPR）、搬运等模拟训练系统，取得了很好的训练效果。#p#分页标题#e#
