《卫生信息管理》胡西厚第二版第04章卫生信息管理技术教程讲解.ppt

一、虚拟现实的发展历程与特征 （一）虚拟现实的发展历程与研究现状 20世纪，由于把人的想象力与电子学结合在一起，为虚拟现实（virtual reality，简称VR）的飞速发展建立了牢固的基础。换言之，电子学支持了电话、视频技术以及计算机的发展，而今天，计算机又把这些技术组合在虚拟现实的环境中。现在，市场上已经出现了许多虚拟现实终端产品，既有以个人计算机为平台的低档系统，也有以并行和分布式结构为基础的高性能系统。 卫生信息管理学 * 一、虚拟现实的发展历程与特征 （二）虚拟现实系统的特征 * 虚拟现实 构想性 沉浸性 交互性 以用户的视点变化进行虚拟交互，计算机能够响应用户的输入并立即改变虚拟场景的状态。 虚拟现实不仅仅是一个用户与终端的接口，而且可使用户沉浸于此环境中获取新的知识，提高感性和理性认识，从而产生新的构思。 参与者全身心地沉浸在计算机所生成的三维虚拟环境中，产生身临其境的感觉，将人与环境融为一体。 二、虚拟现实系统的组成 （一）虚拟现实的输入系统 虚拟现实系统通过输入系统接收来自用户的信息。用户基本输入信号包括用户的头、手位置及方向、声音等。其输入设备主要有： （1）数据手套 （2）三维球 （3）自由度鼠标 （4）生物传感器 （5）头部跟踪 卫生信息管理学 * 二、虚拟现实系统的组成 （二）虚拟现实的输出系统 卫生信息管理学 * 输出系统 1 2 3 4 三维图像生成与显示 利用图形处理器、立体图像显示设备、高性能计算机系统将计算机数字信号变成三维图像。 三维声音处理 通过有关的声音设备使电子信号变成立体声，并提供识别立体声源和判定其空间方位的功能。 触觉、力觉反馈 提供手握物体时获得的丰富感觉信息，包括分辨表面材质及温度、湿度、厚度、张力等。 生物传感器 由固定化的生物敏感材料作识别元件（包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质）与适当的理化换能器（如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等）及信号放大装置构成的分析工具或系统。 二、虚拟现实系统的组成 （三）虚拟环境数据库 虚拟环境数据库存放的是整个虚拟环境中所有物体的各方面信息。虚拟环境数据库的管理由实时软件自动进行，以保证活跃数据库部分一直保持最小，只加载用户可能看见的部分，其余的留在库中，需要时再导入。 在数据库中利用开放格式来描述虚拟物体及其属性，如约束、物理性质、行为、几何、材质及物体间的层次关系等，对于不同用户共享虚拟环境是很重要的。 卫生信息管理学 * 二、虚拟现实系统的组成 （四）虚拟现实软件 虚拟现实软件的主要任务是设计参与者在一种虚拟境界中会遇到的景和物，具有以下功能： ①能接受和识别各种高性能传感器送来的信息，如手势信息、头盔跟踪信息等，用于对虚拟空间景物施加影响与变换。 ②能实时生成三维的虚拟空间场景、声音以及触觉和力感的反馈。 ③能通过调用和互联把各种数据库（如地形地貌数据库、物体形状数据库）和各种CAD软件包集成一个虚拟现实的开发和运行环境。 卫生信息管理学 * 二、虚拟现实系统的组成 （五）虚拟现实技术在医学中的应用范围 卫生信息管理学 * 医学图像的可视化 医学图像的可视化属于三维标量数据场可视化技术范畴，目前在虚拟手术领域医学图像的三维重建及可视化主要采用表面绘制方法，如果要表现器官内部的结构需要使用体绘制方法，将对象分解为四面体，利用诸如填充等方法加以补充。 医学图像分割 虚拟手术中需要获得局部的人体的器官组织，这就涉及到图像的分割技术，目前常用的是二维轮廓提取法和体数据分割法。 动态 模型 在虚拟手术过程中，人体的组织器官是通过三维重建获得的虚拟图像，由于要被力的牵引、挤压、切除等操作产生动态的模型变化，这些变化体现在几何形状、位置等的改变等，会影响实习医生的视觉反馈。 虚拟 人体 动画中的建模是简单的刚体物理模型，而人体组织器官是非刚体建模，人体的组织器官在外力的作用下，软组织产生变形，这种变形因不同的组织器官而变化。 第六节 智能信息技术 主要内容 * 卫生信息管理学 智能理论概述 1 智能信息技术 2 一、智能理论概述 （一）智能概念定义 人类的智能实际上可以反映到两个方面，一是关于信息和知识的描述与存储，即智能的记忆能力；二是关于信息和知识的处理与更新，即智能的思维能力、学习能力和适应能力等。人工智能就是试图在机器上来实现知识表示与知识运用的能力。 智能理论的研究也分为两个方面，一方面是对智能的产生、形成和工作机制的研究；另一方面是研究如何用人工的方法模拟、延伸和扩展智能。 卫生信息管理学 * 一、智能理论概述 （二）人工智能理论 人工