- 1、本文档共4页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
增强现实技术在临床医学教育的应用
摘要:增强现实技术的核心是将计算机生成的虚拟信息叠加于真实场景,实现对
现实信息的增强与交互。该技术在临床医学教育领域中的应用成为研究热点。本文
介绍了增强现实关键技术,并对其在医学教育中的应用现状进行综述。与传统教学方
式相比,增强现实技术具有安全性、趣味性、可重复、可规划与反馈及可多人协作等
优势,但应用于临床医学教育领域中亦存在技术及经济成本等局限性。
关键词:增强现实;医学教育;仿真
临床医学是一类实践性极强的学科。学生能力提升依赖于大量系统化、标准化的
训练和实践。但与之相对,传统训练会增加医源性损伤的发生率。因此,临床医学教
育与患者安全性之间的平衡成为热点。仿真学习借助于多媒体、仿真、传感、人机
交互和人工智能多种技术,允许学生在可控的环境下培养临床思维、训练复杂临床方
法技巧,允许犯错而避免对真实患者造成损伤。随着科学技术发展,增强现实
(augmentedreality,AR)技术逐渐发展成熟并成为仿真学习中重要手段及临床医学
教育领域的研究热点[1]。AR技术的核心是将计算机虚拟、生成的信息叠加到真实
场景中,从而对现实信息进行增强,提高用户对现实场景的感知以及和虚拟场景的交
互。本篇文章将简要介绍AR系统的关键技术、在临床医学教学中的应用形式、优势
与局限性。
1增强现实系统的概念
AR系统强调虚拟-现实连续体。与虚拟现实相比,AR利用虚拟信息对真实场景进
行增强,用户能够保有身处真实场景的客观感受,更加适合解决实际问题。AR系统具
有3个特点:虚实结合;三维匹配:通过实时跟踪及计算影像获得位置与虚拟影像叠加
于真实场景的注册位置,实现虚拟影像与真实场景的融合;实时交互:真实场景信息
1/6
可以实时反馈给AR系统[2]。
2增强现实系统的关键技术
基于上文所述AR系统的3个特点,该系统的关键技术主要可分为跟踪注册技术、
显示技术和智能交互技术。这些技术决定一个AR系统的精确度。
2.1跟踪注册技术
跟踪注册技术是实现三维匹配的基础。首先需检测客体的特征点及轮廓,并转化
为二维或三维的坐标,最终在正确位置实时显示,完成三维注册、匹配。跟踪注册技
术依据跟踪对象可分为两类[2]:跟踪对象为摄像设备:又可进一步分为基于硬件传
感器、基于计算机视觉。后者的精确度相对较高,也应用于临床医学中。例如通过体
层扫描相机对牙列外形视觉捕捉,并对此信息进行跟踪、注册[3]。跟踪对象为人:
把用户及用户周边信息作为跟踪对象。而实际上,为保证系统的精确度和更广泛的使
用范围,避免外界环境对系统的影响、干扰,一个AR系统中往往会用到多种跟踪注册
技术。
2.2显示技术
AR系统所采用的显示技术,根据成像原理的不同可分为视频式、光学透视式和投
影仪式。视频式的优点为叠加场景的图像质量高,但缺点为复杂的处理过程可导致最
终呈现的叠加场景较真实场景延迟。光学透视式真实和虚拟场景在镜片上进行融合。
投影式技术成本较低,但易受环境干扰[4]。显示设备则可分成:头戴式显示器,有文
章报道AR眼镜在中心静脉穿刺的仿真教学中的应用[1]。投影显示器可将虚拟场景
投射到大范围环境中,且投射焦点与用户视角无关。其他还包括手持式移动显示器、
计算机屏幕显示器。
2.3智能交互技术
常见的人机交互方式包括:基于传统硬件设备的交互方式,鼠标、手柄等硬件,对
2/6
应虚拟场景中某一坐标,真实场景中的硬件操作反映于虚拟场景中该点的行为,手势
交互系统以及投影互动技术。
3增强现实技术在医学教育中的应用现状
AR技术能够将影像结果、器官3D模型等虚拟场景注册到真实环境中,提供更加
可视化、三维、可互动的效果。因此在实践类、场景识别类的医学教学内容中应用
更广泛。传统的教学方式为文字讲授、模型展示、现场观摩、动物实验甚至是直接
操作于患者。
3.1解剖
研究发现,应用基于增强现实技术的Virtuali-TeeT恤衫的学生在学习心脏解剖
后测试的结果中优秀率更高[5]。另有研究提示MagicBook可显著提升学生的解剖
知识掌握水平[6]。
3.2有创操作、外科手术
AR技术在有创操作、外科手术的教学中已有较多探索。由于AR的核心技
文档评论(0)