虚拟现实科技论文1500字(2)
医学虚拟现实技术研究
医学虚拟现实技术作为一门新兴学科正在逐步形成，是一个集医学、生物力学、机械学、材料学、计算机图形学、计算机视觉、数学分析、机械机器人等学科于一体的新兴交叉学科研究领域。医学虚拟现实技术是悄然进入医学教育领域的一种全新的技术策略，它必将为医学技术的未来发展提供更加广阔的前景。
关键词数据过滤；数据转换；虚拟视觉环境显示；立体图像
摘要:医学虚拟现实技术(Medical Virtual Reality Technology)作为一门新兴学科正在逐步发展。它是一个新的多学科交叉研究领域，涉及医学、生物力学、力学、材料科学、计算机图形学、计算机视觉、机器人学和数学分析等方面。医学虚拟现实技术正逐步成为医学领域不可或缺的一部分。这是一个重要的领域，它将导致新医学技术的发现。
关键词:数据过滤；数据转换；VIVED立体图像
1.虚拟视觉环境显示-动画。
由美国国家航空航天局的约翰逊航天中心(JSC)和其他部门，虚拟现实技术的使用为人们提供了一个巧妙的医学教育策略。它集成了包括人类头骨和心脏在内的所有虚拟现实技术，并为人们提供了与其他多媒体(音频、视频等)交互的能力。) [1].
2.虚拟手术(虚拟手术)
作为医学虚拟现实技术领域的一个发展中的研究方向，其目的是利用各种医学图像数据，采用虚拟现实技术在计算机中建立一个模拟环境，医生可以利用虚拟环境中的信息来制定手术计划、进行手术演练、进行手术教学、进行手术技能训练、术中引导手术、术后康复等。虚拟手术充分体现了虚拟现实作为计算机图形学在医疗过程中的作用。
3.五金器具
一台由硅图形公司生产的现实引擎计算机，用于打开计算机轴位断层扫描(CAT/CT)和磁共振成像的切片，并将其放入三维体积图像和电影中，可以产生身体“飞行”的观察效果。在16M内存的Macintosh IICX计算机上观看最终的3D图像。之所以首先选择Mac，是因为它的性价比和影音性能比同类PC要好。此外，它还广泛应用于北美的学校系统。可以说是桌面多媒体的领头羊，各种软硬件支持。VR电影可以存储在硬盘上，也可以转到CD上，通过红蓝眼镜观看。也可以使用虚拟现实头盔显示器(HMD)或双目全方位显示器(boom系统)进行观看。最终图像可以存储在CD-ROM或激光光盘上。
4.软件
4.1文件转换和数据准备
使用Galveston公司提供的65438±0.5mm厚的人颅骨CAT/CT切片和心脏MRI切片创建三维图像。在对颅骨进行CT扫描的过程中，经过一个泡沫带，所以会产生一些无用的数据。颅骨扫描的结果是生成一个数据集，其中超过120片通过颅骨，60片通过下颌骨(下巴)，而心脏的MRI扫描可以导出200片数据集。将医学分部创建的数据文件发送到IGOAL公司(集成显卡，操作和分析实验室)。在那里扫描筛选，剔除无关数据，尽量不要丢失任何重要信息。IGOAL开发了一个名为。Ctimager？阈值计算的工具，从而去除切片中不必要的噪声和不相关的数据。
4.2数据过滤和将体数据转换成多边形数据
用IGOAL所说的？dispfly？的开发工具，可以将大量数据转换成以后由计算机直接显示。此工具用于多种过滤算法，以准备一种将CT和磁共振成像数据转换为多边形的形式。基于移动立方体算法生成解剖模型。过滤通常包括对数据进行阈值处理，以消除大部分噪声。使用低通滤波器来最小化当高频噪声输入到算法中时将产生不规则的表面粗糙度。这个过程产生一个相对平滑的表面，近似扫描样本并减少产生噪声的多边形的数量。一个独特的过滤器只是平滑扫描之间的心脏数据的创建，而不需要其他过滤[2]。因为心脏和颅骨有大量的切片，所以建立了几个模型，每个模型代表少量的切片。一个网格算法？梅希特？后来，它被开发出来以提高显示性能。该算法被转化为原始的高效带状三角形集。平均而言，超过100个三角形组成了每个三角形带。。
4.3生成立体图像
模型建立后，渲染立体序列。IGOAL公司开发了一个工具，叫做OOM(面向对象的操纵器)，用来在磁盘上存储每一个渲染帧。这些图像是由红色和蓝色分离表示的立体图像。一旦这些序列被记录在盘上，数据格式被转换成Macintosh.pict格式，并且全色图像序列根据非立体观看被传送到Mac。
4.4立体图像和多媒体
编辑Mac图像以产生所需的效果，如数字尸体覆盖或插入文本来描述正在观看的内容。使用苹果的QuickTime扩展，图像被转换成Mac上的QuickTime电影动画。
5.结论
头颅的医学图像通过CT扫描，头盔显示器或手臂系统的信息通过Macintosh电脑处理，最终生成高质量的VR图像。目前，科学家正在尝试利用磁振动的成像数据生成心脏的VR模型。
初步结果表明，这类成像数据可用于开发高分辨率模型。但是为了保持高质量的VR成像目标，大量的数据都是用帧序列来描述的，会造成一些问题。为了缓解这个问题，科学家们正在探索替代的硬件和软件解决方案。
另一个问题是这项技术是针对HMD显示系统的。为了保持高质量的虚拟现实体验，LCD对分辨率没有要求。CRT显示器可以满足各种教育平台上的分辨率要求，但是成本太高。手术模拟可能会成为一种常规，尤其是在制定复杂罕见的手术方案时。
6.VIVED的应用及研究现状
当前的研究强调了创建用于教育目的的高分辨率人类虚拟现实模拟器的重要性。这项技术的应用必须充分了解其复杂的三维关系，如在以下领域:解剖教育、各种机械设备、生化、病理研究、外科医生、模拟整形手术和用内窥镜培训外科医生。
7.其他应用
随着医学虚拟现实技术的发展，新的教育解决方案和策略如雨后春笋般出现。例如北卡罗来纳大学教堂山分校利用超声波、核磁共振成像和X射线创造的动态图像放射疗法？预测？模型。达特茅斯医学院创建了人脸和下肢的数学模型，用于研究外科手术的效果评估。在帕洛阿尔托开发的绿叶医疗系统？EVAL？然后呢。手套很健谈？系统，作为一个实现？评估论证？系统。衬有传感器的数据手套和数据服获得了更广泛的使用范围，并有效地测量运动损伤和残疾患者的受伤程度。？手套很健谈？它是数据手套的手语装置，帮助病人康复。人们不需要发出声音(中风或脑瘫患者)，只需要使用计算机可以理解的手势。头盔显示器的使用使需要康复的患者能够重新学习，如开关门、行走、指点或转身[3]。
8.结论
通过在麦金塔电脑上使用头盔显示器或boom系统，可以生成高质量的VR图像。目前，科学家正在开发一种基于磁共振成像数据的心脏VR模型。初步研究结果表明，利用该方法的成像数据技术可以实现高分辨率模型。为了保持高质量的虚拟现实目标成像，必须对其进行适当的调整。飞过？帧序列中的数据量。其他文明开发的硬件和软件解决方案，就是为了探索和缓解这个问题。然后是HMD的显示系统技术。因为在各类医学教育平台中，液晶屏并不涉及维持高质量虚拟现实的问题，实现高分辨率CRT显示的成本太高。
参考
[1]“美国国家航空航天局技术转让航天技术的商业应用”，美国国家航空航天局，技术应用。
[2]波特，斯蒂芬，《虚拟现实》，计算机图形世界，(3月，1992)，42-54。
[3]Sprague，Laurie A .，Bell，Brad，Sullivan，Tim和Voss，Mark，“医学教育和评估中的虚拟现实”，技术2003年12月，1993。
通讯员:娄燕。
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