15、医疗模拟与多媒体教育的创新应用

医疗模拟与多媒体教育的创新应用

医疗模拟技术的应用

在临床手术中，针模拟是一个热门话题，在活检、注射、神经外科、近距离放射治疗癌症以及区域麻醉等许多临床操作中都有广泛应用。由于局部麻醉（LA）的培训机会有限，且基于虚拟现实（VR）的LA模拟器尚未普及，为了获得足够的物理技能以高效完成此类任务，需要广泛的理论理解和反复练习。因此，采用触觉技术来解决这一问题。通过以非侵入方式将力传感器和距离测量装置安装到LA针上，并使用模拟开放框架架构（SOFA）的有限元方法（FEM）算法来模拟软组织变形，同时还在采用和评估几种针弯曲技术。

在肩关节置换手术中，关节盂扩孔是一项困难的骨加工手术。因其固有的复杂性，它成为触觉增强手术模拟器的理想目标。在视觉 - 触觉关节盂扩孔模拟试验中，使用了各种点壳和体素图分辨率。准确预测关节盂扩孔中的推力和扭矩，有助于更好的手术规划、降低术中风险，并为进行肩关节置换手术的患者带来更好的整体效果。利用人体肩胛骨的临床CT扫描创建体素图模型，然后进行分割和上采样至所需分辨率。由于体素图和点壳结构的采样分辨率决定了VPS方法的执行时间，因此可以实现与Tab相似的运行时间。这种方法允许在触觉建模骨切割过程中纳入高保真、微分辨率的骨模型。不同分辨率下运行时间的标准偏差如下表所示：
| 点壳分辨率 \ 体素图分辨率 | 128 | 256 | 512 |
| — | — | — | — |
| 128 | 0.27 (0.10) | 0.29 (0.10) | 0.35 (0.70) |
| 256 | 0.28 (0.10) | 0.29 (0.10) | 0.71 (0.35) |
| 512 | 0.41 (0.09) | 0.35 (0.