21、虚拟现实在铁路救援起重机培训与手术模拟中的应用

虚拟现实在铁路救援起重机培训与手术模拟中的应用

1. 铁路事故救援起重机的VR培训系统

在铁路事故救援中，起重机操作员的培训至关重要。借助虚拟现实（VR）技术，开发了一种沉浸式虚拟系统用于培训铁路起重机操作员。

在培训过程中，当起重机的头车在起吊过程中与其他物体发生碰撞时，警告信息会发送到头戴式显示器（HMD）的耳机中，此时操作员必须调整吊臂的角度以避免碰撞。例如，在特定场景中，起重机操作员需要将头车提升到轨道外的目标位置，黄色区域即代表目标位置。完成第一轮救援训练后，操作员可以继续选择第二辆脱轨的单车进行起吊训练。

这个VR培训系统具有显著优势。它通过与VR环境的交互，使操作员具备更强的现场适应能力。利用Unity内置的PhysX引擎模拟火车碰撞，为起重机操作员提供不同的铁路事故场景。沉浸式VR硬件与3D图形引擎的结合，让操作员能够体验逼真的铁路事故场景，安全地完成整个铁路事故救援培训，而不会受到伤害。尽管该培训系统无法让操作员感受到身体的运动感，但VR设备提供的沉浸感能显著提高起重机救援培训的效率，且系统功能强大、易于操作。

2. 虚拟现实手术模拟：患者特定解决方案概述

对于外科医生而言，精确的解剖结构及其动态变化在手术交互中至关重要，这对于基于VR的手术培训应用产生沉浸式体验尤为关键。目前，常规治疗方案可能无法直接应用于特定患者，因为诊断结果基于平均值，导致解决方案较为粗略。

患者特定建模（PSM）利用患者特定的医学图像数据（如CT、MRI或超声），可以构建计算解剖模型。这为外科医生提供了针对特定患者练习手术程序的可能性，有助于提高诊断和治疗的准确性，增强VR模拟框架的预测能力，并提升患者护理水平。