導語：虛擬醫學解剖實驗方法研究一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】醫學解剖實驗需要實驗動物和人體標本，因一些條件的限制，部分院校和醫院在開展解剖學研究時，往往無足夠的實驗標本。伴隨著科學技術的不斷進步，近年來虛擬醫學解剖實驗逐漸發展起來，現階段已被作為一種新的教學途徑和解剖實驗方法，在高等醫學院校的教學中得到應用。實踐應用發現，虛擬醫學解剖實驗能夠獲得良好應用效果的前提是對該種試實驗模式關鍵方法的掌握。為此，本文對虛擬醫學解剖實驗的關鍵方法進行分析，旨在提高虛擬醫學解剖實驗的應用水平。

【關鍵詞】虛擬；醫學；解剖實驗；關鍵方法；三維圖像重建技術

一、虛擬醫學解剖實驗概述

所謂虛擬醫學解剖實驗是指利用虛擬現實技術模擬解剖試驗的過程，創建一種模擬現實環境的多維信息空間，通過這一空間獲取與實際醫學解剖實驗接近或一致的信息。虛擬醫學解剖實驗的實現需要綜合應用多種技術，包括計算機圖形學技術、多媒體技術、人工智能技術、仿真技術、計算機網絡技術、多傳感技術、并行處理技術等。利用虛擬醫學解剖實驗室能夠對虛擬的標本進行無限次的手術練習，且不受場地、溫度等多種因素的限制。若制作的標本仿真度夠高，還可用于大型醫療科研項目，其所具有的優越性是不可估量的。虛擬標本仿真度的高低主要由三維圖像重建技術決定，因此三維圖像重建技術是虛擬醫學解剖實驗的關鍵方法[5]。

二、虛擬醫學解剖實驗關鍵方法

—三維圖像重建的原理三維圖像重建這一詞匯并不陌生，醫療領域的放射性檢查中常應用這一詞匯。所謂三維重建是指三維物體建立適合計算機表示和處理的數學模型。該種技術主要依賴計算機和圖像處理技術實現，是在計算機中建立、表達客觀世界的關鍵性技術。三維圖像重建技術在虛擬醫學解剖實驗中的應用需要基于LabView平臺獲取最佳應用效果。現階段，大部分三維精確重建算法均是以FDK算法為基礎算法進行計算得到的，重建原理結合圖1進行分析。圖1為錐束圓形的掃描軌跡，其中x軸、z軸、y軸分別用于描述掃描區域做標記，u軸和v軸用于描述探測器投影數據坐標系，t軸和s軸用于描述射線源坐標系。以z軸為旋轉中心軸進行旋轉，s軸會一直經過射線源的中心，并與探測器平面保持垂直關系。為了方便極端，根據集合比例將探測器投影數據轉換為經過原點O的平面投影數據，基于FDK算法的三維圖像重建需要進行濾波和反投影的計算。濾波的計算公式為：濾波=aa2+b+c姨d•h（e），其中a為射線源中心與原點之間的距離，b和c均為旋轉角夼下的投影，d為旋轉角夼下的濾波投影數據，h(e)為卷積函數。反投影計算公式為：反投影（f(x,y,z)=2π0乙u2P(p,q)a），其中(p,q)用于描述重建體素點在濾波投影平面上的反投影點位置。

三、三維圖像重建技術的應用

三維圖像重建技術的應用主要包括兩部分，分別為建立虛擬模型和制作虛擬模型，以簡單的形體為例，可直接建立整體的三維模型，然后對各個剖切面進行處理，形成一個復雜的組合體。之后借助三維CAD設計虛擬模型的各個部分。本文以人的手臂為例，分析三維圖像重建技術的實際應用，具體步驟如下：（1）首先建立一個整體三維模型，然后以剖切面為界限對各個部分進行處理，分別創建組成部分。（2）完成模型建立后使用三維CAD設計軟件的輸出插件功能生成VRML文件，將三維模型建好后在三維CAD設計軟件中應用輸出插件導出1wrl格式的文件，與VRML問卷和HTML文件基本相似，并用文本文件對場景和鏈接進行描述。（3）在VRMLPad中打開查看上一步驟導出的源代碼，使用VRMLPad自帶的文件壓縮功能對文件進行優化壓縮，得到人體手臂三維模型。（4）應用VRML的設計交互功能，通過VRML的腳本節點Script對場景對象進行定義和改變。腳本節點Script包括一個Java文件，在腳本節點Script初始化時應用，當收到事件指令后將執行相應的函數，該函數能通過常規的機制發送事件指令或直接向腳本節點Script指向的節點發送事件，最終通過雙擊“shoubi.1wrl”文件，之后可借助VRML瀏覽器瀏覽“shoubi.1wrl”文件。至此，完成了三維圖像重建技術在虛擬醫學解剖實驗中的一次應用。

四、結論

綜上所述，三維圖像重建技術作為虛擬醫學解剖實驗的關鍵方法，能夠將大量解剖學知識直接表現出來，使抽象的解剖學概念更加直觀化、形象化，不僅能夠節約昂貴的實驗動物和人體標本，還能提高解剖實驗過程的靈活性，避免真實解剖實驗研究過程中存在的風險事件。但其也存在一些應用弊端，如在解剖實驗教學中的應用，可能會導致學生缺乏對解剖基本技能的重視，忽視相關儀器的使用規范。因此，建議我國醫療領域和高等醫學院校合理應用該項技術。

作者:張雷 李斌 單位:張家口學院

參考文獻

[1]李一帆,楊茂有,尚云龍等.三維虛擬數字化可視人體在解剖教學中的應用[J].解剖學研究,2012.

[2]陳方.虛擬藝用人體解剖教學平臺的設計與構建[J].裝飾,2016.

[3]屈淑平,張旭光,趙騰等.可視化肝臟虛擬解剖教學與常規教學方法的對比分析[J].解放軍醫院管理雜志,2013.