医学仿真技术范例

内科护理学课程是中职护理学专业的主修课程，对于学生学习临床护理技能有着非常重要的影响。对于中职学生而言，内科护理学课程学习具有一定的难度，如何将抽象的内科护理学教学内容以动态、具象的场景呈现出来，一直都是内科护理学教学的难点所在，也是困扰内科护理学教师的难题。虚拟仿真技术为内科护理学教学提供了技术支持，让教师可以为学生创设仿真场景，学生可以在仿真场景中获得良好的听觉和视觉体验，既将抽象的内科护理学教学内容变得具象化，也让学生在模拟操作的过程中提高了护理操作水平。

一、虚拟仿真技术应用优势

剖析虚拟仿真技术又被称为模拟技术，是指借助计算机技术生成模拟仿真系统，利用仿真系统对现实技术操作进行模拟，这对医学操作训练来说非常重要。模拟的仿真系统可以，为使用者创设可以多次重复操作的仿真场景，使用者可以在仿真的场景中获得比较真实的体验和感受。学校不需要考虑实际操作存在的风险，可以有效避免一定的经济损失，又能够帮助使用者熟悉掌握某种操作技术。现阶段，虚拟仿真技术逐渐成熟，在实验教学中发挥着至关重要的作用。就医学护理教学而言，虚拟仿真技术生成了虚拟仿真系统，构建了虚拟人体模型，在教学过程中融入了虚拟仿真内容，将教学内容以三维立体仿真动画视频的形式加以呈现，融合了不同类型的资源，实现了虚拟场景、仿真操作对象、教学过程的有机统一，有助于帮助学生明晰教学重点、突破教学难点，强化对教学内容的认知和理解。※戴富芳虚拟仿真技术应用于内科护理学教学具有独特优势，可以应用于人体解剖实训操作、标准化病人模拟、护理操作技术教学等环节，为学生学习内科护理学课程创设虚拟仿真环境。在此种虚拟仿真情境中，学生可以完成护理评估、护理诊断、护理实施等内容的学习，增加自身对护理知识的理解深度。对虚拟仿真情境的创设可以发散学生的思维，锻炼学生的实践操作能力。虚拟仿真技术可以将内科护理学教学难点以中职学生能够理解的形式呈现出来，便于学生深入的了解内科护理学知识。

二、传统中职内科护理学教学现状与问题

随着医疗事业的发展，传统中职内科护理学教学逐渐暴露出不同程度的问题，其中，过于关注理论教学而轻视临床实践的问题较为突出。内科护理教师仍在采用教师讲、学生听的教学方式，学生一直处于被动学习的状态中未能实现自主学习。虽然很多中职院校也设置了内科护理学实训课程，但限于实训教学经验和基础设施的不足，影响了教学效果的达成。从医学临床实践过程来看，为了有效规避医疗事故，关于临床教学的要求不断增多。但很多学生参与临床实践的途径较少，无法直接参与患者护理工作，导致临床经验不够丰富，动手能力较弱。由于学生长期处于接受内科护理学课堂教学的理论学习状态，“动眼不动手”的现象较为突显。除了实践能力无法得到有效提高之外，在人际关系处理、人文关怀修养提升等层面也缺少足够的锻炼。仅凭借课堂讲授很难理解内科护理课程内容，更不利于深入掌握医学护理知识，对于后续学习医学护理课程内容会有很大的影响。除此之外，学生对内科护理学习内容理解不透彻，长此以往，很容易丧失学习兴趣，进而影响教学成效。

三、基于虚拟仿真技术的中职内科护理学教学策略

（一）优化教学组织模式

1、医用物理实验教学的现状

近年来，全国各所高校大规模扩招，每所学校的入学人数每年都在增加，而学校教学设施的更新却跟不上这种速度。以我校为例，10年前我校每年的招生人数为300人左右，而如今每年的入校新生超过2000人。很多院校的实验教学出现“捉襟见肘”的现象，特别是医学院校的物理实验教学，多位学生共用一台实验仪器，甚至有的学生根本不参与实验。

2、仿真技术在医用物理实验教学中的应用及优势

2.1仿真技术改变以教师为中心的“填鸭式”教学模式

随着计算机和网络的普及，将计算机仿真实验软件放入校园网络或计算机实验室中，能使实验教学走出课堂，在时间和空间上得到延伸。由于仿真软件的可视性和可操作性，学生可以提前结合实验教科书进行预习、学习和探究，大大激发了学生探索和创新的兴趣。到上实验课时，学生不再被迫接受“填鸭式”灌输，而是主动提出问题和想法，并在实验过程中予以解决和验证。

2.2仿真技术增加了合理的实验内容

2005年，我校购买了中国科技大学的大学物理仿真实验软件，此软件包含了大量的基础物理实验，其中核磁共振、原子光谱分析、核衰变的统计等实验，解决了由于资金不足无法开设和现代医学相关的近代物理实验的问题，开阔了学生的视野，使学生进一步认识到物理学的重要性，提高了学生学习物理学的热情。除此之外，该套软件里的分光计实验、偏振光的研究等降低了光学实验调节步骤的复杂性，节约了购买昂贵光学仪器的费用。

摘要：以中国知网检索的相关文献为研究对象，借助Citespace软件绘制医学领域虚拟仿真实验研究知识图谱。识别出虚拟仿真医学方向、医学虚拟仿真实验教学改革、医学实验虚拟仿真技术等热点。医学领域虚拟仿真实验研究还应扩充医学虚拟仿真实验案例库，完善科学标准；引入前沿信息技术，提高医学实验仿真效果；打造医学虚拟仿真教学“金课”，培养实践型人才。

关键词：虚拟仿真实验；医学虚拟仿真；虚拟仿真技术；知识图谱

随着新工科的建设发展，市场对人才的专业技能要求不断提升，考虑到传统教学在真实场景模拟方面的局限性，高校逐渐重视虚拟仿真实验的研究[1-2]，在虚拟环境中实现传统教学场景难以实现的教学功能。在医学领域，传统的教学方式难以让学生感触到医院真实的诊断场景，理论知识学习与临床实践分年级进行，影响学生的医学技能的掌握水平[3]。医学影像[4]设备较为昂贵，缺少实验设备的教学，效果会大打折扣。而虚拟仿真实验教学依托虚拟现实、3D技术、人机交互、多媒体等新兴技术构建高仿真的虚拟实验环境，将理论教学与实践教学相结合，成本相对较低，效果较为良好[5]，这也是医学领域实验教学的发展方向之一。

1数据来源及研究方法

1.1数据来源

为绘制医学领域虚拟仿真实验研究知识图谱，以“医学虚拟仿真”为关键词检索中国知网，共检索近十年（2012年1月-2022年2月）共419篇文献作为研究对象。

1.2研究方法

【摘要】以中国知网（CNKI）、万方数据、重庆维普三大中文全文数据库收录的全国24所中医药院校在2011—2021年发表的689篇虚拟仿真相关期刊论文为分析样本，旨在对虚拟仿真技术在中医药院校的应用现状和发展进行介绍和探讨。文章借助Excel、NoteExpress文献统计软件、RStudio云图制作等软件对文献进行数据提取，并制作图表，进而从文献产量、质量、内容、应用领域四个方面进行综合阐述和评价。结果表明：近十年，各中医药院校虚拟仿真相关论文数量增长迅速，但论文质量不高；研究热点内容多集中在虚拟实验教学、虚拟筛选、分子对接等方面，且虚拟仿真技术已逐渐渗透到中医药领域的各个方面。最后就此次文献研究中发现的虚拟仿真技术在院校间的发展存在差距，学科发展不均衡，期刊质量有待提高等问题提出建议和方向。

【关键词】中医药院校；虚拟仿真；文献计量学

虚拟仿真技术是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上，将仿真技术与虚拟现实技术相结合的产物。该技术发展可追溯到20世纪80年代，最初被美国军方用于对飞行员和宇航员的模拟训练。随着社会不断进步和科技的不断创新，虚拟仿真技术逐渐转向民用，并逐渐应用于教育、医疗、工业、科技、交通等领域［1］。近年来，国外高校在教学中应用虚拟仿真技术方面取得了巨大成果。中国为加快推进信息技术与高校实验教学的融合，不断强化优质实验教学资源的开发与应用，从2010年开始，国务院和教育部出台了一系列相关政策，大力提倡高校建立虚拟仿真实验中心。2014年教育部批准了100个国家级虚拟仿真实验教学中心。2017—2020年，教育部开展普通本科高等院校示范性虚拟仿真实验教学项目建设工作。为贯彻落实国务院《中医药发展战略规划纲要（2016—2030年）》［2］，中医药虚拟仿真技术的开发也正在大力开展，虚拟仿真技术在中医药领域的发展与崛起也为中医药院校带来前所未有的机遇与挑战。近些年，中医药高校在学校的建设中，已将虚拟仿真技术广泛应用于中医理论、中药、中医诊治、中医教育及中医药健康服务产业等领域［3］。当前，中国的院校教育是高等教育的主体，是学术成果、论文产出的重要基地。文献作为科研产出的主要形式，其数量和质量能从侧面反映出该领域的研究水平和最新进展［4］。在2011—2021年十年间，中医药院校的虚拟实训平台建设情况如何？该研究基于文献计量学的方法，对全国24所中医药院校2011—2021年所发表的论文情况进行分析，以期为中医药院校学科建设和传统医学发展提供参考。

1资料来源与研究方法

该研究以中国知网（CNKI）、万方数据、重庆维普三大中文全文数据库为数据来源，以全国独立法人建制的24所高等本科中医药院校为检索对象，其名称如下（以首个汉字拼音排序）：安徽中医药大学、北京中医药大学、成都中医药大学、福建中医药大学、甘肃中医药大学、广西中医药大学、广州中医药大学、贵州中医药大学、河北中医学院、河南中医药大学、黑龙江中医药大学、湖北中医药大学、湖南中医药大学、江西中医药大学、辽宁中医药大学、南京中医药大学、山东中医药大学、山西中医药大学、陕西中医药大学、上海中医药大学、天津中医药大学、云南中医药大学、长春中医药大学、浙江中医药大学；选择数据范围为期刊论文；选择时间范围为2011—2021年；以“虚拟＋中医药”为主题词检索虚拟仿真平台建设的相关文献，然后查看题目、摘要、确定文献是否符合入选标准，如不能确定，则查看内容并进行综合分析筛选；只纳入第一作者或通信作者的论文为该校论文；用Excel软件，借助Note－Express文献整理工具和RStudio云图制作软件对筛选出的文献进行文献产量、文献质量、文献内容和应用领域的图表分析与结果研究。

2图表分析与结果研究

2．1文献产量分析。共筛查到全国24所中医药院校2011—2021年虚拟仿真相关期刊论文689篇，利用Excel软件对筛选出的论文按照年份进行统计归纳，生成折线图（如图1所示）。从图1可以看出，从2011年到2021年，全国24所中医药院校有关虚拟仿真方面的文献量总体是增加的；随着2014年教育部对国家级虚拟仿真实验教学中心建设的投入，自2014年开始虚拟仿真相关文献的数量出现明显增长，且在2015年后增速明显；2016—2019年间发文量略有下降但保持稳定状态；2019之后增速明显，这种增速很大一部分因素是源于国家和教育部对虚拟仿真项目的更加重视［5］。该研究对各中医药院校的发文量进行进一步筛选统计，发现发文量位列前五的是北京中医药大学（64篇）、南京中医药大学（57篇）、山东中医药大学（50篇）、广州中医药大学（48篇）和上海中医药大学（42篇），其中北京中医药大学发表相关文献最多（如表1所示）。这5所院校也是国家最早兴建的中医药高等院校，具有良好的学术声望和优质的科研资源［6］，近些年在虚拟仿真平台建设方面也走在全国中医药院校的前列。从表1不难看出，单就发文量来说，各院校间存在明显差异，这也从侧面反映了各院校虚拟仿真技术的各项投入和建设情况的差异，位于东部地区包括北京、上海、广州、山东等省份地理位置优越、科教规模大的中医药大学，其虚拟资源的投入和论文析出情况均优于其他地区院校。

【摘要】食品微生物学实验是培养学生动手操作能力培训的一门非常重要的专业基础课，但是传统的食品微生物实验存在实验教学内容及教学手段单一、课时利用率不高等局限。文章分析传统食品微生物实验教学的局限，探讨现代虚拟仿真技术在食品微生物学实验教学中的意义及不足，为食品微生物学的虚拟实验仿真技术的开发提供参考。

【关键词】食品微生物学；实验教学；虚拟仿真

食品微生物学是食品类专业学科的专业基础课，具有很强的实践性，对培养学生动手操作能力、独立思考能力及综合解决问题能力有着举足轻重的作用。在目前的高校食品微生物学课程建设中，重视实验教学、实验比重大是其教学的一个特点。但如何高效运用实验教学，提升大学生创新能力和科学素质，成为了亟待解决的研究课题。虚拟仿真技术是以计算机软件和硬件技术为基础，综合三维计算机图形技术，广角立体显示技术，对观察者头、眼、手的跟踪以及信息反馈互动，形成集图像、动画、声音为一体的虚拟现实世界的技术[1-2]。近年来，随着互联网技术的发展与普及，虚拟仿真技术越来越商业和普遍化，逐渐运用到很多领域[3]。其中，将虚拟仿真技术运用到传统实验教学中，是实验教学改革的一项重要内容。利用虚拟仿真实验教学技术，可以帮助学生在开放、自主、快速的虚拟实验环境中，体验到高效、安全且经济的实验操作过程[4]。对于实验周期长、操作准备复杂或实验安全性难以满足的食品微生物实验教学项目来说，虚拟仿真实验教学可克服传统实验教学的不足，利用现代信息技术的优势，提高实验教学的效率。

1食品微生物实验教学主要存在的问题

从我校近几年食品微生物学实验课程的开设及执行情况来看，通过不断的教学总结和反思，食品微生物实验教学主要存在以下问题：

1.1实验教学内容单一。食品微生物学作为一门实践性学科，更加强调的知识的应用而非记忆。在我校，食品微生物学实验课时比例占总学时的50%（理论学时和实验学时各32学时），实验课时的设置比例非常高[5]。从目前实验课的开课内容来看，主要借鉴其他农林和工科院校的开课经验，在符合我校和我院的基本情况的基础上，选择了几个基础实验开设，如培养基的配置、革兰氏染色、菌落总数的测定、大肠菌群的测定及微生物细胞计数方法等基础操作实验内容。但是，对于食品科学专业学生而言，一些关于微生物在食品生产上的应用类的实验很难开设（如利用酵母菌发酵生产酒类；微生物在传统食品，如豆瓣酱、腐乳、醋、发酵火腿等生产中的应用；工业生产上微生物的在线控制；食品致病菌的检测）。再者，因食品微生物实验耗时较长，操作易污染，失败率较高等原因，限制了食品微生物综合性和探究性实验的开展。实践应用是食品微生物学作为一门应用学科区别于基础微生物学的最本质的特征，传统的实验教学内容的设置在注重实践能力培养方面显然存在不足。这一情况在其他院校，特别是工科基础相对薄弱的医学院校的食品微生物学实验的开课过程中非常普遍。

1.2实验教学手段单一。目前，传统的食品微生物学的实验教学的教学方式在激发学生兴趣方面，也有不足。实验内容的开设多以基础验证性为主，绝大多数学生对老师的讲解及实验指导书非常依赖，只会严格按照实验指导书的步骤一一操作，实验报告的撰写也是千篇一律，不会主动分析实验结果产生误差的原因，不能深刻理解实验的目的与意义。有的学生甚至利用实验时间，不认真做实验，悄悄完成实验报告，实验结果完全依靠理论知识来简单推理，而不是客观真实地反应实验现象[6]。这类实验课程的开设，对提高学生的实验操作能力、创新能力的培养不利，亦会造成实验资源的巨大浪费。

摘要:虚拟仿真实验教学中心建设是实现高等教育现代化的重要途径，同时也是全面提升学生实验技能最有效的方法之一。文章分别从虚拟仿真教学背景、平台架构模式、平台构建和平台应用方面出发，论述了法医学虚拟仿真平台的构建方法和应用前景，为法医教学改革和提升本科教学水平提供理论依据。

关键词:法医学;虚拟仿真;教学改革

为贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高[2012]4号）精神，教育部在2013年了《关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》（教高司函[2013]94号），并于同年8月启动首批国家级虚拟仿真实验教学中心申报工作，截至目前为止，全国已建设有300个国家级虚拟仿真实验教学中心。[1-2]由于虚拟仿真实验具有高度还原性、高安全性和高创新性等优点，这种技术已经成为缓解实验教学条件不足、提升学生创新能力以及激发学生潜能的有效方法。[3]法医学是一门实践性很强的学科，实验练习是本专业学生掌握法医学专业知识和相关技能的重要方法。然而，在法医学实验实践中，面临许多传统方法难以解决的问题，如尸体解剖资源紧缺以及大型仪器设备昂贵，难以安排学生实际操作等问题。虚拟仿真技术的出现，可以为解决法医学中的这些难题提供切实可行的方法。

1法医学虚拟仿真平台架构模式选择

传统的虚拟仿真平台架构模式主要包括“B/S架构”和“C/S架构”。“B/S架构”是指数控虚拟仿真系统基于Browser/Ser-ver，即使用浏览器/服务器为基础的架构模式。[4]“C/S架构”是指数控虚拟仿真系统基于Client/Server，即使用客户/服务器为基础的架构模式。“C/S架构”客户端须要安装应用程序，相比较而言，“B/S架构”客户端可以通过浏览器访问虚拟仿真用户平台，采用互联网进行通信，这样就突破了时间和空间的限制，方便用户随时随地进行使用。[5]“B/S架构”模式是目前虚拟仿真平台普遍采用的一种模式，因此，法医学虚拟仿真平台的建设也应该首选这种架构模式。

2法医学虚拟仿真平台构建

法医学虚拟仿真平台主要由两大模块组成，包括学生模块和教师模块。学生模块包括训练模块、考核模块以及互动模块。教师模块主要由用户与权限管理模块和学习统计与分析模块。

一、虚拟仿真技术应用于建筑工程技术课程教学的分析

1.采用虚拟仿真技术是解决教学改革难题的重要和有效的手段。

高职院校注重培养学生实践操作技能和勇于改革创新的能力，要求学生能够较快地适应生产第一线的岗位技能工作，是高职学院毕业生在人才市场竞争中所必备的条件，所以搞好实践教学，并为学生创造一个发挥想象空间的氛围是很必要的。随着虚拟仿真技术的在教学中的应用和发展，实训教学内容、实训教学手段、实训教学设备逐渐发生变革。传统的校内、校外集中或分散实训基地模式将转向校内外与虚拟仿真实训相结合的实训模式方向发展。通过传统实训和虚拟仿真实训的融合，相辅相成，相互补充，融入信息化要素的实训基地建设，符合现代职业教育教学技能的发展要求，使学生由浅入深、循序渐进地掌握工程施工的施工工序及工艺流程等施工方法和技能，从而满足学生在不同培养阶段的需要，为促进教学质量和人才培养质量的全面提高起到积极的作用，为高职院校课程改革提供了重要支撑。

2.利用虚拟仿真技术构建建筑工程技术教学中虚拟实训室的优势。

依托校园网，利用现代教育技术构建的建筑工程类虚拟实训室，能够对建筑工程类核心课程的教学起到真正的服务作用。虚拟实训室的构建过程同时也是一个现代信息技术在职业教育教学中运用的过程，其建立在一定的教学理论基础上，依托专业理论知识同时也可以促进理论知识学习。教师通过形象生动的三维数据模型，可以让学生更好的理解施工各阶段的工艺流程，将单调的理论学习上升为可激发学生学习兴趣、思考热情，激发三维空间想象能力和创新思维的学习，让学生更快更好的掌握专业知识。其次，通过计算机网络传输，教师的授课也不局限于传统教室，而是延伸到无限的互联网终端，最大限度提供了课堂的开放度。同时，虚拟实训室的开发构建也在一定程度上缓解了高职实训基地建设条件有限的实际困难。总之，运用现代教育技术进行建筑工程类专业的信息化资源建设，特别是虚拟仿真实训室的建设将是克服人才培养瓶颈，节约办学成本、解决师资力量不足，提高人才培养质量，促进教学手段和教学内容改革的不二选择。通过该虚拟实训室的建设可以改变传统意义上的课堂授课模式，是构建在新型信息化环境下的高职院校现代教育技术教学新模式。

二、建筑工程技术课程虚拟实训室的构建与开发

1.虚拟实训室的系统组成。

作者：魏高峰 高万玉 孙秋明 倪爱娟 谢新武 秦晓丽 邢楠 田丰 单位：军事医学科学院卫生装备研究所

数字医学研究现状

近年来，数字化技术的快速发展使得人类社会进入了数字化时代，同时也引起了许多学科领域的数字化变革，生命科学也不例外。通过与数字化技术的交叉融合，不仅大大加快了生命科学自身的发展，同时也产生了一些新兴的前沿交叉研究领域，数字医学就是其中的典型代表[13]。数字医学技术的发展首先是由数字化虚拟人体三维重建开始的[14-18]。数字化虚拟人体三维重建是指运用计算机图像处理技术和三维重建技术，对医学二维图像进行处理，建立人体组织结构的计算机三维虚拟模型。通过数字化虚拟人体建模技术，可将人体解剖组织结构数字化，可以在计算机上进行三维渲染、旋转、缩放等操作，也可以实现虚拟手术规划、假体设计、场景仿真等功能。进一步也可将人体功能性信息赋加到数字化三维模型上，结合运动捕捉系统及虚拟现实系统，可以仿真真实模拟人体的各种运动。通过力反馈装置，可以提供视、听、触等高沉浸感操作，这就形成了数字化虚拟现实增强的模拟人。目前国外已经出现了个性化虚拟器官模型[19]，通过改变模型的参数可以得到不同的病理分析结果。此外，欧盟启动的IUPS/EMBS生理人体计划目标是建立一个能够在计算机上模拟人体各种生理过程的虚拟人体模型，目前该项目在人体的生理系统建模方面已经进行了许多颇有成效的研究[20]。近些年来，随着分子生物学、细胞生物学、医学影像技术的不断发展，超级计算机运算速度的飞速提高，以及一些新的医工交叉领域研究方法的出现，促进了数字化虚拟人体技术的快速发展。我国虽然在这方面起步较晚，但发展很快。自2002年以来，南方医科大学和第三军医大学分别完成了中国数字人的原始切片数据采集工作，2006年由上海交通大学牵头启动了中国力学虚拟人研究计划，目前该计划已经建立了中国力学虚拟人计算服务平台，该平台可通过互联网为全球的用户提供建模计算服务。同时与欧盟等国际同行进行了合作，将逐步建立国际力学虚拟人研究计划，目前已经开展了亚洲人种虚拟建模研究项目。与此同时，数字医学技术在临床实际中取得了广泛应用，获得了较好的应用效果，大幅提高了临床诊断和治疗水平。以影像诊断为例，由X线、CT、MRI的二维图像到三维、四维图像，使影像诊断的准确性和精细度大为提高。近年来，随着虚拟手术规划、手术导航、个性化CAD/CAM等技术的数字医学技术的出现，使得临床手术的准确性和个体匹配性大为提高。随着数字医学技术研究的深入和应用的推广，传统医学将会发生更大变化。

数字医学技术在战伤救治训练中的应用

1数字医学建模技术数字医学建模是数字医学及相关学科的研究基础，没有一个能够精确地反映真实医学过程的数字化模型，就无从进行任何数字医学方面的研究。数字医学建模主要分为3个部分，分别是数字医学图像处理与分析、人体组织器官的三维重建以及人体病理生理变化过程的数字建模。数字医学图像处理与分析是整个建模的基础，医学影像数据可以为医务工作者提供多角度、多层次的信息，辅助医生进行正确诊断、治疗计划、术间导航、术后跟踪监测等。同时，准确丰富的医学影像数据也是人工器官、医用内植物、人工关节等医学工程领域的重要参考依据。自从20世纪70年代MRI技术诞生以来，针对各种医学影像的分割算法研究迅速发展起来。目前应用较多的医学图像分割方法主要有2种，分别是基于图像区域的分割方法和基于边缘检测的分割方法。基于图像区域的分割方法是通过检测同一区域内的均匀性是否一致，来识别分割图像中的不同组织，如阈值分割法、区域生长和分裂合并法、分类器和聚类以及基于随机场的方法等。而基于边缘检测的分割方法则是通过边缘检测技术把不同区域组织提取出来进行图像分割，如并行微分算子法等。

2战伤救治场景的数字化三维重建技术战伤救治场景的数字化三维重建技术是战伤救治虚拟仿真训练系统的主要内容，随着计算机图形技术的飞速发展，近年来出现了许多新的建模技术和设备，如数字化三坐标仪、人体运动捕捉系统、三维跟踪器、数据手套、头盔显示器、Vega虚拟现实建模技术等，这些新技术和新设备的出现，使得沉浸式虚拟现实系统的应用更加广泛。在采集和统计战伤救治各种场景数据的基础上，利用高效快速的数字化三维建模技术，可对战伤救治场景进行数字化虚拟现实三维重建。目前常用的数字化三维重建方法主要有面绘制法和体绘制法两类。面绘制法是指从医学影像设备输出的切片数据集构造出三维数据，然后在三维数据中抽取出等值面进行三角剖分，再用图元绘制技术实现表面绘制。该方法可有效绘制三维数据中具有某个特定值的表面，但无法表达三维体数据的内部信息。而体绘制法则是将三维体数据中的“体素”作为基本的绘制单位，该方法充分利用了三维体数据中的每一个体素，能够根据需要显示三维对象的内部信息。其缺点是由于体素数据计算量大，从而导致重建速度变慢，可通过提高计算机计算渲染速度加以解决。

3战伤救治训练虚拟仿真技术由于各种技术条件的限制，传统的战伤救治训练是采用书本授课的方式进行的，受训人员缺乏实际操作经验，训练效果不够理想，很难在真正需要时及时提供有效的救护。近年来，随着先进制造技术和计算机技术的迅速发展，以美军为代表的西方发达国家军队开始使用计算机仿真技术来进行战伤救治训练研究，取得了较好的效果[21-22]。美军近年来在该领域投入了大量的经费，研发出了一系列用于战伤救治训练的数字化仿真模拟装备。自1999年至2007年大约资助了超过150个该领域的研究项目，累计投入超过6000万美元，使得该领域研究成为美国防部投入最多的科学研究领域之一。美军建有医疗模拟培训中心（medicalsimulationtrainingcenter），美国防部每年培训10万名部队医护人员。其研究内容涵盖战伤急救、护理及外科手术的模拟培训等方面。取得一系列研究成果与实物装备，如先进医疗训练技术（advancedmedictrainingtechnologies，AMTT）系统、高级创伤救护仿真技术（simulationechnologiesforadvancedtraumacare，STATCare）系统及一系列虚拟现实培训系统（如图1~3所示）。目前我军还没有针对战伤救治的模拟人。自2005年起，我所开展了虚拟现实、数字人体、操作感知等关键技术研究，研制成战伤止血、心肺复苏（CPR）、搬运等模拟训练系统，取得了很好的训练效果。#p#分页标题#e#