虚拟仿真实验教学系统：VR虚拟手术系统革新临床领域

现代科学技术的发展越来越体现多门学科的交叉和渗透。虚拟手术(Virtual Surgery-VS)作为正在发展起来的研究方向，是利用各种医学影像数据，利用虚拟现实技术在计算机中建立一个模拟环境，医生借助虚拟环境中的信息进行手术计划、训练，以及实际手术过程中引导手术的新兴学科。医生可以通过虚拟现实技术来模拟、指导医学手术所涉及的各种过程，包括手术计划制定、手术排练演习、手术教学、手术技能训练、术中引导手术、术后康复等。

为了使患者负担较少的手术，一家VR公司正在开发利用VR技术的机器人。该机器人可在直径只有1.5厘米的小空间内插入机械臂和摄像机，医生头戴VR设备一边确认患者体内情况，一边操作机械臂进行手术，随着医生移动头部，摄像机也随之移动。这样就可以像在患者的体内一样，从各个角度进行检查；还具有自动缝合的功能。VR手术机器人可以大幅度提高手术精度并降低手术风险。

虚拟手术系统在医学上的应用起源于医务人员对复杂的三维医学解剖体数据的可视化需求，进而发展到能对重建的数据进行实时操作，以建立可供手术和手术前规划使用的虚拟环境。虚拟手术系统，为医生提供一个虚拟的3D环境以及可交互操作平台，逼真的模拟临床手术的全过程。在手术教学和仿真训练等方面，虚拟手术系统有着令人鼓舞的应用前景。

VR手势规划系统可以在虚拟现实环境下重建病灶部位的3D仿真模型，辅助外科医生制定手术方案。利用虚拟手术系统，医生可以在对病人实施复杂手术之前进行练习，把通过成像设备获取的病人图像导入仿真系统，医生可以对实际手术作出相应的规划，或者对病变缺损部位进行较精确的前期测量和估算，从而预见手术的复杂性。

虚拟仿真实验教学系统可以使医护工作者沉浸于虚拟的场景内，可以通过视、听、触觉感知并学习各种手术实际操作及护理技能，体验并学习如何应付临床手术中的实际情况。这样节约了培训医务人员的费用和时间，使非熟练人员进行手术的风险性大大降低，对提高医学教育与训练的效率和质量以及改善医学手术水平发展不平衡的现状有着特殊的意义。

幻境科技自2008年成立以来，坚持科研创新，大力深耕虚拟仿真在高校教学、展览展示、互动娱乐等方面的应用。自主研发完成三维点云数据处理系统、手势识别系统、虚拟试衣系统、三维管控物联网系统、CAVE虚拟现实展示系统、虚拟仿真教学实训平台等系统的研发及推广应用。为医学院、医疗机构、科研部门等提供一套沉浸式、交互式、探索式的低成本安全性的虚拟仿真医护教学课件。