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《增強現(xiàn)實技術在醫(yī)學教學中的應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在應用文檔-天天文庫。
1、增強現(xiàn)實技術在醫(yī)學教學中的應用馬麗娜李耘首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院老年醫(yī)學科要達到專業(yè)要求的高標準就需要在專門的培訓環(huán)境中對受訓者進行訓練。此外這種培訓環(huán)境還應該能夠實現(xiàn)學遷移:將在醫(yī)學培訓中獲得的能力應用于專業(yè)工作場所。增強現(xiàn)實（aug-mentedreality,AR）教育技術可以提供一個安全、合適和低成本的培訓環(huán)境，可以在其中實施完全符合真實任務的培訓U1。在這樣的可控環(huán)境中，學習者可以允許出現(xiàn)錯誤而不會產生任何不良后果，教師也可以專注于學習者而不是患者。這種學習環(huán)境還為學習者提供了即時學習和就地學習的機會。本文旨
2、在描述AR技術在典型的醫(yī)學學習任務中的應用，以及其在醫(yī)學教學領域屮廣泛應用的潛力，報告如下。一、增強現(xiàn)實的概念AR被認為是一種將計算機生成的對象和（或）虛擬內容集成到現(xiàn)實世界中的技術，從而增強對現(xiàn)實的感知m。Azuma等位1提供了3個公認的標準，表示八R系統(tǒng)作為系統(tǒng)要做到:真實和虛擬的結合、實時交互和三維注冊。AR被稱為有前途的教育技術U1，有助于促進有意義的學習和遷移，且具有組織優(yōu)勢。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)為狂1:①增強（虛擬）部分可以將現(xiàn)實世界任務中不可見和模擬的和關3D信息、觸覺和其他方面可視化;②AR學習環(huán)境可以在
3、訓練任務中提供必要的變化，包括支持學習真實的協(xié)作;③AR的實時交互性質即時提供學習者反饋，可以隨時控制學習過程;④AR學習環(huán)境可以提供即時學習和就地學習等。二、增強現(xiàn)實的技術背景AR是將真實環(huán)境的視閣與額外的虛擬內容組合，這種虛擬內容可以吸引不同的感官，如視覺，聽覺，觸摸和嗅覺。虛擬內容與真實世界的連接需要計算機設備及軟件應用程序，然后通過連接該設備的一個顯示設備看到物理世界。0前，有許多硬件設備可以用于AR，最常用的是智能手機或平板電腦等手持設備，除此之外還有頭戴式顯示器（11MD）。11MD是將顯示設備安裝在頭
4、盔或眼鏡中，用戶在使用時將其戴在尖上，其優(yōu)點是顯示器停留在眼睛的前而，屬于沉浸式體驗,支持情境意識。GoogleGlass是HMD設備的一種,Rad-boud大學醫(yī)學中心、奈梅亨和阿姆斯特丹的學術醫(yī)療中心用其探索醫(yī)療保健和醫(yī)學教育可能帶來的附加值。AR系統(tǒng)所使用的硬件設備共同點是都具有處理器、相機、GPS、傳感器和（或）羅盤。為了能夠看到結合到物理世界的虛擬物體，必須使用專門安裝在設備上的軟件應用程序。目前有兩種主要的AR軟件實現(xiàn)類型:基于標記的AR系統(tǒng)和無標記的AR系統(tǒng)。當AR軟件應用識別到目標標記或對象時，其會
5、生成增強的虛擬內容并將該信息投影到所識別的對象上，用戶感覺到添加的信息真實存在于周圍環(huán)境中姐。三、增強現(xiàn)實技術在醫(yī)學教學中的應用舉例1.人體解剖學教學中的應用解剖學是醫(yī)學生的基礎課程，傳統(tǒng)解剖學教育是對尸體的解剖，解剖課程實操的價值在于其提供丫對包括觸覺學習體驗在N的人體解剖學的3D視圖，可進一步闡述課堂和研宄中學到的知識，并且可以提供解剖結構及其在整個生物體中和互關系的總體視角。然而這種教學形式成本高昂。而且到目前為止，沒有客觀的實踐證據(jù)能夠證實解剖課程對于學習解剖的有效性￡21。AR技術的可視化功能用于解剖教學
6、中可以實時顯示解剖時的3D渲染圖像，也可以實現(xiàn)其他感官體驗,如觸覺反饋等。AR系統(tǒng)提供這些可視化的實時操作和對學生的直接反饋，符合傳統(tǒng)解剖課技能訓練的要求m。目前，有兒種AR系統(tǒng)已經專門用于解剖教育。德國慕尼黑工業(yè)大學的Blum等研發(fā)了魔鏡（￡Mira-cle）系統(tǒng)，用于木科解剖教育的AR系統(tǒng)m。學員站在電視屏幕前面，受試者的攝像機圖像跟鏡子一樣被水平翻轉并顯示在電視屏幕上，學員CT數(shù)據(jù)的一部分被虛擬添加到用戶的身體并顯示在電視屏幕上，從而使學員產生了可以看到他的身體內的錯覺。而該系統(tǒng)基于手勢操作的用戶界面允許學生
7、實時操縱可視化的CT數(shù)據(jù)，他們可通過使用不同的手勢在矢狀、橫向和冠狀切片模式中滾動數(shù)據(jù)。增強現(xiàn)實技術在人體解剖學教學中的優(yōu)勢:①與傳統(tǒng)解剖材料相比，AR技術使用的材料如相機、電視等相對便宜;②與教科書描述和解剖結構的獨立圖形呈現(xiàn)相比，它提供了更有趣的環(huán)境（整個人體）0虹。2.腹腔鏡技能培訓中的應用腹腔鏡手術對外科咲生在專注、集中力和執(zhí)行復雜的心理運動技能方面的要求較為苛刻，不但需要腹腔鏡儀器的高度自動化處理，還需要掌握該技術及其儀器的特性。AR技術可以應用在腹腔鏡培訓中，其支持這種具有訓練場景的部分任務實踐，其允許
8、訓練將不同運動能力和解剖結構組合起來的特定外科手術。研宂發(fā)現(xiàn)，腹腔鏡手術的4個AR應用的特征，表明了AR技術對學習的支持和優(yōu)勢［11］。在這種培訓環(huán)境中，受訓者可以使用與OR中和同的儀器訓練某些腹腔鏡手術，并且可以訓練更高級的復雜技能，教師可以用學習任務與演示視頻結合來記錄學員的表現(xiàn)。例如ProMTS系統(tǒng)將人體模型與筆記本電腦結合在一起，在人體模型內使用跟蹤
