基于虚拟现实技术的方舱医院训练系统设计与实现
1系统设计,1系统总体设计,2系统功能设计,2系统开发关键技术,13D虚拟场景设计与实现,2VR系统人机交互界面设计与实现,3VR系统后台数据库建立,3系统实现与建设效能
李远辙,谢康宁,王文军,颜泽栋,罗二平,汤 池(空军军医大学:1军事生物医学工程学系,2教研保障中心,陕西 西安 710032)
方舱医院是拥有先进医疗设备、优良作业环境和配套救治条件的现代化机动医疗系统,具有机动性好、环境适应性强、展开部署快速等优点,受到世界各国的高度重视[1-2]。近年来,我军新型方舱医院加速发展,并相继在汶川、玉树、武汉等应急医学救援任务中发挥了重要的作用[3-7]。然而,方舱医院作为一种典型的大型医疗卫生装备,由于其价格高昂、体积庞大和操作训练不便等特点,对从业技术人员提出了更高的要求,操作不熟练或失误,将严重降低展收效率,进而制约救治任务实施[8]。
目前,世界各国军队正在掀起以模拟化为标志的训练革命,其目的就是充分运用以计算机为核心的现代虚拟现实(virtual reality,VR)技术,实现军事训练的跃升,以最大的效费比实现战斗力的有机生成[9-10]。VR是20世纪发展起来的一项全新的实用技术,综合计算机图形技术、多媒体技术、人机交互技术、网络技术、仿真技术等多种技术为一体,其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感[11-12]。目前,VR技术已广泛应用于教育、军事、工业、医疗、艺术等领域,特别是在虚拟培训方面表现尤为突出。由于VR技术的沉浸性和交互性,学生能够在虚拟学习环境中扮演一个角色,全身心地投入学习,对技能性教学有着无比强大的推动作用[13],尤其适合针对体积大、价格贵、风险高、成本高的项目进行模拟训练[14]。运用VR技术进行大型装备模拟训练,是一种效费比高、最大限度贴近实际的训练方式。
本研究针对方舱医院这种大型卫生装备缺乏实践教学手段的难题,基于VR技术开发方舱医院训练系统,利用现代的虚拟教学手段完成现实中难以达到的实践教学效果。通过系统功能设计和技术开发,能够沉浸式地还原方舱医院实景效果,开展方舱医院的结构布局、展收操作等训练,既可应用于军事医学工程人才的院校教育,又可用于方舱医疗队的部队训练实践,从而提高我军大型卫生装备设备的完好率和可靠性,有效提升部队战伤救治训练水平 ......
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