醫學仿真技術范文精選

1虛擬仿真概述

虛擬仿真(VR)即虛擬現實，是一種采用計算機為核心的現代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環境，用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用、相互影響，從而產生如同真實環境的感受和體驗。盡管該環境并不真實存在，但它作為一個逼真的三維環境仿佛就在我們周圍。由于用戶對計算機環境的虛擬物體產生了類似于對現實物體的存在意識或幻覺，用戶在計算機所創建的三維虛擬環境中處于一種全身心投入的感覺狀態。

2國內外研究現狀

2．1國內研究現狀

盡管國內虛擬仿真技術起步較晚，但是隨著信息技術在社會各領域中的廣泛應用，信息化教學已成為信息技術和信息資源與教學相結合的教學形態，以計算機仿真技術、多媒體技術和虛擬現實技術為特征的虛擬仿真實驗室開始逐步滲透到教學領域。虛擬仿真技術在醫學教學及某些醫學手術應用領域得到不同程度的應用和研究。在護理學教學中，作為實踐性很強的綜合性應用學科－護理學基礎，其護理專業實踐教學約占該課程總學時的一半，也是培養護生臨床實踐能力的主要途徑之一。然而傳統的由教師演示－學生練習－教師指導的護理實踐教學模式已經不能滿足學生的需要，非常有必要對護理實訓教學進行改革和創新。隨著虛擬仿真技術在一些實踐性要求高的專業中的大量應用及研究，國內某些醫學院校的護理學基礎實驗教學也不同程度地開展了仿真技術在護理實踐教學中的應用與研究，如高仿真模擬人技術早已投入護理專業實踐教學中，并被應用在《內科護理》教學中并收到良好的效果，還有以主要訓練護生的單項護理操作技能為目的的專項護理技能訓練，如手臂模型可以模擬人類真實的血管，穿刺過程中有落空感和模擬真實血液流出，高級電腦心肺復蘇模型可以進行心肺復蘇的模擬訓練，大小與真人相仿，在操作時可有語音提示和報警聲來顯示其操作的正確性。虛擬仿真技術還可以使用在一些不宜在真人身上實練(如鼻飼法、導尿術等)的護理實訓課的應用。2007年大連大學職業技術學院以“探索出適合中等職業技術教育的網絡教學模式，提高中等職業教育運用現代教育技術手段水平”為目的開展的“護理技術模擬教學系統”項目的研發卓有成效，該研發項目提出了包括13個模塊，每個模塊由教學演示、模擬操作、考核測評三大部分構成的護理技術計算機虛擬仿真實訓教學軟件系統，該教學軟件系統的研發為虛擬仿真技術在護理實訓練習中的開展和推廣應用提供了參考。2009年貴州遵義醫學院護理系進行了護理學基礎虛擬實驗室的研發，是一次將虛擬仿真技術應用于基礎護理實踐教學的一種有效嘗試，可推廣應用于國內各護理院校和各大醫院的實驗教學和繼續教育培訓與考核，有著較廣闊的應用前景。重慶市衛生學校已經開展并建成仿真急救護理實訓室，為其他護理院校提供了可借鑒的急救實訓基地模式和實訓方法。同時，虛擬仿真技術在職業技能培訓中發揮的作用越來越大，也正被廣大的職業教育工作者所接受。目前高職院校招生人數逐年增加，學校實驗室及傳統的教學模式已經遠遠不能滿足師生的需要，尋找一種行之有效的技術手段來緩解傳統實踐教學模式所帶來的壓力，是許多高職院校的當務之急，將虛擬仿真技術應用于護理實踐教學是解決以上問題的關鍵，更是培養最優秀的護理畢業生的必由之路。

2．2國外研究現狀

摘要隨著計算機技術的發展和應用，加工過程仿真技術越來越受到業界的重視。本文研究了加工過程仿真技術在演示金屬切削加工過程中的應用，旨在通過這種方式加強學生對于金屬切削加工過程的理解，同時讓學生了解加工過程仿真技術在實際過程中的應用，激發學生的學習熱情，在學習好理論的基礎上學會應用加工過程仿真技術進行分析，營造一種積極向上的課堂氛圍，達到理想的授課效果。

關鍵詞金屬切削加工有限元Deform教學改革

0引言

金屬切削加工技術仍然是機械制造行業的主要加工方法。它通過刀具和工件的相互作用去除工件表面的多余材料，以獲得理想的加工形狀、加工精度和表面質量的工件。因此，金屬切削加工技術在本科生的教學工作中占有重要的地位，機械類本科生都開設有關于數控機床、機械加工制造技術等相關課程。隨著技術的發展，越來越多的數控仿真軟件的出現使本科生在數控機床操作水平上有了很大的提升，但是對金屬切削過程中涉及的理論并沒有很大改觀?，F在許多專家學者都對金屬切削過程進行了研究，但是由于切削過程的復雜性，還沒有統一的理論來解釋加工過程中的各種物理現象，這對本科生對加工過程的理解造成了一定的困難。而加工過程仿真技術的出現為這一問題帶來了轉機，本文主要研究加工過程仿真技術在演示切削加工過程方面對于本科生教學工作的幫助。

1有限元仿真技術

有限單元法（FiniteElementMethod,FEM）是一種以計算機為手段，通過離散化將研究對象變換成一個與原結構近似的數學模型，再經過一系列規范化的步驟以求解應力，應變和位移等參數的數值計算方法。它是一種通用的近似計算方法，也是解決工程實際問題的強有力的數值計算工具。目前，有限元法在航空，航天，機械，汽車，鐵路，船舶，交通，建筑，電子，地質礦產，水利水電，石油化工，生物醫學以及科學研究領域得到了非常廣泛的應用，并越來越受到業界的高度重視?，F在較為流行的有限元分析軟件有ANSYS、ABAQUS、Deform和AdvantEdge等，這些軟件對研究金屬切削過程中的溫度、切屑形狀、刀具應力等提供了良好的前后處理和求解環境。各個有限元軟在單元、建模、材料模型和自適應網格能力等方面具有各自的特點和優勢。因此為了有效地模擬切削過程中所關心的方面和問題，需要綜合考慮分析問題的難易程度和仿真結果表現形式等多方面的因素，合理地選擇有限元分析軟件。

摘要：雖然中醫學所構建的龐大而復雜的系統難以在簡單系統的實驗室中得到驗證，但現代計算機仿真技術為中醫學提供了復雜系統的實驗室。而面向對象程序設計與中醫學相似的思維方式使之成為可能。運用這一技術可以作出諸如中醫學意義上的生理、病證、實驗模型，不僅可以對中醫學概念、理論、方法的客觀性、有效性、實用性進行證實，而且有前瞻性和預測性。

關鍵詞：計算機仿真；復雜系統；中醫學；面向對象程序設計

1計算機仿真技術提供了適合中醫學理論的實驗室

科學技術的不斷進步，推動著整個人類社會的發展，計算機的出現，使人類社會由工業社會向后工業社會——信息社會過渡。我國著名的科學家錢學森說：“我們所設計的信息體系簡直可以包括全部人類千百年來創造的、而且還在不斷創造的精神財富。而這全部精神財富可以由我們每個人隨手調用和享受。這不但是從舊的腦力勞動中解放出來，而且是獲得一個偉大的世界，從來未有的高度文化的世界。……人將變得更為聰明，人類的前進步伐更將加快?！边@位大科學家以前所未有的高度論述了由計算機引起的這場技術革命。隨著計算機技術的發展，一種嶄新的學科——仿真學誕生了，從新藥品的仿真測試到行星和星系的創生模型，以及計算機化培養皿中生長的數字生命形式，這是一種新的方法，不是基于直接的觀察和實驗，而是基于從真實空間向虛擬空間的映射。雖然這項工作仍處于起歩階段，但已足以讓每一顆好奇的心欣喜若狂。在這樣一個偉大的時代，古老的中醫學面臨著前所未有的機遇和挑戰。怎樣將計算機科學與技術融入中醫學領域，是一個值得深思和大膽嘗試的問題。值得慶幸的是，計算機仿真是建立在復雜系統理論基礎上的，而中醫學理論所描述的正是這樣一個復雜系統。

當伽俐略第一次拿起望遠鏡仰望太空時，他為人類創造了科學方法，即用實驗來檢驗關于世界如何成其為世界的種種假說。于是有了擁有試管、曲頸瓶和本生燈的化學實驗室，用來探測物質內核的價值連城的粒子加速器，以及在任何生物實驗室都能看到的解剖青蛙和用顯微鏡觀察植物細胞。然而，這些都是僅適用于簡單系統中物質結構研究的實驗室?，F論物理學家薛定諤（ErwinSchrodinger）在《生命是什么？》一書中寫道：“只要我們涉及活物質的結構，我們就必須面對這樣一個事實：它是以不能還原成通常的物理學定律的方式起作用的。原因不在于某種‘新的力’或某種類似的東西支配著活的機體中的一個個原子，而是其結構不同于任何我們已從試驗室研究中認識的東西?！盵1]也正因如此，尤其是對于與西醫學思維方式大相徑庭的中醫學理論，實驗室研究一直是一籌莫展，經絡實質的研究無功而返，各種“證”的實驗模型設計令人啼笑皆非，中藥的研究幾乎與中醫理論毫不相干……中醫學所構建的龐大而復雜的系統難以在簡單系統的實驗室中得到驗證，這是不難理解的。計算機仿真學的出現真值得每一位中醫界的同仁為此干上一杯，因為這一方法的出現能使中醫學多年的“科學夢”成為現實！雖然計算機仿真學正在起步，而這對中醫學來說卻是難得的機遇，不僅可以揭開其古老而神秘的面紗，而且有望為中醫學打開一扇新的大門，開拓更為廣闊的發展空間。

而將計算機仿真技術運用于中醫學，面向對象程序設計是一個關鍵環節，下面將面向對象程序設計作一簡要介紹。

關鍵詞：計算機仿真；復雜系統；中醫學；面向對象程序設計

1計算機仿真技術提供了適合中醫學理論的實驗室

科學技術的不斷進步，推動著整個人類社會的發展，計算機的出現，使人類社會由工業社會向后工業社會——信息社會過渡。我國著名的科學家錢學森說：“我們所設計的信息體系簡直可以包括全部人類千百年來創造的、而且還在不斷創造的精神財富。而這全部精神財富可以由我們每個人隨手調用和享受。這不但是從舊的腦力勞動中解放出來，而且是獲得一個偉大的世界，從來未有的高度文化的世界?！藢⒆兊酶鼮槁斆?，人類的前進步伐更將加快?！边@位大科學家以前所未有的高度論述了由計算機引起的這場技術革命。隨著計算機技術的發展，一種嶄新的學科——仿真學誕生了，從新藥品的仿真測試到行星和星系的創生模型，以及計算機化培養皿中生長的數字生命形式，這是一種新的方法，不是基于直接的觀察和實驗，而是基于從真實空間向虛擬空間的映射。雖然這項工作仍處于起歩階段，但已足以讓每一顆好奇的心欣喜若狂。在這樣一個偉大的時代，古老的中醫學面臨著前所未有的機遇和挑戰。怎樣將計算機科學與技術融入中醫學領域，是一個值得深思和大膽嘗試的問題。值得慶幸的是，計算機仿真是建立在復雜系統理論基礎上的，而中醫學理論所描述的正是這樣一個復雜系統。

當伽俐略第一次拿起望遠鏡仰望太空時，他為人類創造了科學方法，即用實驗來檢驗關于世界如何成其為世界的種種假說。于是有了擁有試管、曲頸瓶和本生燈的化學實驗室，用來探測物質內核的價值連城的粒子加速器，以及在任何生物實驗室都能看到的解剖青蛙和用顯微鏡觀察植物細胞。然而，這些都是僅適用于簡單系統中物質結構研究的實驗室。現論物理學家薛定諤（ErwinSchrodinger）在《生命是什么？》一書中寫道：“只要我們涉及活物質的結構，我們就必須面對這樣一個事實：它是以不能還原成通常的物理學定律的方式起作用的。原因不在于某種‘新的力’或某種類似的東西支配著活的機體中的一個個原子，而是其結構不同于任何我們已從試驗室研究中認識的東西?！盵1]也正因如此，尤其是對于與西醫學思維方式大相徑庭的中醫學理論，實驗室研究一直是一籌莫展，經絡實質的研究無功而返，各種“證”的實驗模型設計令人啼笑皆非，中藥的研究幾乎與中醫理論毫不相干……中醫學所構建的龐大而復雜的系統難以在簡單系統的實驗室中得到驗證，這是不難理解的。計算機仿真學的出現真值得每一位中醫界的同仁為此干上一杯，因為這一方法的出現能使中醫學多年的“科學夢”成為現實！雖然計算機仿真學正在起步，而這對中醫學來說卻是難得的機遇，不僅可以揭開其古老而神秘的面紗，而且有望為中醫學打開一扇新的大門，開拓更為廣闊的發展空間。

而將計算機仿真技術運用于中醫學，面向對象程序設計是一個關鍵環節，下面將面向對象程序設計作一簡要介紹。

2面向對象程序設計（OOP）概述

摘要：病毒肺炎疫情期間，在教育部“停課不停教、停課不停學”要求下，各高校積極開展線上理論課程教學，實驗課程該如何開展，引發思考。從課前、課中、課后三個角度介入，以“線上＋線下”的方式，探索疫情下護理學基礎實驗課程多元化的教學方式，將有效提高教學質量，實現資源共享。

關鍵詞：疫情;護理學基礎;實驗課程;線上教學

2020年至今，隨著病毒肺炎疫情的不斷變化，全國高校積極響應，全面落實教育部“停課不停教、停課不停學”的要求，制定方案并開展線上教學工作?，F階段，我國信息技術的發展以及對教育領域的大力投入已經能充分滿足理論課程的線上教學，但實踐性很強的實驗課程在疫情期間開展存在一定難度。筆者將從課前、課中、課后三個角度介入，以“線上＋線下”的方式對護理學基礎實驗課程的教學進行研究。

一、疫情下護理學基礎實驗課程教學開展困境

《護理學基礎》是護理專業課程培養體系中的核心課程之一，是該專業學生學習臨床護理基本理論知識、基本操作技能的必修課程①。學習本課程旨在培養具有良好職業素質和職業能力的高技能型護理專業人才。這門課程的學習需要理論聯系實際，操作性要求高，重在培養學生的臨床實踐能力，為以后的護理臨床見習及就業奠定基礎。護理學理論課程利用騰訊會議、釘釘等多種線上教學平臺基本可以保證教學進度及教學質量，但是實驗課程與理論課程不同，涉及各種用物的準備、使用和學生實際操作能力的訓練等。傳統的護理學基礎實驗課程的教學方法是教師示教、學生分組練習、教師糾錯指導、實驗考核、教師評價總結，但在疫情期間學校延期開學、學生停課在家，傳統的教學方式顯然是不能正常開展的。若等到疫情結束再開展實驗教學，一方面學生會遺忘理論知識，理論和實際操作不能很好地結合；另一方面開學后還有后續的教學計劃要開展，疫情期間未修的實驗課太多，開學后在很短的時間內補修實驗課會導致學習效果大大降低。此外，對于要參與臨床見習的學生來說，開學后沒有時間補修實驗課。因此，疫情期間護理實驗教學該如何既保證進度又保證質量的開展顯得尤為重要。

二、構建線上護理學基礎實驗課程教學