【摘要】食品微生物學實驗是培養學生動手操作能力培訓的一門非常重要的專業基礎課，但是傳統的食品微生物實驗存在實驗教學內容及教學手段單一、課時利用率不高等局限。文章分析傳統食品微生物實驗教學的局限，探討現代虛擬仿真技術在食品微生物學實驗教學中的意義及不足，為食品微生物學的虛擬實驗仿真技術的開發提供參考。

【關鍵詞】食品微生物學；實驗教學；虛擬仿真

食品微生物學是食品類專業學科的專業基礎課，具有很強的實踐性，對培養學生動手操作能力、獨立思考能力及綜合解決問題能力有著舉足輕重的作用。在目前的高校食品微生物學課程建設中，重視實驗教學、實驗比重大是其教學的一個特點。但如何高效運用實驗教學，提升大學生創新能力和科學素質，成為了亟待解決的研究課題。虛擬仿真技術是以計算機軟件和硬件技術為基礎，綜合三維計算機圖形技術，廣角立體顯示技術，對觀察者頭、眼、手的跟蹤以及信息反饋互動，形成集圖像、動畫、聲音為一體的虛擬現實世界的技術[1-2]。近年來，隨著互聯網技術的發展與普及，虛擬仿真技術越來越商業和普遍化，逐漸運用到很多領域[3]。其中，將虛擬仿真技術運用到傳統實驗教學中，是實驗教學改革的一項重要內容。利用虛擬仿真實驗教學技術，可以幫助學生在開放、自主、快速的虛擬實驗環境中，體驗到高效、安全且經濟的實驗操作過程[4]。對于實驗周期長、操作準備復雜或實驗安全性難以滿足的食品微生物實驗教學項目來說，虛擬仿真實驗教學可克服傳統實驗教學的不足，利用現代信息技術的優勢，提高實驗教學的效率。

1食品微生物實驗教學主要存在的問題

從我校近幾年食品微生物學實驗課程的開設及執行情況來看，通過不斷的教學總結和反思，食品微生物實驗教學主要存在以下問題：

1.1實驗教學內容單一。食品微生物學作為一門實踐性學科，更加強調的知識的應用而非記憶。在我校，食品微生物學實驗課時比例占總學時的50%（理論學時和實驗學時各32學時），實驗課時的設置比例非常高[5]。從目前實驗課的開課內容來看，主要借鑒其他農林和工科院校的開課經驗，在符合我校和我院的基本情況的基礎上，選擇了幾個基礎實驗開設，如培養基的配置、革蘭氏染色、菌落總數的測定、大腸菌群的測定及微生物細胞計數方法等基礎操作實驗內容。但是，對于食品科學專業學生而言，一些關于微生物在食品生產上的應用類的實驗很難開設（如利用酵母菌發酵生產酒類；微生物在傳統食品，如豆瓣醬、腐乳、醋、發酵火腿等生產中的應用；工業生產上微生物的在線控制；食品致病菌的檢測）。再者，因食品微生物實驗耗時較長，操作易污染，失敗率較高等原因，限制了食品微生物綜合性和探究性實驗的開展。實踐應用是食品微生物學作為一門應用學科區別于基礎微生物學的最本質的特征，傳統的實驗教學內容的設置在注重實踐能力培養方面顯然存在不足。這一情況在其他院校，特別是工科基礎相對薄弱的醫學院校的食品微生物學實驗的開課過程中非常普遍。

1.2實驗教學手段單一。目前，傳統的食品微生物學的實驗教學的教學方式在激發學生興趣方面，也有不足。實驗內容的開設多以基礎驗證性為主，絕大多數學生對老師的講解及實驗指導書非常依賴，只會嚴格按照實驗指導書的步驟一一操作，實驗報告的撰寫也是千篇一律，不會主動分析實驗結果產生誤差的原因，不能深刻理解實驗的目的與意義。有的學生甚至利用實驗時間，不認真做實驗，悄悄完成實驗報告，實驗結果完全依靠理論知識來簡單推理，而不是客觀真實地反應實驗現象[6]。這類實驗課程的開設，對提高學生的實驗操作能力、創新能力的培養不利，亦會造成實驗資源的巨大浪費。

摘要：以中國知網檢索的相關文獻為研究對象，借助Citespace軟件繪制醫學領域虛擬仿真實驗研究知識圖譜。識別出虛擬仿真醫學方向、醫學虛擬仿真實驗教學改革、醫學實驗虛擬仿真技術等熱點。醫學領域虛擬仿真實驗研究還應擴充醫學虛擬仿真實驗案例庫，完善科學標準；引入前沿信息技術，提高醫學實驗仿真效果；打造醫學虛擬仿真教學“金課”，培養實踐型人才。

關鍵詞：虛擬仿真實驗；醫學虛擬仿真；虛擬仿真技術；知識圖譜

隨著新工科的建設發展，市場對人才的專業技能要求不斷提升，考慮到傳統教學在真實場景模擬方面的局限性，高校逐漸重視虛擬仿真實驗的研究[1-2]，在虛擬環境中實現傳統教學場景難以實現的教學功能。在醫學領域，傳統的教學方式難以讓學生感觸到醫院真實的診斷場景，理論知識學習與臨床實踐分年級進行，影響學生的醫學技能的掌握水平[3]。醫學影像[4]設備較為昂貴，缺少實驗設備的教學，效果會大打折扣。而虛擬仿真實驗教學依托虛擬現實、3D技術、人機交互、多媒體等新興技術構建高仿真的虛擬實驗環境，將理論教學與實踐教學相結合，成本相對較低，效果較為良好[5]，這也是醫學領域實驗教學的發展方向之一。

1數據來源及研究方法

1.1數據來源

為繪制醫學領域虛擬仿真實驗研究知識圖譜，以“醫學虛擬仿真”為關鍵詞檢索中國知網，共檢索近十年（2012年1月-2022年2月）共419篇文獻作為研究對象。

1.2研究方法

【摘要】以中國知網（CNKI）、萬方數據、重慶維普三大中文全文數據庫收錄的全國24所中醫藥院校在2011—2021年發表的689篇虛擬仿真相關期刊論文為分析樣本，旨在對虛擬仿真技術在中醫藥院校的應用現狀和發展進行介紹和探討。文章借助Excel、NoteExpress文獻統計軟件、RStudio云圖制作等軟件對文獻進行數據提取，并制作圖表，進而從文獻產量、質量、內容、應用領域四個方面進行綜合闡述和評價。結果表明：近十年，各中醫藥院校虛擬仿真相關論文數量增長迅速，但論文質量不高；研究熱點內容多集中在虛擬實驗教學、虛擬篩選、分子對接等方面，且虛擬仿真技術已逐漸滲透到中醫藥領域的各個方面。最后就此次文獻研究中發現的虛擬仿真技術在院校間的發展存在差距，學科發展不均衡，期刊質量有待提高等問題提出建議和方向。

【關鍵詞】中醫藥院校；虛擬仿真；文獻計量學

虛擬仿真技術是在多媒體技術、虛擬現實技術與網絡通信技術等信息科技迅猛發展的基礎上，將仿真技術與虛擬現實技術相結合的產物。該技術發展可追溯到20世紀80年代，最初被美國軍方用于對飛行員和宇航員的模擬訓練。隨著社會不斷進步和科技的不斷創新，虛擬仿真技術逐漸轉向民用，并逐漸應用于教育、醫療、工業、科技、交通等領域［1］。近年來，國外高校在教學中應用虛擬仿真技術方面取得了巨大成果。中國為加快推進信息技術與高校實驗教學的融合，不斷強化優質實驗教學資源的開發與應用，從2010年開始，國務院和教育部出臺了一系列相關政策，大力提倡高校建立虛擬仿真實驗中心。2014年教育部批準了100個國家級虛擬仿真實驗教學中心。2017—2020年，教育部開展普通本科高等院校示范性虛擬仿真實驗教學項目建設工作。為貫徹落實國務院《中醫藥發展戰略規劃綱要（2016—2030年）》［2］，中醫藥虛擬仿真技術的開發也正在大力開展，虛擬仿真技術在中醫藥領域的發展與崛起也為中醫藥院校帶來前所未有的機遇與挑戰。近些年，中醫藥高校在學校的建設中，已將虛擬仿真技術廣泛應用于中醫理論、中藥、中醫診治、中醫教育及中醫藥健康服務產業等領域［3］。當前，中國的院校教育是高等教育的主體，是學術成果、論文產出的重要基地。文獻作為科研產出的主要形式，其數量和質量能從側面反映出該領域的研究水平和最新進展［4］。在2011—2021年十年間，中醫藥院校的虛擬實訓平臺建設情況如何？該研究基于文獻計量學的方法，對全國24所中醫藥院校2011—2021年所發表的論文情況進行分析，以期為中醫藥院校學科建設和傳統醫學發展提供參考。

1資料來源與研究方法

該研究以中國知網（CNKI）、萬方數據、重慶維普三大中文全文數據庫為數據來源，以全國獨立法人建制的24所高等本科中醫藥院校為檢索對象，其名稱如下（以首個漢字拼音排序）：安徽中醫藥大學、北京中醫藥大學、成都中醫藥大學、福建中醫藥大學、甘肅中醫藥大學、廣西中醫藥大學、廣州中醫藥大學、貴州中醫藥大學、河北中醫學院、河南中醫藥大學、黑龍江中醫藥大學、湖北中醫藥大學、湖南中醫藥大學、江西中醫藥大學、遼寧中醫藥大學、南京中醫藥大學、山東中醫藥大學、山西中醫藥大學、陜西中醫藥大學、上海中醫藥大學、天津中醫藥大學、云南中醫藥大學、長春中醫藥大學、浙江中醫藥大學；選擇數據范圍為期刊論文；選擇時間范圍為2011—2021年；以“虛擬＋中醫藥”為主題詞檢索虛擬仿真平臺建設的相關文獻，然后查看題目、摘要、確定文獻是否符合入選標準，如不能確定，則查看內容并進行綜合分析篩選；只納入第一作者或通信作者的論文為該校論文；用Excel軟件，借助Note－Express文獻整理工具和RStudio云圖制作軟件對篩選出的文獻進行文獻產量、文獻質量、文獻內容和應用領域的圖表分析與結果研究。

2圖表分析與結果研究

2．1文獻產量分析。共篩查到全國24所中醫藥院校2011—2021年虛擬仿真相關期刊論文689篇，利用Excel軟件對篩選出的論文按照年份進行統計歸納，生成折線圖（如圖1所示）。從圖1可以看出，從2011年到2021年，全國24所中醫藥院校有關虛擬仿真方面的文獻量總體是增加的；隨著2014年教育部對國家級虛擬仿真實驗教學中心建設的投入，自2014年開始虛擬仿真相關文獻的數量出現明顯增長，且在2015年后增速明顯；2016—2019年間發文量略有下降但保持穩定狀態；2019之后增速明顯，這種增速很大一部分因素是源于國家和教育部對虛擬仿真項目的更加重視［5］。該研究對各中醫藥院校的發文量進行進一步篩選統計，發現發文量位列前五的是北京中醫藥大學（64篇）、南京中醫藥大學（57篇）、山東中醫藥大學（50篇）、廣州中醫藥大學（48篇）和上海中醫藥大學（42篇），其中北京中醫藥大學發表相關文獻最多（如表1所示）。這5所院校也是國家最早興建的中醫藥高等院校，具有良好的學術聲望和優質的科研資源［6］，近些年在虛擬仿真平臺建設方面也走在全國中醫藥院校的前列。從表1不難看出，單就發文量來說，各院校間存在明顯差異，這也從側面反映了各院校虛擬仿真技術的各項投入和建設情況的差異，位于東部地區包括北京、上海、廣州、山東等省份地理位置優越、科教規模大的中醫藥大學，其虛擬資源的投入和論文析出情況均優于其他地區院校。

［摘要］在豐富實驗教學形式和教學效果的同時，虛擬仿真技術也促進了實驗教學與理論教學的融合。文章主要論述了在大學化學教學實踐中，虛擬仿真技術的應用和對教學效果的影響，總結了虛擬仿真技術在課程中的切入點和展開形式，為數字化和信息技術在化學教學中的推廣應用提供實踐支持和借鑒。

［關鍵詞］虛擬仿真；大學化學；化學教學

化學是一門實踐的科學，理論教學與實踐教學的融合是高等學校化學教學中的核心問題之一，兩者的有機結合將有助于學生加深對于物質結構和反應機理的理解[1]。然而由于時間、空間的限制，化學實驗與化學理論教學往往被分成兩個平行的教學課程，因此不少學生在學習中存在機理—結構—現象之間的割裂，只能依靠死記硬背學習理論知識，無法做到活學活用和真正掌握。隨著信息化技術在教學中的深入，虛擬仿真技術在化學教學中越來越受到重視[2]。虛擬仿真技術在教學中的應用，是對傳統課堂的數字化延伸，其具有可視化，直觀，沉浸感強的獨特優點，又能夠實現一些由于時間、空間、成本、安全等因素無法開展的實踐內容，在工科實驗教學中有著廣闊的應用前景[3]。除了在化學實驗教學中的應用之外，虛擬仿真技術還能夠將實驗壓縮進課堂，動態呈現微觀機理，在豐富課堂教學形式的同時強化實驗與理論之間的聯系，在激發學習興趣的同時提升學生知識理解程度，實現由理論到實踐再到理論的良性循環[4]。

一、微觀結構的宏觀三維呈現

高等學校化學教學中，反應機理往往是相關章節的難點。該部分內容相對抽象，考驗學生對于分子微觀結構的思考能力。以旋光異構為例，本章節涉及大量內容需要同學認識分子結構的空間構型，傳統教學依賴課本和PPT課件的平面化教學往往無法將教師所理解的知識完整傳遞給學生，尤其是對一些空間思維能力較弱的同學來說，面對這種教學方式存在不少理解上的難點。依靠虛擬仿真技術的三維建模，可以將原本抽象化的空間微觀結構在宏觀層面呈現出來，允許學生對三維模型自由旋轉，進而對分子結構的空間構型產生直觀認識，不僅能夠做到根據規則判斷旋光異構類型的基本要求，還能深入直觀地理解該部分知識的本質，而這正是傳統教學方案相對欠缺的。

二、反應過程的動態呈現

化學反應是高等學校化學教學的重要內容，而反應機理又是該部分教學內容的重點和難點。傳統教學中，呈現在學生面前的是靜態的反應方程式，以烯烴加成反應為例，盡管作為親電加成反應表象相對簡單，但實際涉及原子軌道雜化、π鍵電子云分布、誘導與共軛效應等內容。僅僅通過死記硬背記住規律雖然可以應付考試，但這種方式其實是對后續知識點的學習留下隱患，對于結構和反應性質之間的關聯，也僅僅停留在規則的簡單記憶上，一旦遇到復雜過程，學生便無法正確把握反應規律。利用虛擬仿真技術的空間表達和動態表達，能夠使復雜的反應歷程在生動起來的同時，富有條理性，將老師所想和學生所學所思真正連接在一起。不僅如此，通過合理設計，虛擬仿真還能對反應歷程中一些抽象的概念，比如電子云分布，吸電子效應，供電子效應等做出具象化的描繪，從而加深學生對抽象概念的理解，從貼近科學事實的角度，全面立體地理解反應歷程的本質。

摘要:現階段，隨著我國科技水平的不斷提升，在很大程度上計算機技術的發展與應用。當前計算機技術在各個領域中的應用越來越廣泛，將先進的信息技術應用于機械設計制造行業當中，極大的促進了機械行業的發展進步。本文首先分析了機械設計制造及其自動化中計算機技術的應用;其次探討了計算機技術在機械設計制造及自動化中的發展趨勢。

關鍵詞:機械設計制造及其自動化;計算機技術;應用分析

先進的計算機技術在機械行業中的應用，生產制造出了大量先進的機械設備，在很大程度上促進著機械行業的發展，同時機械設計效率也得到了明顯的進步，促進了社會科技水平的提升。

一、機械設計制造及其自動化中計算機技術的應用分析

(一)計算機輔助技術的應用

在機械設計制造及其自動化中積極的應用計算機技術，不僅能夠在很大程度上提升設計生產效率及質量，而且工業生產精密度也隨之提升，這對于機械行業接下來的發展來說是極為有利的。在機械行業中積極的應用計算機輔助技術，主要表現在以下幾個方面:首先，通過科學合理的分析機械設備的類型以及結構，能夠為機械產品的生產質量提供強有力的保障;其次，借助計算機輔助技術合理的設計圖紙，使得圖紙更加的清晰，有效降低了傳統人工設計導致出現誤差的幾率;最后，借助計算機輔助技術，能夠在提升編輯以及修改的精準度，有效降低了返修的概率，為接下來的生產制造提供了有力的參考依據。

(二)3D技術的應用

[摘要]《生物分離工程》為我校釀酒工程專業必修課程。根據學科特點及學生專業知識儲備情況，從教材的選擇、教學內容的優化對教學知識體系進行了設置；以案例教學法、虛擬仿真教學法為主要教學手段，積極構建線上教學資源，拓寬學生學習途徑；探索課程思政元素的導入，進行全方位的育人。課程取得了較好的教學效果。

[關鍵詞]生物分離工程；釀酒工程；教學改革；教學知識體系；教學方法

生物制品涉及到人類生活的方方面面，由生物工程技術來實現。生物分離工程是生物工程技術的重要組成部分，為生物物質的分離與純化環節[1]。因此設計高效、合理的生物分離方法，可大幅降低生物加工過程的成本，提高產品的市場競爭力，促進人類健康水平和生活質量的提高以及社會經濟的發展[2]。《生物分離工程》已成為食品科學與工程、生物工程、釀酒工程等專業必修課程。因此，對我校釀酒工程專業《生物分離工程》課程進行了教學改革探索與實踐。

1教學知識體系的選擇

教學知識體系為課程教學的基礎，是教學改革的關鍵，也是人才培養的前提。對教學知識體系的教學改革一直都是教學改革的集中領域[3]。

1.1教材的選擇

目前，各高校普遍使用的教材為天津大學孫彥主編化學工業出版社出版的《生物分離工程》、南京工業大學歐陽平凱主編化學工業出版社出版的《生物分離原理及技術》或內蒙古農業大學田瑞華主編科學出版社出版的《生物分離工程》等。結合學科特點及學生知識儲備情況，本校釀酒工程專業使用的教材為孫彥出版的《生物分離工程》，其它編者編著的《生物分離工程》為輔助學習參考書。

摘要:虛擬仿真實驗教學中心建設是實現高等教育現代化的重要途徑，同時也是全面提升學生實驗技能最有效的方法之一。文章分別從虛擬仿真教學背景、平臺架構模式、平臺構建和平臺應用方面出發，論述了法醫學虛擬仿真平臺的構建方法和應用前景，為法醫教學改革和提升本科教學水平提供理論依據。

關鍵詞:法醫學;虛擬仿真;教學改革

為貫徹落實《教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見》（教高[2012]4號）精神，教育部在2013年了《關于開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作的通知》（教高司函[2013]94號），并于同年8月啟動首批國家級虛擬仿真實驗教學中心申報工作，截至目前為止，全國已建設有300個國家級虛擬仿真實驗教學中心。[1-2]由于虛擬仿真實驗具有高度還原性、高安全性和高創新性等優點，這種技術已經成為緩解實驗教學條件不足、提升學生創新能力以及激發學生潛能的有效方法。[3]法醫學是一門實踐性很強的學科，實驗練習是本專業學生掌握法醫學專業知識和相關技能的重要方法。然而，在法醫學實驗實踐中，面臨許多傳統方法難以解決的問題，如尸體解剖資源緊缺以及大型儀器設備昂貴，難以安排學生實際操作等問題。虛擬仿真技術的出現，可以為解決法醫學中的這些難題提供切實可行的方法。

1法醫學虛擬仿真平臺架構模式選擇

傳統的虛擬仿真平臺架構模式主要包括“B/S架構”和“C/S架構”。“B/S架構”是指數控虛擬仿真系統基于Browser/Ser-ver，即使用瀏覽器/服務器為基礎的架構模式。[4]“C/S架構”是指數控虛擬仿真系統基于Client/Server，即使用客戶/服務器為基礎的架構模式。“C/S架構”客戶端須要安裝應用程序，相比較而言，“B/S架構”客戶端可以通過瀏覽器訪問虛擬仿真用戶平臺，采用互聯網進行通信，這樣就突破了時間和空間的限制，方便用戶隨時隨地進行使用。[5]“B/S架構”模式是目前虛擬仿真平臺普遍采用的一種模式，因此，法醫學虛擬仿真平臺的建設也應該首選這種架構模式。

2法醫學虛擬仿真平臺構建

法醫學虛擬仿真平臺主要由兩大模塊組成，包括學生模塊和教師模塊。學生模塊包括訓練模塊、考核模塊以及互動模塊。教師模塊主要由用戶與權限管理模塊和學習統計與分析模塊。

作者：魏高峰 高萬玉 孫秋明 倪愛娟 謝新武 秦曉麗 邢楠 田豐 單位：軍事醫學科學院衛生裝備研究所

數字醫學研究現狀

近年來，數字化技術的快速發展使得人類社會進入了數字化時代，同時也引起了許多學科領域的數字化變革，生命科學也不例外。通過與數字化技術的交叉融合，不僅大大加快了生命科學自身的發展，同時也產生了一些新興的前沿交叉研究領域，數字醫學就是其中的典型代表[13]。數字醫學技術的發展首先是由數字化虛擬人體三維重建開始的[14-18]。數字化虛擬人體三維重建是指運用計算機圖像處理技術和三維重建技術，對醫學二維圖像進行處理，建立人體組織結構的計算機三維虛擬模型。通過數字化虛擬人體建模技術，可將人體解剖組織結構數字化，可以在計算機上進行三維渲染、旋轉、縮放等操作，也可以實現虛擬手術規劃、假體設計、場景仿真等功能。進一步也可將人體功能性信息賦加到數字化三維模型上，結合運動捕捉系統及虛擬現實系統，可以仿真真實模擬人體的各種運動。通過力反饋裝置，可以提供視、聽、觸等高沉浸感操作，這就形成了數字化虛擬現實增強的模擬人。目前國外已經出現了個性化虛擬器官模型[19]，通過改變模型的參數可以得到不同的病理分析結果。此外，歐盟啟動的IUPS/EMBS生理人體計劃目標是建立一個能夠在計算機上模擬人體各種生理過程的虛擬人體模型，目前該項目在人體的生理系統建模方面已經進行了許多頗有成效的研究[20]。近些年來，隨著分子生物學、細胞生物學、醫學影像技術的不斷發展，超級計算機運算速度的飛速提高，以及一些新的醫工交叉領域研究方法的出現，促進了數字化虛擬人體技術的快速發展。我國雖然在這方面起步較晚，但發展很快。自2002年以來，南方醫科大學和第三軍醫大學分別完成了中國數字人的原始切片數據采集工作，2006年由上海交通大學牽頭啟動了中國力學虛擬人研究計劃，目前該計劃已經建立了中國力學虛擬人計算服務平臺，該平臺可通過互聯網為全球的用戶提供建模計算服務。同時與歐盟等國際同行進行了合作，將逐步建立國際力學虛擬人研究計劃，目前已經開展了亞洲人種虛擬建模研究項目。與此同時，數字醫學技術在臨床實際中取得了廣泛應用，獲得了較好的應用效果，大幅提高了臨床診斷和治療水平。以影像診斷為例，由X線、CT、MRI的二維圖像到三維、四維圖像，使影像診斷的準確性和精細度大為提高。近年來，隨著虛擬手術規劃、手術導航、個性化CAD/CAM等技術的數字醫學技術的出現，使得臨床手術的準確性和個體匹配性大為提高。隨著數字醫學技術研究的深入和應用的推廣，傳統醫學將會發生更大變化。

數字醫學技術在戰傷救治訓練中的應用

1數字醫學建模技術數字醫學建模是數字醫學及相關學科的研究基礎，沒有一個能夠精確地反映真實醫學過程的數字化模型，就無從進行任何數字醫學方面的研究。數字醫學建模主要分為3個部分，分別是數字醫學圖像處理與分析、人體組織器官的三維重建以及人體病理生理變化過程的數字建模。數字醫學圖像處理與分析是整個建模的基礎，醫學影像數據可以為醫務工作者提供多角度、多層次的信息，輔助醫生進行正確診斷、治療計劃、術間導航、術后跟蹤監測等。同時，準確豐富的醫學影像數據也是人工器官、醫用內植物、人工關節等醫學工程領域的重要參考依據。自從20世紀70年代MRI技術誕生以來，針對各種醫學影像的分割算法研究迅速發展起來。目前應用較多的醫學圖像分割方法主要有2種，分別是基于圖像區域的分割方法和基于邊緣檢測的分割方法。基于圖像區域的分割方法是通過檢測同一區域內的均勻性是否一致，來識別分割圖像中的不同組織，如閾值分割法、區域生長和分裂合并法、分類器和聚類以及基于隨機場的方法等。而基于邊緣檢測的分割方法則是通過邊緣檢測技術把不同區域組織提取出來進行圖像分割，如并行微分算子法等。

2戰傷救治場景的數字化三維重建技術戰傷救治場景的數字化三維重建技術是戰傷救治虛擬仿真訓練系統的主要內容，隨著計算機圖形技術的飛速發展，近年來出現了許多新的建模技術和設備，如數字化三坐標儀、人體運動捕捉系統、三維跟蹤器、數據手套、頭盔顯示器、Vega虛擬現實建模技術等，這些新技術和新設備的出現，使得沉浸式虛擬現實系統的應用更加廣泛。在采集和統計戰傷救治各種場景數據的基礎上，利用高效快速的數字化三維建模技術，可對戰傷救治場景進行數字化虛擬現實三維重建。目前常用的數字化三維重建方法主要有面繪制法和體繪制法兩類。面繪制法是指從醫學影像設備輸出的切片數據集構造出三維數據，然后在三維數據中抽取出等值面進行三角剖分，再用圖元繪制技術實現表面繪制。該方法可有效繪制三維數據中具有某個特定值的表面，但無法表達三維體數據的內部信息。而體繪制法則是將三維體數據中的“體素”作為基本的繪制單位，該方法充分利用了三維體數據中的每一個體素，能夠根據需要顯示三維對象的內部信息。其缺點是由于體素數據計算量大，從而導致重建速度變慢，可通過提高計算機計算渲染速度加以解決。

3戰傷救治訓練虛擬仿真技術由于各種技術條件的限制，傳統的戰傷救治訓練是采用書本授課的方式進行的，受訓人員缺乏實際操作經驗，訓練效果不夠理想，很難在真正需要時及時提供有效的救護。近年來，隨著先進制造技術和計算機技術的迅速發展，以美軍為代表的西方發達國家軍隊開始使用計算機仿真技術來進行戰傷救治訓練研究，取得了較好的效果[21-22]。美軍近年來在該領域投入了大量的經費，研發出了一系列用于戰傷救治訓練的數字化仿真模擬裝備。自1999年至2007年大約資助了超過150個該領域的研究項目，累計投入超過6000萬美元，使得該領域研究成為美國防部投入最多的科學研究領域之一。美軍建有醫療模擬培訓中心（medicalsimulationtrainingcenter），美國防部每年培訓10萬名部隊醫護人員。其研究內容涵蓋戰傷急救、護理及外科手術的模擬培訓等方面。取得一系列研究成果與實物裝備，如先進醫療訓練技術（advancedmedictrainingtechnologies，AMTT）系統、高級創傷救護仿真技術（simulationechnologiesforadvancedtraumacare，STATCare）系統及一系列虛擬現實培訓系統（如圖1~3所示）。目前我軍還沒有針對戰傷救治的模擬人。自2005年起，我所開展了虛擬現實、數字人體、操作感知等關鍵技術研究，研制成戰傷止血、心肺復蘇（CPR）、搬運等模擬訓練系統，取得了很好的訓練效果。#p#分頁標題#e#