AR醫學教學系統:增強現實,實時交互,給醫學教學更多想像

2020-11-29 獵雲網

【獵雲網(微信:ilieyun)武漢】10月21日報導 (文/何卓憂)

AR醫學教學系統是一款基於增強現實的醫學器官模型教學系統,用戶不僅可以通過智能終端識別並獲得人體器官的3D渲染模型,還可以配合數據手套進行移動、旋轉、縮放等操作,未來有望實現模擬解剖。

該系統主要應用於醫學教學及實踐環節。傳統醫學教學場景中,醫學生只能通過教材圖鑑認識人體器官,圖片信息二維且單一,缺乏真實感。解剖實踐同樣不能滿足醫學教學需求,數據顯示,由於我國遺體捐獻機制的不完善,相比起美國醫學院學生人均可使用一具遺體解剖,我國需八至十二位醫學生共同使用一具遺體進行解剖學習,有些地區的實踐條件甚至不能達到此水平,給教學帶來極大不便。

這個由廈門大學物聯網實驗室學生團隊研發的AR醫學教學系統,將增強現實技術和智能控制技術相結合,設計了搭配使用的整套軟體與硬體,旨在提供更加真實、交互性更強的醫學教學體驗。 一方面,使用一線獲取的數百張原始CT圖像進行三維重建,經過適當的分割和渲染處理,刻畫真實感,獲得人體器官的三維模型。另一方面,團隊特別設計了用於與虛擬場景中的模型進行實時交互的數 據手套,用戶可以通過變換手勢對模型進行操作控制,查看器官各部位細節。

應用於醫學教學中,主要有兩個場景。一是用於教師教學,教師在課堂上可將模型投影至屏幕上,通過數據手套進行教學演示操作。二是用於教材插圖,將教材文字解說與插圖相結合,學生在進行個人學習時可通過智能終端識別插圖圖片,獲得3D渲染器官模型,查看每個部位細節;同時,為了便於學生佩戴手套操作,軟體設計同時兼容市面上的VR眼鏡,佩戴眼鏡後學生即可方便地配合數據手套對立體模型進行操作,臨場感和代入感都將更加逼真。

AR技術綜合了圖像識別、動作捕捉、虛擬實境等學科,將數字信息、三維虛擬模型精確地疊加顯示到現實的人機互動中,並被廣泛應用於會展、設計、娛樂、教育等領域;在未來幾年內,AR將以一種全新溝通體驗的方式,為用戶帶來超越傳統的感受。「AR+教育」的模式通過增強現實,帶給用戶更加豐富形象的畫面,在知識吸收過程中增強趣味性和互動性,潛力不容小覷。

對於「AR+教育」,AR醫學教學系統並非唯一進局的玩家。Anatomy 4D 是一款基於AR技術的手機應用,同樣專注人體器官展示;用戶下載App並掃描圖卡後可獲得動態立體模型,同時可通過觸控屏幕放大、縮小或查看器官細節,通過翻轉圖卡看到器官的背面、側面。與之相比,AR醫學教學系統在渲染和美工上顯得遜色,但在數據手套的交互體驗上更加便捷,貼近行為習慣。

此外,由美國教育部資助成立的HARP為兒童設計了將教育與AR相結合的遊戲 Alien Contact;還有ARIS Games 所推出的基於地理位置、採用AR互動式演繹故事的Dow Day和Mentira學習遊戲;而國內同樣也有一些將科普繪本及卡片與AR相結合的初創產品,用戶可以觀看立體模型,獲得語音詳解。對於「AR+教育」,不同產品各有定位。

AR醫療教學系統研發成員由兩名來自廈門大學通信工程研究生、一名電子工程研究生組成,分別負責三維建模、硬體設計與嵌入式設計,三位成員的作品均在國內外各創客賽事上獲得過名次。下一步的規劃,團隊打算繼續優化硬體與CT模型,改善產品設計,引入更多醫學資源與建議;進行部分推廣試用後,再計劃產業化。盈利模式目前考慮推廣數據手套、向醫學院校出售硬體設備等。

團隊正在尋找融資及合作夥伴,獵雲將對此持續關注。

 

產品:AR醫療教學系統
公司:廈門大學廈影團隊

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