医学仿真技术全文(5篇)
第1篇：医学仿真技术范文
关键词：计算机；仿真技术；医学检测；融合
0引言
分析系统时，依据相似定理，利用计算机对于模仿对象进行模拟就是计算机仿真技术。研究对象可以分为想象中与真正存在的系统。计算机技术飞速发展，在医学领域应用越来越多。人们一直以来对于医学技术都存在陈旧观念，认为计算机技术无法与医学技术相结合，随着计算机仿真技术的出现，打破了人们这种思想，同时医学发展也迎来了新的机遇与挑战。
1计算机仿真技术简介
1.1计算机仿真技术概述
计算机仿真技术建立在数种理论与学科基础之上，它将计算机以及相关应用系统作为重要工具，利用试验模拟来对相关问题进行解决，属于一种典型的综合性技术。计算机仿真最初被称作蒙特卡罗方法，具体就是通过随机数实验来对随机问题进行相应的解决。其实现机制最早可以上溯至1773年，G.L.L.BuffON为了对圆周率进行估算，由此进行了物理实验。按照仿真技术中所运用到计算机种类的差异，计算机仿真技术发展历程主要涉及到三个关键阶段：模拟机、数模混合机、数字机这三种仿真技术[1]。
1.2实现计算机仿真
由于计算机不能直接对研究对象进行认知与处理，此时就需要构建相应的数学模型，使之可以折射出对象的本质，同时还能被计算机进行直接处理与认知。这就需要该模型能够提取对象的本质，使之具有抽象属性，这样计算机就可以对这些模型进行处理，同时还对模型的数据进行输出，从而展现对象有关特质[2]。从模型视角来分析，计算机仿真实现过程为：创建模型、转换模型仿真试验，计算机仿真技术三要素有计算机、系统和模型。1.2.1模型建立。基于我们要分析的问题，第一步确定抽象出一个系统依据仿真所要达成的目标，必须要规定这个系统所应该遵循的规则和条件。第二步，需通过各种有关知识，将所得系统通过计算机数学方式表现出来，而数字模型就是所表现出的内容[3]。同时这个模型也是计算机仿真的核心内容。1.2.2模型转换。模型转换就是对上一环节所抽象得到的数学表达式，利用相关的算法与计算机语言，将其转换成可以被计算机进行处理的模型，也就是所谓仿真模型，它可以很好反映研究对象的本质。同时这个模型也是开展仿真分析的关键所在。当然，完成这个工作不仅可以通过独立开发，同时也能借助于市场中已经成熟的仿真系统，譬如MAGMAsoft，就能进行直接仿真研究。1.2.3模型仿真实验。把之前所获取到的仿真模型录入计算机内，在进行仿真模型时要根据原本预定好的实验方案，之后获得的结果，就叫做模型仿真实验。计算机仿真包含三个方面内容：建模、仿真实验、结果分析，具体情况如图2所示。1.2.4网络化仿真。目前市场中直接使用的仿真系统数量虽然较为丰富，但是它们之间兼容性较差，很难进行共享。再加上这些系统有着较高的开发成本，这就导致效益不能充分发挥。为了对这些问题进行解决，首先，可以遴选较高兼容性的语言来对此系统进行开发；其次，借助于网络化技术，对仿真系统进行共享。特别是后者，无疑成为今后仿真系统的主要发展方向。通过共享可以很好的消除重复开发，进而节约相应的社会资源，同时还能通过收取一定的费用，来对原先系统的开发成本进行适当补偿。1.2.5虚拟制造技术。深入应用于虚拟制造技术范围中就是计算机仿真技术以后发展的另一方向。二十世纪九十年代虚拟制造技术开始慢慢发展起来。在计算机上主要完成了产品设计到产品完成和控制企业一系列本质，主要是通过虚拟现实技术与计算机仿真技术通过这项技术，促使制造技术之后不用在完全按照以往经验来进行操作，而且可以对制造过程进行监督预测，推进机械制造快速发展。
2计算机仿真技术在中医理论研究方面运用
中国最为传统的医学无疑就是中医，中医几千年来始终秉承着辩证论治观念。完整性与同意性是指整体观念。中医非常注重人体自身与自然界之间的相互关系。多年来，中医学一直在进行实验研究，但少部分研究效果较差。实验模型设计齐全，无法实质性地解决很多研究问题。随着随机时代的到来，人们可以将生物信号利用现代技术转变为可识别输的电子信号，这些信号经过一系列处理，最终演变成计算机处理的计算机模型。信息技术的不断发展，计算机仿真技术可以模拟中医学各种机制与原理等，创建出各类模型。计算机仿真技术还可以表现出气候环境，这对于中医学与自然环境紧密关联有很大的帮助。当前计算机仿真技术可以辩证治疗，还可以解决之前一整因为相关资料太少，对于复杂疾病无法进行救治等问题。
3虚拟仿真技术在医学研究方面应用
随着医学技术不断发展，所遇到的困难源源不断，给医学人员带来许多挑战，需要他们战胜困难，不断探索。进而医学领域中最不可缺少的就是科学技术。科学研究较为复杂，耗费时间又较长，无法确定最终是否可以成功，导致科研工作无法正常开展。计算机仿真技术是可以根据医疗工作者需求建立出仿真环境模型。计算机仿真技术的快速发展，将会大大改善医学研究的研究条件。计算机仿真数字化虚拟人体与仪器都会为科研工作者带来很大便利。科研工作者们花费较少经费就可以得到很多实验素材，并且可以一直使用，直到最终实验成功。之后可以经所研究出来的实验方案运用到实际实验环境中，验证此方案是否可行，这样可以减少很多实验费用，减少实验所花费的时间。美国Physiome公司经过不断地研究，成功制造出一个虚拟心脏，很多研究者们用虚拟心脏来进行试药和分析心率等问题。
4虚拟仿真技术在临床医学方面应用
因医学研究员对于三维医学解剖有强烈需求，而虚拟仿真技术正满足此需要，进而创立了为手术前进行实验的虚拟环境。多媒体与计算机技术快速发展，实际应用中也逐渐出现了虚拟现实技术身影，不再禁锢于实验室中。在仿真训练与医学手术教学中，虚拟仿真技术发挥着不可磨灭的作用。计算机仿真技术为医学界创造了良好发展前景[6]。计算机仿真技术可以对手术、诊断和互利进行模拟，会给医疗工作者展现出一个相当逼真的环境。任何事物好处都取决于它的使用者，我们必须认识到计算机仿真技术不会突然地创造奇迹。医学界要深入了解计算机仿真技术，与现代可以相结合，这样才能促进医疗事业发展。
4.1制定医疗手术方案与预测治疗效果
医生在进行手术之前，医生会利用仿真系统将病人的磁共振检查与电子计算机断层摄影传入到系统中，对比仿真系统中专家库相关材料，定制出病人的手术方案。如果有把握不大的方案，还可以在计算机仿真系统中先进行演练，分析其可行性。对模拟系统的出的治疗效果，进行相关研究分析，医疗工作者就可以进行对应的方案，进而预料手术得各种可能性，增强手术操练熟练性，有效避免了手术风险。计算机仿真技术的诞生，为医疗工作者提供了很大便利。在计算机仿真技术下进行手术演练，可以提供更加广泛的手术思想，可以对比不同手术方案。
4.2有助于术前准备工作
医生在进行手术前，一般会利用虚拟现实系统提前练习，研究病灶附近解剖状况，仿真手术整个过程，分许出重要器官与手术路径之间的联系，有助于后续手术操作，获得最佳手术方案，将手术方案打印出来，存储病例报告。
4.3利于培养医务工作人员
虚拟仿真技术中最为重要一项操作就是虚拟手术操作教学。因为虚拟仿真技术可以将真是世界虚拟出来一个环境，这项技术对于医学研究者非常重要，可以使医务者在虚拟环境中，学习和体验真实手术情况，通过各个感官感受手机各项操作。对于缺乏实战经验的医生，可以在专业医生看管指导下，进行计算机手术仿真联系，积累经验，为之后沾上手术台奠定基础，减少培训时间与成本。
参考文献
[1]胡晓燕,蒋先刚，郏国阳.目标特征识别技术在医学图像处理中的应用[J].华东交通大学学报,2005,22(5):82
[2]曲晓璐.20世纪中医药学的多学科研究概述[J].上海中医药杂志,2004,(3):6~7
第2篇：医学仿真技术范文
【关键词】大数据；虚拟仿真技术；口腔医学教育
引言：
被称为虚拟现实的虚拟模拟技术，是能够创造出虚拟世界并应用到的计算机系统。系统使用计算机技术，创造视觉、听觉、触摸等感觉和现实极度相似的虚拟环境。通过使用各种交互式设备，系统使虚拟环境与实体相互作用，使操作员可以具有原始的交互视觉并自动进行信息交换[1]。这是先进的数字人机交互技术。近年来，在大数据的背景下，虚拟模拟技术在医学教育领域发挥着越来越重要的作用。本文就口腔外科学教室虚拟模拟技术的应用讨论了口腔医学教育的现状和前景。
一、医学教育为何选择虚拟仿真技术
虚拟模拟技术的应用被认为是强化医学教育发展的重要手段之一。虚拟模拟技术是模拟环境、感知与自动化系统、传感器装置等各种技术高度结合。使用电脑模拟虚拟环境，通过具有触摸反馈功能的控制器之间的相互作用，给予操作者带入强烈的环境投入感。
二、教育部大力度推广虚拟仿真技术
随着信息技术产业的快速发展，以及新时代的到来，信息技术渗透到各个学科，为学科的革新和发展提供了新的机会，为促进信息技术和高等教育实验的融合，教育部发表了相关文献，将本科计划建设虚拟模拟实验教育列入实施项目，将现代信息技术纳入实验教育项目，扩大实验教育内容的范围和深度，增加实验教育的施工强度，进行虚拟模拟实验教育。这无疑是提高高等教育质量的重要手段。
三、虚拟仿真助力打造“新医科”教育
虚拟模拟技术在医学教育领域的应用促进了医学教育的视觉化、生动化，虚拟模拟软件利用计算机和手机终端打破时间和空间的限制，对学生进行真正的“虚拟模拟”并进行开放式教育。将“在线+离线”的混合教育模式的虚拟环境结合现实，为“新医学”教育提供了新的契机，传统医学教育是主要针对人体的构造进行研究，很难直接显示疾病的起源和发展，传统教育缺乏形象性和跃动感对学生掌握医学知识没有帮助。而虚拟仿真技术利用虚拟模拟三维软件技术构成的人体模型，让学生利用计算机，通过“漫游”的交互模式更加直观地理解人体解剖结构，这种创新的学习方法不仅刺激学生的学习兴趣，还将抽象的内容具体化、形象化，可以提高学生互动强度，通过设备的模拟操作，提高学生实践能力，更有效地巩固学生的基础知识学习[2]。虚拟模拟技术很好地体现了以学生为中心的教育理念，将传统的教育学习转化为学生的体验式学习，大大提高了学习质量。
四、虚拟仿真更符合医学伦理学要求
虚拟仿真技术在医学教育领域的应用是医学教育适应社会发展需要的需要。随着社会的发展，患者的自我保护意识不断增强。学生进入临床实习之前，必须掌握各种外科技术。因此，有必要在临床作战功能训练中，通过虚拟模型的操作，为学生提供一个更真实、更先进的临床操作功能训练仿真环境，医学院校学生已经完成了基本的医学技术训练，为临床实践奠定了坚实的基础。也就是说，虚拟仿真技术在医学教育中的应用是安全的，其具有实时交互、课程标准化、易于监控、不涉及伦理风险等优点，虚拟仿真技术的普及已成为医学实验教学的一大发展趋势。
五、虚拟仿真技术在口腔医学教育中的应用
口腔医学是实践性较高的学科，口腔医学教育面临的重要挑战之一是如何准备临床实习。例如牙齿供应不足、体外牙齿代用品有限、部分实验材料成本高、实际操作不足等，在教育过程中，学生不能随时进入实验室。现有的实验操作条件和患者的实际情况不同，教师教育的同质性很低。虚拟模拟技术的应用为口腔医学专业的学生提供了理想的学习平台，让学生掌握了基本的口腔手术操作步骤，提高了学生临床工作水平，许多研究都强调了虚拟模拟作为新技术的重要性，在虚拟学习环境中，专家对学生学习过程中的表达和感知进行了检测，并教他们如何能够获得更好的体验感，这对学生环境中的情感表达和感受产生了显著的积极作用，虚拟仿真技术在口腔医学教育领域有如下应用。
5.1口腔解剖生理学教学
口腔解剖生理学教授利用虚拟模拟的三维图像技术构建了虚拟解剖实验室，其原理是基于断层扫描、人体切片、实物标本扫描等数据，进而利用虚拟现实技术，利用计算机上的真实物理图像，以及组织内部构造等虚拟解剖模型的重建，制作了虚拟口腔解剖学，标本库作为口腔解剖学的必要基地，生理学教授向学生开放了虚拟解剖实验室，学生们在三维横断面上开发了虚拟解剖实验室的三维模型[3]。通过网络终端远程访问虚拟解剖实验室，实现自主学习。
5.2口腔颌面外科教学
关于口腔下颌外科课程，教授们利用虚拟模拟三维软件技术构成的口腔下颚面模型，让学生观察抽象三维口腔下颚面解剖构造，直观地理解口腔下颚的解剖构造。另外，为了强化记忆，提高学习效果，专家正在研究下颌切除术，内视镜辅助外科95级训练系统，对口腔外科的初学者教育非常有效。重庆医学院开发的虚拟模拟触摸系统，创造了国内首个虚拟临床环境，结合高精密触摸反馈装置的拔牙手术培训项目，有效地避免了学生易发的各种临床危险，因此，可以实现充分动员。该项目结合了口腔医学、信息工程、自动化、大数据等多个学科和方向，完美融合了多个学科，促进了语言教育模式和方法的进步，开创了口腔外科医学教育数字化的新时代。5.3口腔种植学、口腔修复学教学一些研究者将虚拟口腔教育系统与技术相结合，对口腔康复实验教学进行了改革，并进行了牙齿预备、印前准备和修复设计，将虚拟操作系统应用于上海市口腔医学院口腔训练教学中，主要从事电子管的制造和口腔培养体的导航出发，“95”技术的应用有助于培养学生的观察能力、自主学习能力与临床处理能力，教育系统研究了口腔康复固定医学实践教学的应用，南京医科大学开发的口腔科交互式虚拟仿真训练系统、口腔颌面形态与功能重建项目，解放军空军军医大学研制的chin和重庆医科大学开发的局部牙齿制造技术项目，从不同角度对口腔康复虚拟实验教学进行了改进。
5.4牙体牙髓病学教学
目前已形成两种牙腔预备、数字化根管预备技术，水切割术虚拟模拟实验、水再生虚拟教育项目等已成为较为成熟的项目。上海交通大学开发的数字根管预备技术和评价项目通过虚拟模拟教育方法和操作演示，让学生感受虚拟路线治疗过程。特别是加强了渠道的准备和渠道充电技术的认识和体验，提高了渠道治疗学的教育水平[4]。生物切断术的虚拟模拟实验结合临床模型训练和临床教育，打破了时间和空间的限制，模拟真实的诊疗环境，革新的教育模式将会给更多的人带来不一样的新体验。虚拟化生命切断骨髓的治疗过程，符合微诊教育理念，在体验式学习环境中反复练习，刺激学生的自主学习能力。在虚拟仿真技术的发展过程中，需要开放设计，以方便资源共享和持续更新，保持诊疗水平，另外要扩大儿科口腔医学的普及。
5.5牙周病学教学
北京大学开发的牙周外科实验教育虚拟模拟项目是根据北京大学口腔医学院专家研究制作的国内首个牙周训练虚拟模拟系统进行的，根据学生临床技能训练的需要，自主进行的目的。通过对“视觉语法”的研究，促进了教育方法的革新，应用于教育训练和操作技能评价，多个学科领域相互交叉，具有先进性和实用性，为口语教育的量化和规范化开辟了新的道路。
5.6口腔正畸学教学
西安交通大学科研组对正常病例进行分析，然后在诊疗设计方面利用虚拟仿真技术，基于“虚拟与现实相结合”的设计理念，与计算机交互运作，运用病例数据库和网络通信技术进行深入研究，基于高度模拟的虚拟实验环境和技术案例，结合临床常用软硬件，收集在线生殖治疗临床诊疗案例信息，辅助检查分析，该平台引导学生掌握正常临床病例管理的全过程，强化从理论到实践，从课堂到临床的学习体验，实现平稳过渡[5]，由温州医科大学开发的青少年突出症诊疗虚拟仿真实验通过2小时的虚拟仿真实验，有助于口腔医学本科生更快地掌握该畸形的诊断和治疗。
六、“线上+线下、虚实结合”混合式教学模式
山东大学口腔医学院是国内首家实施虚拟模拟实验的大学之一，介绍了6lpragrqw虚拟模拟系统，结合磨削机的先导触觉技术，推出了电子管修复牙齿损伤的虚拟模拟教育程序。这种方法已经应用于我校和国内其他口腔医学院。学生非常积极地去学习，经统计，学习效果相当不错。95技术被应用于口腔疾病的基础操作训练。培养学生自习能力，让他们体验传统教育无法实现的临床病例实际体验，虚拟模拟实验教育项目的应用模式为“线上+线下”，“虚拟现实结合”的混合教育模式是传统的对立面。将现实教育和网络教育完美契合在一起。在这种混合教育模式下，学生可以根据自己的实际需求和学习进度安排学习。教师和学生之间无论何时何地都可以相互沟通。学生要有一定的自主学习能力，教师对整个课程进行跟踪指导，针对学生提出的课程问题的中心和难点问题进行指点。同时虚拟模拟实验教学中图形混合教学模式可以提高教育效率、学习效率，深度扩大学生学习时间，提高学习者的合作能力。
七、结束语：
随着时间的推移，虚拟模拟技术将逐渐得到改善，在口腔医学教育领域也将得到更快的发展。中国学者坚定认为，虚拟教育是终身教育的必然方向，网络虚拟教育是开放的。虚拟模拟技术在口腔医学教育中的应用仍然具有很大的潜力。在实习规范教育中应得到广泛应用。由于虚拟模拟技术的应用，教育内容更加生动，教学形式更加多样化，授课效果也更加明显，将会受到更多的口腔科学者的青睐。
参考文献
[1]张瑞成，陈志坤，王福斌.学科竞赛内容纵向大学生实践教学转化的探讨[J].实验技术与管理，2020,27(7):130-132
[2]张云洲，吴成东，崔建江，丛德红.基于机器人竞赛的大学生创新素质培养与实践[J].电器电子教学学报，2018（09）:116-119
[3]王景新.虚拟现实技术及其在口腔医学教学应用的探讨[J].信息记录材料，2018,19（5）:173-174
[4]周学东，叶玲.虚拟仿真技术在口腔医学教育领域的应用[J].实验技术与管理，2019,31（5）:4-7
第3篇：医学仿真技术范文
关键词:虚拟仿真技术；医学；实验教学
随着科学技术的迅速发展,医学实验教学方面出现了许多的新技术和应用,对医学教学产生了很大的影响。其中虚拟仿真技术是目前比较先进的技术应用,且获得了广泛的应用和发展,特别是对计算机技术和多媒体技术的应用,提高了医学实验的教学质量,创新了医学实验教学的模式。虚拟实验教学是一种在计算机技术基础上发展起来的情景模拟技术,能够让用户体验到一种身临其境的感觉,实现和具体的情景接触,产生一定的体验,为实际的操作提供一定的基础。
1虚拟仿真技术的概述
虚拟仿真技术是在计算机技术的基础上发展起来的新兴的科学技术,是指利用多媒体技术的结合,创造形成一个有视觉、听觉和触觉的虚拟现实环境,让用户体验到一种身临其境的感觉。在这个虚拟的环境中,用户能够感受到空间中客体的存在,也可以和虚拟空间中的客体进行相关的互动,这项技术的应用,主要是加快用户对相关知识的认识效率。虚拟仿真技术涉及的方面比较多,主要包括计算机技术、多媒体技术、网络技术和人工智能技术等,另外,还有计算机的图像处理和模式的识别等,是现代仿真技术的有效发展和外延[1]。虚拟仿真技术的主要特点就是,让用户获得真实的体验,和虚构的客体进行交互,并产生一定的想象。在虚拟的空间中,实验人员可以进行和现实世界中同样的活动和实验,而且受到的外界影响因素比较小,实验产生的效果也更好一些。特别是在医学教学中的应用,能够有效的提高学生的实践能力和创新能力,因此,虚拟仿真技术的应用具有重要的意义。
2虚拟仿真技术在医学实验教学中的应用
虚拟仿真技术的发展和应用对医学实验教学产生了很大的影响,特别是对传统的医学实验教学方式和实验模式进行了很大的改进。传统的医学实验教学中,缺少实验的设备和实验的客体,学生的实际操作能力得不到有效的锻炼,所以,对学生的学习和操作能力培养不到位[2]。虚拟仿真技术的应用为学生进行实验操作提供了一定的基础,也实现了对学生的有效培养。目前虚拟仿真技术在医学实验教学中的优势主要体现在以下四个方面。
2.1虚拟仿真技术改善了医学实验教学设备
在医学实验教学中,对设备的要求比较高,主要包括一些实验用的动物或者尸体、实验用到的仪器和设备以及相关的实验经费等,都对实验教学的有效进行产生了一定的影响。随着社会的发展,解剖学在目前获得了很大的发展,也是医学教学中最基础和最重要的课程,所以,一定的实验设备在教学中是非常关键的,对教学的有效性影响也很大。目前,虚拟仿真技术的广泛应用和发展,很好的解决了医学实验教学中的这些问题,不但丰富了实验教学设备,学生可以利用虚拟的“尸体”进行操作和实践,也很好的锻炼了学生的实践动手操作能力。
2.2虚拟仿真技术能够提高学生的兴趣
虚拟仿真技术能够为学生提供相关的实验环境,创造一定的基础性实验条件,同时,还能够实现学生在虚拟的空间环境中和客体进行有效的交流,提高学生对相关内容的认识和理解。虚拟仿真技术在医学试验教学中的应用,能够将声音、图像和相关的多媒体演示功能进行结合,丰富实验教学过程和教学内容,充分的提高了学生的兴趣[3]。同时,将具体的教学内容变得形象和生动,而且有一定的视觉冲击力,方便了学生的理解和掌握,因此,提高了实验教学的效率和质量。比如,在进行细胞膜的教学时,可以利用虚拟仿真技术建立细胞结构,动态化的展示,可以让学生更好的观察和学习。
2.3虚拟仿真技术突破了时间和空间上的限制
虚拟仿真技术的应用,对传统的医学实验教学产生了很大改变,打破了时间和空间上的限制,学生可以通过虚拟仿真技术对动物的内部结构进行有效的观察,以及实现动态化的观察[4]。比如要了解一些药物的成分和产生的身体反应,在传统的教学中,通过一定的讲述过程是无法实现有效教学的,学生也难以理解。因此,虚拟仿真技术的应用,实现了这些过程的快速进行和变化,同时,将这些反应过程和变化情况能够清晰的表现出来,帮助学生进行学习和理解。
2.4虚拟仿真技术避免了在具体实验中的危险情况
医学实验过程存在一定的危险性,会对人体的健康产生一定的危害,比如一些感染性的疾病等。所以,随着虚拟仿真技术在实验教学中的应用,避免了学生和实验对象的直接接触,而是通过虚拟的方式产生实验的客体,所以,不需要考虑实验过程中产生一些危险性的因素,因此,对相关的实验进行有很大的帮助。除此之外,虚拟仿真技术也很好的帮助学生积累了临床经验,有效的锻炼了学生的实际操作能力,有利于学生的综合水平提高和发展。结语随着虚拟仿真技术的发展和应用,改善了医学实验教学,虚拟仿真技术的应用,加深了学生对于医学知识的认识和理解,提高了医学实验教学的质量和效率。另外,虚拟仿真技术打破了时间和空间上的限制,完善了实验教学的设备,并有效的避免了在试验中的不安全因素,对医学实验教学具有重要的意义。
参考文献
[1]陈章宝,肖国君,邓君,罗红丽.虚拟仿真技术在药学实验教学中的应用研究[J]中国管理信息化,2015(10):86-87.
[2]冯军,胡晓松.虚拟仿真技术在医学实验教学中的应用[J].科技创新导报,2015(20):118-119.
[3]曹丁,李文建.虚拟现实技术在医学实验教学中的应用[J].中国医药指南,2013(03):367-368.
第4篇：医学仿真技术范文
［关键词］实验室技术和方法；教学方法；仿生学；计算机通信网络
1虚拟仿真实验教学中心可持续发展的内涵与建设任务
虚拟仿真实验教学中心可持续发展的内涵包含2个方面：（1）具有智能发展性。虚拟仿真实验教学中心建设要根据学科的发展规划以及学科建设的新要求，在当前现有的资源基础上不断加入新的内容、新的知识和新的技术手段［3］。（2）具有可持续发展性。即保证发展的长远性和不间断性，这就要求虚拟仿真实验教学中心要立足学校的高度，打破学科的局限，整合各学科信息化实验教学资源，发挥企业开发实力强、支持服务能力好的优势，以培养学生扎实的综合实验设计能力与创新能力为出发点，创造性地建设与应用高水平软件共享虚拟实验、仪器共享虚拟实验和远程控制虚拟实验等教学资源，提高教学能力，拓展实践领域，丰富教学内容，降低成本和风险，开展绿色实验教学［4］。具体应做到以下几点：（1）管理平台的建设。虚拟仿真实验教学中心不是单一学科专业的封闭式实验室，而应该是多学科、多学校、多地区的实验教学资源平台，需要一个兼容性强，且具备扩展性和前瞻性的共享管理平台来管理实验教学资源，以实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享。（2）保障持续性运行经费的投入。虚拟仿真实验教学中心的建设与发展需要虚拟仿真实验项目与软件的不断开发、维护与更新，必须要有持续性的经费支持，没有持续性的经费支持，虚拟仿真实验教学中心不可能得到良好持续的发展。（3）建立管理体制与运行机制。完善良好的管理体制和合理的运行机制是虚拟仿真实验教学中心高效运转的前提，多学科、多专业的实验教学资源融合平台需要有好的管理体制与运行机制以确保各项实验教学目标的实现［5］。（4）探索校企共建共管的新模式和新途径，建立可持续发展的虚拟仿真实验教学服务支撑体系。
2虚拟仿真实验教学中心建设的必要性
培养创新型和实用型的“一专多能”高素质检验人才离不开实验教学这一重要环节。医学虚拟仿真实验是针对医学实验的现象及过程，通过仿真、虚拟现实、多媒体等技术及相关设备将操作实践与实验材料、实验仪器、实验内容、实验方法步骤等相互结合构建高度仿真的虚拟实验对象，学生能在高仿真度的虚拟环境中开展实验，达到教学目标所要求的教学效果［6］。而医学检验技术是一门实践性和应用性均很强的学科。临床检验工作者要熟练掌握常用检验仪器的实验原理与操作技能，具备分析问题和解决问题的独立工作能力，这需要经历一个较漫长的过程。长期以来，检验专业的教学常以教师授课、学生听课及进行常规的实验操作和课后看书复习的传统教学模式为主，学生实操能力的培养受到一定实验条件的限制［7］。因此，可依托虚拟临床实验室系统与虚拟实验操作流程，让操作者可以通过计算机虚拟的实验环境，摆脱传统实验的种种限制，让学生“身临其境”地操作虚拟仪器和其他实验器材自主选择实验内容、模拟操作过程，通过对虚拟世界的体验和交互作用加快熟悉检验的相关内容，从而达到教学大纲的教学要求与学习效果。虚拟仿真教学作为实验教学的辅助有段可有效解决过去医学检验教学的难题：（1）为解决医学检验技术高、精、昂贵仪器培训难的困扰提供了条件。医学检验离不开高、精、昂贵的仪器设备（如全自动生化分析仪、高精酶标仪、流式细胞仪等），然而在学生上实操课、见习及各级各类培训过程中不可能拆分仪器和实时亲手操作这些仪器设备，而通过虚拟的仪器设备可很好地解决这一难题，实现对高、精、昂贵的仪器设备的操作，达到医学检验实验机能与培养学生综合实验思维的目的［8］。（2）规范检验技术的标准化操作培训。通过模拟操作检验过程（如细菌接种培养、静脉血标本和骨髓标本的采集等）规范学生的临床检验实验操作，掌握相关技术的标准化操作程序，提高临床实践能力。（3）规避检验技术培训的生物安全问题。在虚拟环境下进行仿真仪器操作与实验项目训练不需要接触真实的设备和疾病标本，避免了受感染、受伤的危险性。（4）节约检验技术培训的实验器械、试剂等耗材成本。在虚拟实验室中学习及操作虚拟实验可反复多次训练，不存在实验器械、耗材与试剂（如昂贵的抗体）的消耗，节省使用、维护成本。（5）解决临床检验中疑难罕见形态学资源短缺问题。在虚拟形态学图片库中可随时搜索并学习到一些在临床工作中少见的细菌（红斑丹毒丝状菌）、病毒（汉坦病毒）、寄生虫（环孢子虫）、白血病细胞及一些罕见的实验现象、结果等，可达到实际实验难以实现的效果，使操作者的学习事半功倍，大大缩短了学生进入临床检验工作的适应期。（6）增加学生对检验技术的学习兴趣和效果。在逼真的软件系统与丰富的数字化资源中自由寻觅，远比枯燥的课本、笨重的仪器、漫长的实验等待更能吸引学生的兴趣，从而提高学习效果。（7）临床检验人员的再教育也可充分利用虚拟仿真实验教学中心。让临床检验人员在工作之余根据自己的兴趣和爱好在逼真的软件系统与丰富的数字化资源中自由学习新知识、新技术、新进展，达到再次提升技能的目的。（8）在课余时间，学生可利用虚拟仿真实验教学中心进行科研设计和预实验。学生进入虚拟场景，根据实验要求自行设计实验并完成实验，这样不仅能锻炼学生的独立构思和设计能力，且能激发学生的科研兴趣，更有利于培养具有创新型和实用型人才。
3制约虚拟仿真实验教学中心可持续发展的问题
从2013年启动部级虚拟仿真实验教学中心的建设工作至今已有数年，全国已有300余家部级虚拟仿真实验教学中心，但在管理机制和运行机制等方面尚不尽完善，存在一些问题：（1）资源利用不高及浪费严重。部分虚拟仿真实验中心利用率不高，加上新技术的快速发展，导致一些资源的折旧率很高。应将每个高校各自不同实验室的资源进行整合以提高利用率［9］。（2）后续投入的经费不足。大部分高校虚拟仿真实验中心建设模式为一次性建设，在建设完成后很少有经费的持续性投入，但虚拟仿真实验中心的建设是一个持续性过程，虚拟仿真教学实验项目的增设、软件的更新均需要后续的扩展与完善，均需要持续性的经费投入。（3）管理机制和运行机制尚不够完善。部分高校虚拟仿真实验教学中心无法发挥多学科的优势，缺乏统一的管理平台，在资源整合方面做得不够细致，从而导致利用率不高［10］。（4）知识产权的保护力度不够。在虚拟仿真实验教学的建设过程中每一个新的虚拟仿真实验教学项目与实验软件的开发均是工作人员智慧与汗水的结晶，应该对其进行知识产权的保护与奖励。但目前大部分高校仅将此当作其工作职责与工作义务看待。对知识产权保护和建设人员的效益激励力度不够，在一定程度上阻碍了虚拟仿真教学中心的可持续性发展［11］。
4虚拟仿真实验教学中心可持续发展的资源利用与开发举措
第5篇：医学仿真技术范文
关键词：计算机；仿真技术；应用分析
一、计算机仿真技术的概述
所谓计算机仿真技术，是以计算机技术为基础、以控制论与相似原理为方法，借助系统模型对设想的或真实的系统，进行解析或半实物混合试验研究的一门综合技术。被称为继科学理论和实验研究后的第三种认识和改造世界的工具。该技术主要具有实用性高、灵活、经济以及安全等优点。借助计算机仿真技术能够对一些复杂的系统进行分析、设计以及评估[1]。总而言之，计算机仿真技术就是利用计算机，凭借各种仿真理论来研究对象系统的一种技术。
二、计算机仿真技术的步骤
通常计算机仿真技术主要包含以下几个步骤：一是建立数据模型。建立数据模型的方法主要有归纳法、综合集成法等分析法。通过建立特定对象有限边界的数学模型，才能进行系统仿真。要建立好该数学模型，就需要慎重考虑到特定对象仿真研究的预定目标、检验知识、观测数据以及特定领域专家的经验等综合因素。二是实现数学模型。实现数据模型也可以称为数据模型化的程序化。实现数据模型主要包括两个步骤，分别是设计仿真算法和编制仿真程序。由于传统的模型程序化活动具有很强的繁琐性和复杂性，所以实现很困难，但是随着软件技术的不断进步以及大量算法研究成果，当前针对一些特定的领域，已经能够提供面向对象、能够交互操作并且具有自动编程能力和算法库的商品化产品。三是仿真试验。仿真试验是系统仿真的另一个重要活动内容，仿真试验主要是根据预先设置的试验方案来运行仿真模型，最终得到相关的仿真结果。
三、计算机仿真关键技术分析
1.智能仿真技术
智能仿真技术的前提是建立在知识的基础上，并将人类的思维和思想作为背景的一种智能技术，然后将其引入整个建模和仿真的过程，进而仿造出跟现实接近的景物和物体，满足人们生活所需。
2.面向对象的仿真技术
由于人类自身具备很强的主观意识，通过对图片和动画进行整合，从而清楚地获取信息，最终实现系统的仿真。3.分布交互仿真技术该技术主要指的运用计算机网络实现不同区域中仿真设备的相互连接，成为一个集数学仿真、半实物仿真和人在回路中仿真为一体的交互式的仿真技术。进而构建时间跟空间相互耦合且虚拟的仿真环境。
四、计算机仿真技术的应用分析
1.在军事领域中的应用
纵观我国各大领域，其中最早涉及计算机仿真技术的军事领域，主要体现在各类武器装备的设计环节、研制阶段、生产阶段以及使用和维护阶段。在设计环节，应用计算机仿真技术主要体现在将设计出来的武器装备进行仿真和试验，通过运用该技术成功降低了武器装备的风险；而在研制阶段，计算机仿真技术主要被运用于武器装备的性能检测和调试，以此来减少不必要的生产环节，促进研制的顺利开展；在生产阶段，计算机仿真技术主要是被用来检测武器装备的结构部件和工位，实现了控制武器装备质量的目的；在使用和维护阶段，运用计算机仿真技术来建立仿真模式，有助于根据各种武器装备的具有情况来制定预控措施，有利于全面对武器装备的性能进行评估。不仅如此，计算机仿真系统还能用于战争环境和军事训练的仿真。仿真战争环境主要利用三维战争环境图像、图形库（如：战争背景、战争场景、武器装备、作战人员）营造逼真、危险的立体作战环境；还可以进行模拟单兵训练以及近战术训练等。总之，将计算机仿真技术应用在军事领域中，不仅有效的节约了武器装备研发所需的时间，减少了不必要的成本投入，还有效保证了武器装备的性能，从而促进了军事领域的快速发展。
2.计算机仿真技术在教育教学领域中的应用
将计算机仿真技术运用在教学领域的根本目的是为了提高课堂教学的质量和效果。具体主要体现在，借助计算机仿真模型具有的动态试验效果跟教学试验仿真二者有效地结合起来，从而能够将那些本来抽象的内容更加形象、直观地展现给学生，便于学生对课程的掌握，从而保证了教学质量[2]。
3.计算机仿真技术在工业领域中的应用
在经历改革开放后，我国工业技术取得显著发展，特别是现代工业的诞生逐渐丰富了工业领域的系统和项目，这也造就了工业领域跟其他领域相比更复杂。然而计算机仿真技术的诞生，不仅提高了工业产品的安全性，还提高了其经济性。这主要因为依赖计算机仿真技术能够更快的发展工业生产项目的规律和特点，从而为提高工业产品的各项性能指标提供了可靠的理论依据。
4.计算机仿真技术在其他领域中的应用
随着计算机仿真技术的不断成熟，其被应用的范围也在逐渐扩大。近年来，计算机仿真技术也被逐渐运用到了医学、交通、旅游等行业中。在医学领域中，主要是应用计算机仿真技术来构建生物学模型和三维视觉模型，不仅便于医学工作人员直观研究，还拓展了生命的研究机理。在交通领域中，主要是利用计算机仿真技术来模拟交通仿真软件平台，从而有助于相关人员对交通规划、设计、工程等全面评估。在旅游领域中运用计算机仿真技术主要体现在用其来预测某一景点的发展前景，也可以仿真景点模型，并借助多媒体软件来播放，以此来吸引游客。
五、结语
综上所述，计算机仿真技术的诞生和应用在很大程度上促进了社会的进步和发展，因此，相关领域还应继续加强对该技术的研究，通过对仿真方法进行深入研究，并积极借鉴并引进国外先进的计算机仿真技术，逐渐提高我国仿真系统的性能，全面提高仿真技术水平，将该项技术应用在更多的领域中。
参考文献：
[1]高云红.计算机仿真技术及其应用[J].软件，2013（11）：111-111.
