虚拟支气管镜模拟系统在呼吸内镜教学中的实践及意义

近年来随着呼吸内镜的快速发展,其对呼吸系统疾病的作出正确的诊断和有效的治疗起到不可或缺的作用。而随着人工智能时代来临,大算力的计算机的出现,5G网络的普及,医学模拟教育亦发展到了新时代。为提高呼吸内镜进修医生的培训教学质量,对近几年来我科引入虚拟支气管镜模拟系统的模拟教学方法进行回顾性总结。该模拟系统在内镜教学中可以训练支气管镜的多项常规操作、且可以多次重复练习,同时配备各项量化指标和训练目标,系统显示屏可以实时展示训练过程,可以有效提高专科医生的练习效果。虚拟支气管镜模拟系统结合传统的培训将有助于呼吸科专科医生快速掌握呼吸内镜技术,取得了不错的教学效果,在医学模拟教学中发挥更大的作用。

虚拟支气管镜导航在周围性肺部病变检查中的应用

目的 探讨虚拟支气管镜导航(VBN)在周围性肺部病变检查中的应用价值。方法 选取2022年5月至2023年6月河北北方学院附属第一医院收治的周围性肺部病变患者80例为研究对象,基于病变活检方法不同,将其分为单纯超声支气管镜组(NVBN组,40例),VBN联合超声支气管镜组(VBN组,40例)。以病理结果为金标准,比较两组的诊断准确率、病变到达率、开始活检时间、操作总时间及并发症的发生情况。结果 VBN组诊断总准确率高于NVBN组,差异有统计学意义(P<0.05)。VBN组病变到达率高于NVBN组,开始活检时间、操作总时间短于NVBN组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组并发症总发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论 VBN可提高周围性肺部病变的诊断准确率,缩短了操作时间、安全性高,值得临床推广应用。

虚拟支气管镜导航检查联合快速现场评价在外周肺感染性病灶诊断中的应用观察

目的探讨虚拟支气管镜导航(VBN)检查联合快速现场评价(ROSE)在外周肺感染性病灶中的应用效果。方法选择外周肺感染性病变患者78例,按随机数字表法随机分为常规组和VBN组各39例。常规组接受常规支气管镜检查联合ROSE,VBN组接受VBN检查联合ROSE。统计两组外周肺感染性病灶类型检出情况,定位病变时间、操作总时间、支气管镜操作次数,以及检查期间并发症情况(如咯血、气胸、气道出血、胸腔积气、纵隔气肿)。结果78例外周肺感染性病变患者经病理检查共检出92个病灶,其中VBN组有48个病灶、常规组有44个病灶。VBN组外周肺感染性病灶的检出率为81.25%(39/48),常规组为59.09%(26/44),VBN组外周肺感染性病灶的检出率高于常规组(P<0.05)。但两组肺脓肿、肺隐球菌病、肺曲霉菌病、肺毛霉菌病、细菌性肺炎、肺结核的检出率比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。VBN组与病理诊断结果的一致性较好(Kappa=0.792,P<0.05),常规组与病理诊断结果的一致性中等(Kappa=0.536,P<0.05)。VBN组定位病变时间、操作总时间均短于常规组,支气管镜操作次数少于常规组(P均<0.05)。两组检查期间并发症的发生率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论VBN检查联合ROSE可提高外周肺感染性病灶的检出率,缩短病灶定位时间和操作时间,减少支气管镜操作次数。

基于虚拟现实的施工进度三维可视化模拟系统

当前建筑施工进度多使用二维系统进行可视化显示,并且在可视化模拟过程中,未计算各工序的施工工期,导致施工进度模拟效果较差。为此,设计基于虚拟现实技术的施工进度三维可视化模拟系统,通过功能模块层、业务逻辑层和应用系统层构建总体架构。其中,功能模块层由施工监测图像采集模块、图层管理模块、工序排布与工期估算模块,以及虚拟现实场景可视化展示模块组成。通过鱼眼摄像头采集施工监测图像,采用小波阈值方法对采集到的施工监测图像进行去噪处理,根据图像预处理结果,计算出各工序的施工工期,获取施工进度,构建三维虚拟展示场景模型,对施工进度进行虚拟现实场景可视化展示。实验结果表明,该系统进行高层建筑工程施工进度三维可视化模拟的精度较高,模拟时间较短,且施工进度的效率较高。

虚拟现实技术在汽车驾驶模拟系统中的应用

汽车驾驶模拟系统在汽车研发、测试和驾驶培训等多个领域发挥重要作用。仿真度和智能化程度高的汽车驾驶模拟系统,对于缩短汽车产品研发周期、提升产品质量、降低开发成本、培养驾驶技能等具有重要意义,是推动汽车产业发展、维护交通安全的重要技术支撑。该文概述汽车驾驶模拟系统,介绍虚拟现实技术在汽车驾驶模拟系统中的具体应用,并提出优化策略,以提高汽车驾驶模拟系统的智能化水平。

虚拟导航系统联合径向超声支气管镜在肺周围型病变中的诊断价值

目的探讨径向超声支气管镜联合虚拟导航系统对肺周围型病变的诊断价值及安全性研究,为临床上选择PPLs的诊断方式提供依据。方法收集本院经胸部CT检查提示肺周围型病变患者500例,根据操作方式不同分为常规支气管镜组、VBN-rEBUS组、CT-PTNB组。分析比较三种诊断方式对PPLs的诊断阳性率及安全性。结果1.常规支气管镜组诊断率43.6%,其中恶性病变52例,良性病变共44例;VBN-rEBUS组诊断率60.8%,恶性病变55例,良性病变49例;CT-PTNB组诊断率76.1%,恶性病变60例,良性病变23例;VBN-rEBUS组、CT-PTNB组诊断率高于常规支气管镜组,CT-PTNB组诊断率高于VBN-rEBUS,差异有统计学意义(P均<0.05)。2.对于病灶直径≤3cm、距离胸壁<2cm、位于肺野中带的病灶,CT-PTNB诊断率高于常规支气管镜及VBN-rEBUS(P均<0.05),对于病灶直径>3cm、距离胸壁≥2cm、位于双肺上叶、下叶、右肺中叶及肺野内带及外带的病灶,VBN-rEBUS诊断率与CT-PTNB无显著差异。3.CT-PTNB并发症高于支气管镜及VBN-rEBUS,VBN-rEBUS高于支气管镜,差异具有统计学意义(P均<0.05)。结论VBN联合rEBUS用于诊断PPLs是安全有效的,尤其对于直径>3cm、距离胸壁≥2cm、位于肺野内带及外带的病灶,更有优势。

内镜虚拟仿真模拟系统在消化科研究生教学中的应用

目的本研究借助内镜虚拟仿真模拟系统,探讨其与传统教学模式相比,在研究生内镜教学及规范化培训中的应用效果。方法选取2019年3月~2022年9月于吉林大学白求恩第一医院内镜中心学习内镜操作的研究生30人,随机分为两组,试验组采用内镜虚拟仿真模拟系统+实例操作,对照组采用传统教学模式,即在带教老师指导下边学边做。对比两组理论、操作考核成绩、可独立完成时间、单独操作时间、熟悉度等技术指标,通过调查问卷评价两组学生对教学的满意度。结果试验组经内镜模拟机学习后,操作考核、独立完成时间、单独操作时间及熟练度均优于对照组(P<0.05),且经问卷调查显示试验组在学习满意度、学习兴趣、学习效率及教学模式满意度与对照组相比,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论在内镜教学过程中,采用内镜虚拟仿真模拟系统教学模式,可明显提高学生内镜操作能力,缩短学习时间,更易激发学生的学习兴趣与热情,取得满意的教学效果。

基于虚拟现实技术的运动训练仿真模拟系统

为提高运动员竞技水平,本研究基于虚拟现实技术设计了一种运动训练仿真模拟系统。根据Hanavan人体模型相关标准,在人体各关节处固定一个局部坐标,从而构建人体运动模型。然后利用DH表示法描述骨骼结构的状态空间,确定虚拟人层次结构。为实现系统的感知交互、动作捕捉、动作重现等功能,利用VR技术设计系统数据库、采集卡、设备接口等硬件设备,并在Lab VIEW与MATLAB联合编程基础上创建两个队列,搭建了相关软件程序。仿真实验表明该系统模拟出的训练动作与运动员真实动作的相似度较高,且输出结果稳定,证明了其有效性。

基于PXI总线的校靶测试模拟系统研制

为满足某型飞行器校靶测试系统的研制调试需求,提出一种基于虚拟仪器与PXI总线技术的校靶测试模拟系统研制方法。分析模拟系统的功能需求,选用符合要求的功能模块和外部设备,并设计转接适配器;对部分特殊信号进行特征分析并构建合理的信号模型;按照模拟系统软件的功能需求,结合线程同步技术在Visual Studio软件开发环境下完成系统软件研制;测试结果表明,模拟系统信号输出稳定可靠,电压输出精度优于±0.01 V,频率输出精度优于0.1 Hz,时间控制精度优于0.01 s,满足校靶测试系统调试需求,可有效辅助测试系统研制调试,缩短研发周期,降低调试成本。

基于虚拟仿真的水轮机转子故障模拟系统

为实现共享并发人员培训,提升水轮机转子故障的培训效率,设计基于虚拟仿真的水轮机转子故障模拟系统。基础层通过网络接口以及交换机等设备,向应用层传输水轮机转子的基础以及故障等全部相关数据,应用层以该数据为依据,利用VRP建模控制程序和3ds Max建立水轮机转子三维建模,并基于视觉注意机制优化模型色彩;通过该层的在线仿真模块展示水轮机转子详细情况,利用支持向量机诊断转子故障后,将结果传送至管理层;管理层可通过多种设备呈现水轮机转子模型的故障模拟情况,并通过VRML交互机制完成虚拟场景交互。测试结果表示:该系统具备良好的水轮机转子三维建模效果,并且模型的色彩视觉效果良好;获取水轮机转子故障诊断结果,能够为故障模拟提供可靠支撑,向学员呈现准确的故障模拟结果,满足多人员共享、并发交互的培训应用需求。

虚拟支气管镜系统在呼吸内镜培训考核中的研究

目的评价虚拟支气管镜系统在呼吸内镜培训学员考核中的应用价值。方法以在广州医科大学附属第一医院进行支气管镜考核的36名呼吸内镜培训学员为研究对象,采用虚拟支气管镜系统进行支气管镜考核,分析性别、学历、职称和操作经验分组等因素对考核成绩的影响。结果学员虚拟考试中考生总分得分为(83.01±5.61)分,其中操作部分得分为(53.28±3.64)分。学员操作成绩在不同的性别、学历、职称的差异不具有统计学意义(P>0.05)。Spearman相关分析得到操作经验与总成绩呈正相关关系(P<0.05)。结论学员的性别、学历、职称均与考核成绩不存在相关关系,总成绩与操作经验呈正相关关系,应用虚拟支气管镜系统考试结果可以反映培训学员真实的支气管镜操作技术水平。

阿基米德虚拟支气管镜导航系统提高支气管镜下经肺实质活检的诊断率

对于肺实质中一些离散型不靠近支气管壁、也没有支气管直接相通的周围型病灶，常规的导航技术包括电磁导航、虚拟支气管镜导航以及支气管腔内超声微探头扫描往往不能到达病灶，

虚拟支气管镜系统在呼吸科临床教学中的应用

目的探讨虚拟支气管镜系统在呼吸科临床见习中的教学效果。方法将西安交通大学2018级临床医学系101名本科生选作研究对象,按照抽签的方法分为两组。对照组学生50名,和以往实施的传统教学方法保持一致;研究组学生51名,在传统教学方法的基础上添加虚拟支气管镜系统教学。分组教学后采用理论考试和调查问卷对教学效果进行评估。结果相较于对照组,研究组学生的理论总成绩、支气管镜应用得分均明显升高(P<0.05);研究组学生的学习兴趣、学习效率、临床诊治能力均优于对照组,且研究组赞成本组使用的教学方式人数比对照组赞成本组使用的教学方法人数更多,差异有统计学意义(P<0.05)。结论在呼吸科临床见习中应用虚拟支气管镜系统能提高临床见习教学效果及学习兴趣,值得应用。

宫腔镜手术模拟系统在妇产科教学中的应用

宫腔镜手术模拟系统是用来模拟妇产科临床医生进行宫腔镜手术的虚拟仿真系统,可通过控制膨宫液的流量、控制宫腔镜在子宫内的进出、调节宫腔镜镜头的旋转、模拟宫腔镜操作器械的使用等来进行妇科宫腔镜手术操作,包括宫腔镜下子宫内膜息肉切除术、宫腔镜下子宫黏膜下肌瘤切除术、宫腔粘连分离术、宫腔镜下瘢痕妊娠病灶清除术、宫腔镜下胚胎残留病灶切除术以及宫腔镜下子宫纵膈切除术等。

支气管超声下经引导鞘管肺活检术联合虚拟导航支气管镜在肺外周结节诊断中的初步应用

目的 探讨经支气管超声引导鞘管引导下经支气管肺活检术（EBUS-GS-TBLB）联合虚拟导航支气管镜（VBN）在肺外周结节中的诊断价值。方法 回顾性分析天津中医药大学第二附属医院呼吸科2015年3月-2015年12月采用EBUS-GS-TBLB联合VBN诊断肺外周结节患者共23例。其中,男10例,女13例,年龄29~78岁,中位年龄61岁。结果 23例患者中,腺癌8例,鳞癌5例,腺鳞混合1例,小细胞癌1例,肺转移癌1例,肺结核2例,炎症1例,阴性4例。总的阳性率82.6%。结论 EBUS-GS-TBLB联合VBN对肺周围病变的诊断具有较高阳性率,值得临床推广。

虚拟风场和风力机模拟系统的实验研究

在不具备风场环境或风力机的条件下,建立虚拟风场和风力机模拟系统,对风力发电系统的研究具有重要作用。根据风速变化规律,建立了基于谱密度分析的自回归理论的风速模型。在此风速模型基础上,考虑涡流效应,对叶片进行受力分析,根据叶素理论和权系数分配叶素的方法建立风轮转矩模型,利用转矩控制直流电动机模拟风力机,搭建了虚拟风场和风力机模拟系统实验平台。虚拟风场的建立为虚拟风力机暂态或连续性实验提供了良好的基础。风力机模拟系统实验不仅验证了风轮转矩模型的准确性,反映了风速变化时模拟输出风轮转矩的快速跟随性能,而且可用于变速恒频风力发电系统的研究,证明其控制策略的正确性。

虚拟支气管镜导航联合支气管超声导向鞘引导肺活检术在肺周围性病变诊断中的应用

背景与目的虚拟支气管镜导航(virtual bronchoscopic navigation, VBN)联合支气管超声导向鞘技术(endobronchial ultrasonography with guide sheath, EBUS-GS)用于经支气管肺活检术(transbronchus lung biopsy,TBLB),能够减少甚至避免射线暴露。本研究拟评价VBN联合EBUS-GS对肺周围性病变(pulmonaryperipheral lesions,PPLs)的诊断价值及安全性。方法回顾性分析2016年1月-2017年12月在北京大学肿瘤医院内镜中心接受EBUS-GS-TBLB患者的临床病理资料,评价诊断率及安全性,并对影响诊断率的因素进行分析。结果 121例患者纳入本研究,男性65例,女性56例;平均年龄(58.8±10.3)岁。108例(89.3%)可在EBUS图像中显示,共有89例(73.5%)经EBUS-GS-TBLB获得明确诊断。EBUS-GS-TBLB对恶性病变的诊断率为82.5%。联合刷检、活检及肺泡灌洗中两种或三种方式取检的诊断率(87.2%)高于仅采用单一方式取检(58.8%)(χ~2=6.084, P=0.014)。影响EBUSGS-TBLB诊断率的因素包括超声探头位于病灶内部(χ~2=20.372,P=0.000)、病灶位于肺野内带及中带(χ~2=10.810,P=0.001)。1例(0.8%)患者术中出血量较多。结论 VBN联合EBUS-GS-TBLB是一种诊断PPLs安全且有效的方法。

虚拟导航联合径向超声引导下经支气管镜肺活检在早期周围型肺癌诊断中的应用价值

目的 探讨虚拟导航(VBN)联合径向超声(EBUS)引导下经支气管镜肺活检(TBLB)在早期周围型肺癌诊断中的应用价值。方法 回顾性分析2016年6月至2019年9月于绍兴市人民医院呼吸内科住院或门诊就诊、胸部CT高度怀疑为周围型肺癌的患者188例,根据操作设备不同,分为经支气管镜肺活检组(TBLB组)、径向超声组(EBUS+TBLB组)及虚拟导航联合径向超声组(VBN+EBUS+TBLB组),评估三种不同检查方法的诊断阳性率、安全性,以及EBUS组及VBN+EBUS组操作时间。结果 TBLB组、EBUS组及VBN+EBUS组三组患者的诊断率分别为32.2%、64.3%及67.1%,差异有统计学意义(P<0.05),特别是直径为2~3 cm的病灶差异更为明显。亚组分析显示,诊断率与病变肺叶无关,VBN能明显缩短操作时间,超声探头在病灶内部或紧邻病灶诊断率高。结论 在TBLB的基础上联合VBN及EBUS在不增加并发症的情况下能大大提高周围型肺癌诊断的阳性率。

虚拟支气管镜导航在肺周围型病变中的诊断价值

目的探讨虚拟支气管镜导航(VBN)在肺周围型病变中的诊断价值。方法纳入2014年6月-2015年6月唐都医院呼吸科就诊的肺周围型病变200例(0.8 cm<直径<4.0 cm),分为VBN组和对照组。VBN组:VBN引导超细支气管镜到达目标支气管,对照组:超细支气管镜仅以胸部CT为引导到达目标支气管。结果 200例患者中,VBN组及对照组诊断率差异无统计学意义(χ~2=3.31,P=0.069);VBN组及对照组直径>2.0 cm和≤2.0 cm的诊断率均差异有统计学意义(χ~2=13.45、5.31,P=0.000、0.021);两组活检工具到达病变的平均时间差异有统计学意义(P=0.047),检查总时间差异无统计学意义(P=0.230),不良并发症差异无统计学意义(P=0.960)。结论 VBN未提高肺周围型病变的诊断率,但缩短了定位病变时间。

虚拟新闻模拟系统的研究与设计

战略模拟日益成为现代战争模拟的重心,而传统利用文书想定表述情况的方式,已不能满足战略对抗训练的需求。针对这个问题提出了虚拟新闻的概念以及它与普通新闻的区别与联系。在分析战略对抗演练对虚拟新闻模拟系统的需求和功能的基础上,设计了该系统的总体结构;然后具体阐述了系统的软硬件实现,以及其运行方式,最后阐述了系统所采取的关键技术。仿真结果表明该系统能够有效地模拟出战略对抗的过程和结果新闻,帮助演习人员顺利进入角色。