写在前面
高端医疗影像、低成本健康、医用机器人与功能康复技术、城市大数据计算、非人灵长类脑疾病动物模型、先进电子封装材料、肿瘤精准治疗技术、合成生物器件关键技术……这些都是先进院的重点突破和培育方向。别说慕名关注SIAT的「新粉」了，恐怕身在SIAT的「老粉」都未必搞得清楚每个领域具体都在做啥（文科小编更是「心累」，捂胸口中……）
身处科学的百花园，小编愿化身成勤劳的小蜜蜂，邀请科研人员来介绍他们的工作，通过微信平台分享把科技成果的「蜜」分享给大家。第一期我们选择了两个项目，与时下热火朝天的AR/VR技术来「亲密接触」下！
Virtual Reality，简称VR，即虚拟现实技术，是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物。
Augmented Reality，简称 AR，即增强现实技术，它通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。
简单来说，虚拟现实（VR），看到的场景和人物全是假的，是把你的意识代入一个虚拟的世界。增强现实（AR），看到的场景和人物一部分是真一部分是假，是把虚拟的信息带入到现实世界中。
很多人对AR/VR已经非常熟悉了，但是您知道吗，这些高大上的先进技术与一些应用需求进行结合，可以产生新的使用效果，甚至会让你意想不到！比如VR+脑卒中康复训练、AR+胸部整形。你说这是脑洞大开？我们是有实打实的项目的~以下介绍的两个项目均来自先进院医工所医学图像与数字手术研究室吴剑煌团队, 一起来看看吧！
吴剑煌（右二）与团队成员
脑卒中又称中风，是一种急性脑血管疾病，是由于脑部血管突然破裂或因血管阻塞导致血液不能流入大脑而引起脑组织损伤的一组疾病，具有发病率高、死亡率高和致残率高的特点。
调查显示，城乡合计脑卒中已成为我国第一位死亡原因，也是中国成年人残疾的首要原因。大部分患者脑卒中后会有肢体活动障碍甚至严重残疾，超过85%的卒中后患者在发病后的3-6个月都存在上肢的功能缺失，55%到75%的患者这个功能缺失会持续存在。
脑卒中后早期开始的运动康复训练可以最大程度地降低肢体残疾几率。传统的康复训练是由康复医师一对一地对患者进行的人工辅助训练，然而由于康复医师的严重匮乏(目前全国康复师与需求人口的比例仅仅达0.4:10万人)，以及患者人数的大量增加，使得人工辅助训练的方式因供不应求而效率低下。
此外传统的康复训练较为枯燥，使得患者长期坚持康复训练的意愿减弱。患者在脑卒中后早期不能及时得到有效的康复训练，又会使得患者残疾的几率增加。因此需要一种能克服这种医疗资源匮乏现实并且成本低廉的康复训练系统来解决这一难题。
虚拟现实技术为上述问题提供了一种成本低廉且有效的康复训练方案。利用虚拟现实系统，患者可以在虚拟环境完成可控的功能性运动和操作，完成有意义的任务性训练和得到视觉、听觉、触觉的反馈。虚拟现实环境可以确保患者拥有安全且真实的训练环境，并包含重复性练习、成绩反馈和激励机制等要素。
另一方面，可以根据患者的心理状态和病情需要，设定个性化治疗方案，提供与患者功能相适应的康复训练场景和任务取向式康复作业，同时记录训练数据监测患者的康复进展，使患者获得成功的愉悦体验并激发其训练的积极性和维持重复练习的主动性，达到传统训练方式无法达到的训练效果。
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团队针对不同部位的训练开发了不同的互动系统，视频为通过摘苹果的游戏来进行手部康复训练
团队研发了一套面向脑卒中上肢康复的虚拟训练系统。训练患者的运动功能康复包括上肢水平移动、上肢上抬、上肢下拉、肘关节屈伸、上肢水平外展内收功能、认知记忆等，系统对左右手场景进行了区分，以适用不同侧的偏瘫患者的训练。
比如，患者模仿系统中的虚拟人物做出相同动作，在虚拟场景中的虚拟人物就会即刻呈现出来。若患者动作与设计动作一致，则系统判定动作匹配成功，获得奖励得分与提示音鼓励。在训练过程中，系统能够通过肌肉电刺激技术给予患者反馈，增强虚拟训练效果。此外还可以通过视角变换，调节观看虚拟场景的角度，呈现三维立体效果，增强虚拟环境的真实感和体验感。这套系统不仅可以用于医院，也可以在患者家中使用，很方便吧！
AR/VR技术不仅可以助力疾病康复，用于“变美”也是效果大大的，比如↓
爱美之心人人有之，各种整形整容已成常态，比如胸部整形。根据国际整形外科学会的统计，2015年美国实施了297297场丰胸手术。如果把隆胸、塑形改造等其他相关手术也算在内，手术总次数攀升至627165次。但往往因患者与医生在手术前的沟通不到位，导致很多患者术后发现实际效果不是自己想要的。
据台湾学者的一项调查研究，整形之后患者的期望满足率只有72%左右，有33%的患者表示整形效果与预期偏差较大。其原因主要有两点：患者对预期效果描述不清晰；医生对患者描述理解有偏差。因此，如何帮助有意整形的人士来形象地描述预期效果，成为提高期望满足率的关键。
团队利用增强现实技术具有三维展现、虚拟与现实融合以及可交互性强等特点，开发了一套乳房整形模拟和预测系统。
客户站在平板电脑或者智能手机前，通过使用这套系统，医生可以轻易调整乳房坚挺度、尺寸、体积、高度、乳头长度、乳晕大小等十多个乳房参数，同时系统针对可行的丰胸效果向医生提出建议，客户可以实时在屏幕上看到预期效果，与医生探讨什么样的形体最适合自己，然后实时予以调整。
当调节至患者对该预期满意后，医生可根据该预期效果实施整形手术。这样一来，患者不必要依赖其它患者整容前后的照片或者视频，就可以了解自己整形后的样子，同时还可以在社交平台上分享美容手术的效果。小编心里顿时觉得，这不就是梦想中的变身利器吗！欢迎各大整形医院看过来~！
团队在VR/AR方面开展了多年的研究，除了上述介绍的两个系统之外，该团队还研发了用于培训医生手术技能的血管介入手术模拟训练系统，虚拟首饰展示及佩戴，虚拟仪器设备拆装系统等等，承担国家省市科技计划10余项，在国内外学术期刊发表论文30余篇，申请国家发明专利10余项，获得中国国际高新技术成果交易会产品优秀奖2项。
如果您对上述项目感兴趣，欢迎留言与我们联系，或致电0755-86392046冯老师。如果您想把自己研究团队的成果在我们的微信平台上进行展示，欢迎投稿至siat_news@siat.ac.cn
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