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概要：尸體解剖，尤其在培養醫生做手術時，可謂是醫學培訓中的重要一環。但真實的尸體不僅成本高昂，而且很難找到。
目標：通過對真實尸體進行多層次3D掃描，包括皮膚、筋膜、肌肉，隨后合并至3D模型，并融入虛擬現實解剖系統。
使用工具：Artec Space Spider, Artec Studio, Geomagic Freeform
3D與VR等技術正在全球各個領域蓬勃發展，得益于其高精度、便利性和多功能性，它們已成為醫療領域廣泛應用的一項技術。Artec長期客戶之一IMA solutions正參與一項結合新3D掃描與VR技術的項目，其結果預計將會對醫學教學方式產生巨大影響。
蒙彼利埃醫學院
事情要從兩位來自蒙彼利埃醫學院城市解剖實驗室的外科醫生Guillaume Captier博士和Mohamed Akkari博士說起，他們希望找到一種方法，解決醫學教學過程中的特定難題。這些課程需使用真正的尸體，盡管這是學習人體解剖的有效方式，但尸體的數量和成本常常造成不小的問題。直接使用實體尸體進行解剖，成本很高，而且缺乏經驗的學生往往在第一次嘗試過程中操作不當，不小心破壞多具尸體。
仔細考慮過諸多方案后，他們決定設計一款精確度較高的實時3D解剖應用，讓學生練習操作方式，等達到一定標準，再開始在實體尸體上操作，這樣可以讓老師采用一種全新的高效教學方式。這款獨特的多功能應用既可以用于考試場景，考察學生的知識掌握情況，又可以讓他們不斷練習自己的醫學水平，而不用擔心破壞尸體。
為確保應用程序中的數據盡可能逼真，所有實體解剖步驟都經過3D掃描，再轉移到培訓應用中。IMA Solutions的專家承擔了這項重要工作。他們使用高精度Artec Space Spider 3D掃描儀，捕獲了所有解剖步驟，為應用程序制作出了栩栩如生的3D模型。
使用Artec Space Spider制作的頸部3D解剖模型。幾何渲染
外科醫生首先提出需掃描的解剖部位。其中一個就是頸部，這里需要看到面部神經、血管解剖、氣管等部位。為確保培訓應用中包含所有部位的數據，我們總共進行了8次獨立掃描，或者說解剖層次，從皮膚一直深入到內層。由于尸體會隨著時間不斷變色，所有掃描都必須盡快完成，且不超過每日工作量上限，以確保每個階段的顏色保持統一。
待Artec Space Spider 3D掃描儀捕獲全部數據后，這些數據需通過處理正確堆放，制作虛擬3D解剖模型。為此，IMA Solutions使用了操作方便、功能齊全的Geomagic Freeform 3D軟件，這款軟件對于有機形狀的建模能力強，因此為業界廣泛使用。作為此款軟件的資深用戶，IMA Solutions非常欣賞Freeform在3D場景下快速操作3D物體的能力，以及配套的觸覺設備，給您帶來近乎真實的體驗。
“Freeform是我們一直以來使用的一款軟件，它能實現3D場景下的快速3D物體操控，還能通過觸覺設備模擬觸感。我們這里結合使用了Phamtom Omni觸覺設備和Freeform。該軟件基于體素黏土模型，您可快速使用一些操作器，比如布爾運算，或僅保留場景下大物體等操作。此外，您還能通過模擬真實黏土模型的觸感，在3D物體上雕刻，比如增添細節、修飾形狀……當然，也有其他3D軟件可以實現這些功能，但速度遠沒有Freeform來得快。”
對于這項VR解剖項目，IMA Solutions專家通過Freeform軟件對3D模型的幾何與紋理進行了修正和改善。這些修正包括去除孤島、3D雕刻部分小型幾何與3D紋理。要捕獲尸體解剖過程中的每個步驟也充滿了挑戰性，尤其在掃描脂肪組織和血管尤甚。這些組織通常有部分透明，還能吸收、反射光線。這些因素都會影響掃描品質和最終效果。因此，對于一些復雜區域而言，比如3D掃描一些小型制品，Geomagic Freeform就是一款出色的幾何紋理修正方案。所有這些工作都可以通過Freeform軟件與觸覺設備輕松完成，整個過程就好比真實環境下的操作和3D物體雕刻。
IMA Solutions創始人兼CEO Benjamin Moreno表示，結合使用Artec 3D掃描儀與Freeform軟件可謂是一項令人滿意解決方案，因為它們都能實現“真實手感”，使用設計十分人性化，能讓用戶全身心投入創作工作中，而不會為技術問題或復雜操作而干擾。
“結合使用Artec掃描儀與Freeform對數字藝術家眼中的令人滿意解決方案，因為它們都能輕松上手，而且操作簡單。您只需要專注于您的創作，無需擔心出現技術問題或因復雜操作而困擾。”
使用Freeform制作頸部解剖3D模型數字雕刻
解剖過程中，本杰明和他的團隊需要接觸各類組織，而且需要體現它們的紋理和材質特征。首先，他們對三個解剖區進行了可行性測試：頸部兩處，骨盆腔一處。IMA Soultions掃描專家希望掃描效果達到預期，還能發現難以預料的問題。最初的結果很好，整個3D掃描過程都得到了團隊支持。
“Artec掃描儀捕獲幾何與紋理的能力令人驚嘆，尤其對于那些半透明、或有光折射現象的高難度掃描區。通過調節掃描儀敏感度，我們能夠100%捕獲幾何與色彩，且無需對尸體進行任何事先準備！”
IMA Solutions創始人兼CEO Benjamin Moreno
3D掃描和數據處理階段采用了新版Artec Studio軟件，在此過程中，他們采用了小型物體濾網，移除了懸浮孤島，并使用了網格簡化工具，降低3D實時引擎3D模型的多邊形數。
3D頸部解剖導入Artec Studio 12
這款應用程序的新測試版預計將于2018年第四季度在蒙彼利埃醫學院正式推出。同時，IMA Solutions將持續推進試點項目，收集充足的數據，為選定解剖區域制作至少五套數據組，完成整個工作流，此外，還將不斷改善用戶界面，增添醫學生與外科醫生所需的工具，以實現互動效果。
大學解剖實驗室主任Guillaume Captier教授在蒙彼利埃醫學院展示第一版應用程序
Guillaume Captier教授在程序開發早期與培訓程序互動
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這些數據組將由瑞典高科技公司Interspectral通過Inside Explorer技術運行。這項偉大的科技給我們帶來了互動式的人性化3D學習體驗，它能以3D形式展現多模態的實時采集過程，還能在3D場景下結合CT、MRI和3D掃描。
3D與VR技術的組合幫助醫療培訓行業向前跨進一大步。互動式培訓應用在醫療教育過程中的成功融合將為學生、教授與博士帶來諸多利益。未來的年輕醫學專家也將有機會在虛擬尸體上實踐操作，不用受到數量、成本等因素的影響，同時，教師、博士和其他資深醫學人士也將迎來全新的醫學教學方式。類似的創新發明幾年以前還難以想象，但通過前沿技術，我們已經踏上了全新征程。
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