摘要：动漫可以逼真的呈现现实世界的事物，它已经被广泛地应用于诸多领域，特别是在医学领域。介绍了动漫技术在基础医学、临床医学等方面的应用，并展望了动漫技术在医学中的应用前景。
关键词：动漫；医学；应用
中图分类号：TP37文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)22-792-02
The Application of Animation in Medicine
TANG Zhong
(Computer Network Staff Room in Guangxi Medical University，Nanning 530021，China)
Abstract: The objects of the real world can be vivid displayed by animation, which can be applied in many fields, especially in medicine. In this paper the application of the animation in basic medicine, clinical medicine and so on were introduced, and its further promising development is prospected.
Key words: animation; medicine; application
1 引言
动漫是计算机技术、多媒体技术和图像处理技术相结合的产物，动漫中的3D动漫是近年来产生的一种新兴技术。3D动漫首先在计算机中建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景，再根据要求设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其它动漫参数，最后按要求为模型赋上特定的材质，并打上灯光。当这一切完成后就可以让计算机自动运算，生成最后的画面。
动漫能够不受时间、空间、宏观、微观的限制，直观的将真实世界中的各种事物、现象甚至动作行为用动态图像的形态呈现出来。由于其具有效果逼真、图像细腻、无损放大等诸多优点，目前被广泛应用于娱乐界、机械制造、建筑领域、军事和医学等诸多领域。在医学方面，动漫可为医学研究、教学和临床提供形象而逼真的模型，为疾病诊断和新医疗手段的开发提供参考。
2 动漫在医学中的应用
2.1 在基础医学中的应用
医学各分支学科中普遍存在的抽象性和微观性等特点，一直是医学教育中的重点和难点。而动漫技术在医学教育上改变了传统的表现手法，将肉眼无法看见、摄像机无法拍摄的人体内部世界、细胞的微观世界生动、简单地呈现在大家面前，使医学教育空前的高效和完善。
成都医学院教育技术中心利用3DMAX和Poser两种软件共同制作了分娩的全程动漫课件，画面上抛开了一切干扰视线的因素，只出现骨盆和胎儿，重点突出、主题鲜明地进行教学，解决了传统分娩机制教学呈现方式不直观、学生理解困难等难题。美国国立卫生研究院投资7百万美元，由纽约州的罗彻斯特大学及其技术学院的机械工程师、计算机专家和心脏病学专家们共同合作，利用3D动漫技术和虚拟成像技术建立了一个人体心脏发育过程的三维立体计算机模型，以实时显示细胞生物和机械动力对单个心脏细胞的影响。这样可以帮助医生了解、探索纠正心脏缺陷的方法。从1985 年开始，美国采用CT 和核磁共振方法对男女人体结构进行了细致的系统扫描，通过三维重建的算法，将图像创建生成冠状面和矢状面，构成人体3D动漫，使活生生的人体显示在计算机上，可以旋转、剖切，真地重现人体的解剖面，同时提供断层扫描、核磁共振和放射影像、核医学方面的资料图片等。德国汉堡Eppendorf大学医学院医学数学和数据处理研究所甚至利用基于动漫等多种技术发展起来的虚拟现实技术建立了一个“虚拟人”，学员可以任意选择观察视点，可以做内窥镜观察和立体观察；可以任意模拟解剖、手术和穿刺；模拟放射成像；得到任意器官和组织的名称、类型、描述以及结构等解剖信息；还可以测量器官或组织间的距离。另外，还可以将人体各器官的解剖、生理学、病理学的数学模型存在一个数据库中，在动漫中有意识地显示某些细节，学员可以将病人的各种病变部位分开或合在一起观察病变情况。可以说动漫为医学的研究和教育提供了一个新的视角，并提供了良好的条件。
2.2 在临床医学中的应用
2.2.1 模拟手术
传统的手术训练一般是采用现场观察和操作以及动物实验等方法进行的, 这些方法都存在着一些缺点, 如不能重复进行、耗费巨大、可能会给操作对象带来一定程度的伤害等。而日益复杂的外科技术(尤其是微型介入外科技术) 又要求外科医生的手术技能日益精湛，因此由3D动漫技术和虚拟现实技术相结合而产生的模拟手术应运而生。在术前，利用由CT、B超等手段获得三维影像数据，通过虚拟成像和动漫技术构造出一个三维虚拟的手术环境。该虚拟的手术环境可以让训练者使用虚拟的手术器械进行手术操作的训练，让外科医生在术前身临其境般真实地将整个手术过程按照预定的手术方案“预演”一遍，然后对模拟手术获得的数据加以分析，从而从中找出预定手术方案的不足可以加以改善，并可以提高医生的手术技能和确保实际手术中更高的安全性。
2.2.2 远程手术
远程手术诞生于美国的NASA，其最初目的是能够让医生在一个地球基站对太空中的宇航员进行手术。它可以作为一种远距离的医疗干预方法或是在本地医疗基础设施不足的情况下的应急措施。
此种手术是一种基于3D动漫技术的虚拟现实手术，医生只需对虚拟病人进行手术操作，通过网络将医生的动作传送到网络另一端的手术机器人，由机器人对病人实施手术，手术实施的情况反馈到监测器上，与虚拟的病人相比，以便医生实时掌握手术的情况，并发出手术的指令，远程控制手术的操作，也可以将手术的部位放大或缩小，对病人实施细微或显微手术。
最小侵入性手术是远程手术的一种，它针对病人某一部位而进行的一项特殊的皮下手术，它可使病人的皮肤、肌肉以及周围的组织和器官受损伤最小。内窥镜手术是一种重要的最小侵入式手术，3D动漫技术和虚拟现实技术的对这一类外科技术提供了很有价值的方法。奥地利维也纳大学的一个研究小组成员勒内·文茨尔博士在接受英国的《柳叶刀》杂志采访时说：通过将3D动漫和虚拟现实技术相结合，外科医生们可以看到三维的人体内部器官。他指出：这两项技术的结合可以提高外科医生的技巧，能获得好一些的定位，并且使手术工具的动作更精确。
从1992年底，新加坡国立中央医院就开始了为病人进行遥控手术，其中有一名患者通过此种手术方式切除了左脑肿瘤。整个手术从准备到完毕仅用了5小时，手术非常成功，手术后一周出院。
2.2.3 定制治疗计划
动漫也可以利用CT等图像数据和各种成像模型，对病人的病变部位进行三维重建，然后计算病情的各种特征参数, 根据此参数来确定治疗计划。例如：利用动漫对高度不规则肿瘤制定精确的三维立体放疗计划，提供接近肿瘤真实形状的真正适形治疗，目的在于使治疗肿瘤所使用的放射线剂量尽可能地与杀伤肿瘤细胞所需的剂量相匹配, 以减小周围健康组织的不良反应。它不仅对放射治疗的计划设计和照射质量的提高有明显作用，而且将显著提高在某些肿瘤的控制率和病人的生存率。
2.3 在其他医学中的应用
由于动漫技术能够利用计算机再现各种现实世界中存在或不存在的事物，所以这一技术也可以运用于精神疾病的治疗中。Hoffman HG等人发表了一则报告, 动漫可以对青春期烧伤患者减轻病痛, 报告指出动漫技术是一种独特的吸引注意力的方法, 它能最大的限度的将患者的注意力从现实世界中拉回来,从而减轻患者的病痛。报告还指出动漫作为减轻病痛的一种方法, 极具潜力。Riva G 等运用动漫和虚拟现实技术，采用短期的、综合的、面向患者的经验认知疗法(experiential cognitive therapy, ECT ) 治疗厌食症取得了较好的疗效。另外还有利用动漫技术用于恐高症的治疗的报道。
3 结论
计算机技术、多媒体技术、图像处理技术和医学影像技术的飞速发展，促成了动漫在医学上的广泛应用。目前，动漫技术最有前途的应用是医学教育和培训，它能逼真、准确地呈现现实世界的对象，包括微观世界，从而克服了传统学习和训练方法抽象、理解困难等缺点，学员可以迅速掌握知识，提高技术水平。但是和许多高新技术可发展一样，动漫技术的发展和应用也将带来许多新的不可预知的问题，而所有这些问题对我们人类的智慧都将是新的挑战。我们可以期望在不久的将来，动漫技术能为我们人类提供更高度逼真的视觉、听觉、触觉甚至嗅觉等体验，是其自身更加智能化，可以预见，动漫技术在医学中更广泛、更深入的应用，将会给传统医学带来革命性的变化。
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