摘要：医学影像设备学在教学中存在仪器设备工作原理抽象、结构复杂、设备真机体积大、价格昂贵且辐射严重、教学成本高等种种限制，因此开发医学影像设备虚拟仿真教学系统，提高教学质量与效率，是《医学影像设备学》教学的努力方向。本文以CT机为例，利用3Dsmax软件对CT机设备结构进行建模、贴图、渲染，在导入Unity动画制作软件中，进行CT机设备工作环境的模拟、机械结构的拆解、工作过程的操作运行等进行仿真。将仿真结果应用于医学影像该设备学的教学中，虚实结合，生动逼真地展示CT设备的结构、原理及操作流程、工作状态，提高学生学习兴趣、实践实训能力，减轻教师的教学压力。
关键词：医学影像设备;虚拟仿真;3D建模;教学
中图分类号：TP391. 41 -4
文献标识码：A
文章编号：1672 -9129（2019）05 - 0023 -03
Application of Virtual Simulation Technology
in Medical Imaging Equipment Teaching
Zhang Gaigai， Ren Qiongqiong， Li Zhenxin
Abstract ： in the teaching of medical imaging equipment ， there are many limitations in the abstract principle ， com-plex structure， large volume， high price and radiation， and high teaching cost of medical imaging equipment.Theref"ore ， the virtual simulation teaching system of medical imaging equipment is developed. Improving teachingquality and efficiency is the direction of teaching of " Medical Imaging Equipment" . Taking the CT machine as anexample ， this paper uses 3Dsmax software to model， map， and render the CT machine equipment structure. In theintroduction of Unity animation production software ， the CT machine equipment working environment is simulated .the mechanical structure is dismantled， and the operation and operation of the work process are simulated. Thesimulation results are applied to the teaching of medical imaging. The combination of reality and reality is used tovividly display the structure ， principle ， operation flow， and work status of CT equipment， to improve students in-terest in learning， practice and training ability， and reduce teachers"teaching pressure.Key words ： medical imaging equipment; Virtual simulation; 3D modeling; teaching
l 传统医学影像设备学教学中存在的问题
1.1 设备体积大，价格高，实操展示困难
在医学影像设备学教学中，设备原理复杂抽象，设备体积较大，价格昂贵，理论授课过程中难以随时进行课堂演示，各大高校很难为实验教学提供种类齐全、数量较多的医学影像诊断设备，学生缺乏亲自动手的机会，无法对设备进行拆装以观察其内部结构。对其内部结构机工作原理的理解，可谓是纸上谈兵。在资源有限的情况下，影像设备学教师如何将CT设备的结构、原理，生动、形象、通俗易懂地表达出来并传授给学生，是医学影像设备学教
學改革的当务之急。
1.2课堂气氛沉闷，学生学习积极性不高，教学效率低
传统的医学影像设备学教学方式多采用多媒体教学，教师通过PPT与板书相结合的方式展示教学内容。学生机械地通过教师课件中的图片及流程图、教师在课堂的简单的讲授等来被动接受理论知识。仅依靠课本内容简单的描述和黑板板书来进行讲授，学生很难理解。且这种教学方法枯燥乏味，难以活跃课堂气氛，致使学生课堂积极性不高，对教学内容不感兴趣，只知其一不知其二，丧失学习动力。因此，简单的课堂多媒体教学模式并不理想。
1.3 实训实践不足，学生动手能力差
医学影像设备学的教学方式是理论课与实验课相结合，但是由于各种外界条件的限制，很多院校实验课所占的比重较低甚至未开展实验课程。然而在医疗设备飞速发展的今天，医学影像诊断设备在各大医院占有举足轻重的地位，因而对培养懂技术会操作的专门技术人才迫在眉睫。而医学影像设备学又是一门实践性比较强的课程，对于此类专业的学生来说需要通过大量的实践实训才能真正实现对设备的结构、原理、操作的掌握。理论课程和实验课程的合理安排，正确衔接，直接影响了学生的理论基础巩固和与实验内容的连接，使学生无法全面的掌握医学影像设备学的内容，从而影响整个课程的学习。
2 虚拟仿真的必要性与优势
《医学影像设备学》是影像、检验、生物医学工程等专业的专业必修课，其课程的开设在整个教学中具有极其重要的地位，尤其是技术专业方向，实验的开设显得尤为重要。但是由于影像设备投资巨大，一般医学高校实验会配备一到两台设备供学生实训操作，这样必然使大批量的学生操作机会少、操作时间短;无法对设备进行拆装，技能与实操训练无法得到保障。这是多年来一直困扰国内各院校影像设备学教学的一大难题。因此，近几年国内一些医学高校相继对这门课程的教学做出了改革。采用计算机仿真教学是一种较好的解决方法，将虚拟仿真技术、VR/AR虚拟现实技术等应用于医学影像设备学教学过程中，使每个学生如身临其境体验影像设备的工作场景，操作流程，进而熟练掌握其工作原理及实操技能，为培养新时代应用型技术人才注入新的动力。
在一定程度上解决了高校影像设备投资大的问题，无需采购真机设备，无需购买耗材，可反复使用，节约了大量的教学成本，同时减轻了教师的授课压力，让学生上课变得有趣、让教师教学变得轻松。学生人数多，实验设备少的问题也不复存在，人人可通过仿真实验进行操作，使学生掌握的实操技能更接近于实际，更快更好地适应未来的工作需要。
3 仿真内容及应用
本文以CT机的虚拟仿真为例展开设计。
3.1 CT机结构分析
CT机主要包含以下几个部分：
（1）X线发生系统：由高压发生器、X线球管、冷却系统和前准直器等四部分组成。
（2）X线探测部分：由探测器、模/数转换器、后准直器三部分组成。
（3）扫描机架部分：由扫描框架和检查床两部分组成。
（4）外围设备：计算机系统、图像处理系统、操作控制系统。
3.2 利用3Dsmax建模
利用3 Dsmax软件对CT机各部分结构进行建模、渲染、材质贴图等，将CT机设备的个大部分进行逼真的模型搭建。主要操作过程如图1所示。
3.3 利用Unitv軟件制作仿真动画
将搭建好的模型导入Unitv软件中制作动画视频，如图2所示。仿真结果主要是进行CT设备的结构拆解、原理展示、工作过程模拟等，拟实现的功能脚本如表1所示。
参考文献：[1] 王林.浅谈多媒体技术在医学影像设备学教学的应用[J].科技风，2018 （27）：74.
[2] 刘燕茹，罗利霞.医学影像学专业医学影像设备学课程教学过程思考[J].医疗卫生装备，2018，39（06）：87 - 90.