【假日科普】3D的未来

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                    <p><span><strong>    9月19日，由中国科学技术协会牵头举办的第十二届全国科普日北京主场活动在中国科学技术馆隆重开幕。本届&quot;感·触科学——前沿科技魅力主题展&quot;活动共持续7天，18个受邀参展单位为大众呈现了异彩纷呈的前沿科技。其中，由中国生物医学工程学会推荐的清华大学国家&quot;千人计划&quot;廖洪恩教授团队，以&quot;3D-透视未来医疗&quot;为主题，向各界专家、社会大众及中小学生展示三维影像智能医疗领域的最新研究成果，让未来医学科技在今日触手可及。</strong></span></p><p><br  /></p><p><span><strong>&quot;3D-透视未来医疗&quot;展区</strong></span> </p><p><span><strong>『参展背景』</strong></span><span> </span><br  /></p><p><span>      随着经济逐步发展、人口老龄化加剧，人们对医疗和健康的需求逐步提高。而我国长期存在医疗资源分配不均衡、高端医疗器械普遍依赖进口、国内相关行业亟需升级等问题，给中国医疗体系变革带来巨大的挑战和机遇。2014年习近平总书记提出&quot;加快高端医疗设备国产化进程，推动民族品牌企业不断发展&quot;的要求。李克强总理在2015年政府工作报告中提出&quot;健康是群众的基本需求，我们要不断提高医疗卫生水平，打造健康中国&quot;。我们国家也相应不断地对医疗健康加大政策及财政支持力度。在促进国内医疗水平提高、医疗器械产业升级方面，寻找合适切入点、相关科研成果转化的意义尤为重大。</span> </p><p><span>      作为图像显示领域的热点技术，3D立体影像技术正在医疗领域发起一场新的革命。为满足大众对&quot;创伤小、恢复短、更安全高效&quot;医疗的需求并进一步推动&quot;高端医疗器械国产化&quot;战略，清华大学国家&quot;千人计划&quot;廖洪恩教授团队（微创诊疗与三维影像实验室）开发的空间透视智能手术机器人导航利用3D医学可视化技术透视未知人体结构与洞悉病灶状态，为临床医学提供强有力的可视化诊疗平台，助力未来医疗发展。本次展览希望通过生动直观的设备演示，深入浅出地向大众普及3D影像智能手术机器人导航领域的最新成果，让&quot;智能医疗&quot;的理念深入人心。</span> </p><p><br  /> </p><p><span><strong>『成果展示』</strong></span> </p><p><span>      本次科展以&quot;3D-透视未来医疗&quot;为主题，主要展出实验室在&quot;三维空间影像&quot;、&quot;实时立体交互&quot;、&quot;立体悬浮显示&quot;、&quot;空间透视导航&quot;四个领域的最新研究成果。借助3D立体成像技术，医生能够获得更直观、准确的手术引导，以提高手术精度与效率。</span> </p><p><p><img src="image/20201014/8400fb2ba03a8f56d5c2f0e051ee78dd_1.png" /></p><br  /></p><p><br  /></p><p><span><strong>三维空间影像装置</strong></span> </p><p><span>      裸眼三维空间影像显示装置是一种基于立体全像技术的新型三维显示设备。通过微透镜阵列实现高空间精度的全真彩色立体显示，可供多人同时进行裸眼观察。该设备可取代现有的二维平面显示装置，应用于多个领域的图像显示，尤其在图像引导的医学诊疗过程中，医生可以更好地做出判断和规划。</span><br  /></p><p><p><img src="image/20201014/a44afdcbb80cc2089e47d6b3c012f3fd_2.png" /></p><br  /></p><p><span><strong>实时立体交互装置</strong></span> </p><p><span>      实时立体交互实现远距离实时三维视频交互显示。裸眼三维空间影像显示器能够提供空间三维信息。在此基础上，利用立体摄像机采集空间信息，并通过一系列的数据转化，可以实现空间三维信息的实时采集和远程显示。在医疗方面，该设备可以用于远程医疗，帮助在远端的医生更好地获取术中场景信息。在通信领域，该设备亦可用于实现三维立体远程会议。</span><br  /></p><p><p><img src="image/20201014/dec4d934c7d87aa95d7cf97ab31276ac_3.png" /></p><br  /></p><p><span><strong>立体悬浮显示装置</strong></span> </p><p><span>      立体悬浮显示装置实现了360°的空间三维影像悬浮显示。利用半透半反镜的倒金字塔结构，我们克服了传统三维显示设备观察视角有限的问题，实现360°的观察视角。该设备能够用于显示三维解剖结构，便于多人在不同方向观察，可以用于手术规划和手术教学。</span><br  /></p><p><p><img src="image/20201014/1152df04d833f6b674d89496afb72f20_4.png" /></p><br  /></p><p><span><strong>空间透视导航装置</strong></span> </p><p><p><img src="image/20201014/2392d8f300268907e854cfac04fb231a_5.png" /></p><br  /></p><p><span><strong>透视融合效果-医生的&quot;透视眼&quot;</strong></span> </p><p><span>      空间透视导航装置同时实现了三维影像增强现实导航和手术器械实时跟踪显示。该装置基于立体全像技术，将三维图像叠加到患者患处，原位显示病人内部器官结构，一定程度上实现了&quot;透视&quot;的效果。同时，该装置可实时跟踪和三维显示手术器械，弥补了微创手术中医生观察视野的局限，为精准医疗提供可视化引导。</span><br  /></p><p><span>这些技术体现了目前医疗技术的最新进展。它们完全改变了传统外科医生进行手术的方式，向观众展示了外科手术的未来发展趋势。</span> </p><p><br  /> </p><p><span><strong>『直击现场』</strong></span> </p><p><span>      &quot;3D-透视未来医疗&quot;位于&quot;感·触科学主题展&quot;07号展区，展览首日便吸引了千余名观众，其前沿性、新颖性与科普性收获了各级领导、专家团体和社会大众的良好反响与评价。展览一改观众们对临床医学的认知，激发了大众对&quot;智能医疗&quot;、&quot;精准诊疗&quot;的向往与追求，为国家未来的科技吸引更多人才，培养更多后备力量。</span> </p><p><span>      中国科协党组书记、常务副主席、书记处第一书记尚勇，中国科协副主席、书记处书记陈章良，中国科协党组副书记、副主席、书记处书记张勤，党组成员、书记处书记徐延豪、王春法、吴海鹰，党组成员束为、王延祜，中国航天科技集团公司董事长、党组书记雷凡培分别到场观看展示并听取有关介绍，对立体空间透视导航装置和三维空间显示系统表现出浓厚的兴趣。在看到小学生们纷纷驻足于三维影像、立体悬浮显示等展品前，亲身体验空间透视立体交互手术机器人导航的效果，并与工作人员进行问答等热烈互动的场景时，尚勇书记表示展览以耳目一新的方式深入浅出地普及科学，能够快速地激发调动孩子们对其中的原理与作用的好奇心和求知欲，在青少年的心中播撒下&quot;前沿创新&quot;和&quot;魅力科学&quot;的种子。</span> </p><p><p><img src="image/20201014/bf4c379e82501b0ea1b72fe3688b1e30_6.png" /></p><br  /> </p><p><span><strong>科展现场-参观</strong></span> </p><p><span><strong><br  /></strong></span></p><p><p><img src="image/20201014/7c51e79a1966f32e2fb3f7deeefa6767_7.png" /></p><br  /> </p><p><span><strong>科展现场-关注</strong></span></p><p><strong><br  /></strong><p><img src="image/20201014/8119814a39a09411b3d933aac1824fec_8.png" /></p><br  /> </p><p><span><strong>科展现场-科普</strong></span> </p><p><span><strong><br  /></strong></span></p><p><p><img src="image/20201014/3e5080abbf940a083abd94bf26e842b9_9.png" /></p><br  /> </p><p><span><strong>科展现场-传播</strong></span> </p><p><br  /></p><p><p><img src="image/20201014/709141dc02b78c345d88c246424d66a6_10.png" /></p></p><p><span><strong>科展现场-互动</strong></span> </p><p><span><strong><br  /></strong></span></p><p><p><img src="image/20201014/23962a63834eadfb5b44af8376c4c7ad_11.png" /></p><br  /> </p><p><span><strong>科展现场-最小的观众？</strong></span> </p><p><span><strong><br  /></strong></span></p><p><p><img src="image/20201014/6afe08a0b75ddae18077b216f63c2c77_12.png" /></p><br  /> </p><p><span><strong>参展团队</strong></span> </p><p><span><strong><br  /></strong></span></p><p><span>     本次展出的装置及成果受到国家自然科学基金国家重大科研仪器设备研制专项&quot;高精度医学信息立体空间透视融合装置&quot;等项目的资助。展览使广大市民和青少年亲身体验到3D医疗科技创新的魅力，对未来医疗科技产生了极大的兴趣，提高了社会对未来医疗发展的关注程度。廖洪恩教授团队不仅作为科研人员为实施国家创新驱动发展战略贡献力量，通过本次展览，更发挥自身优势，作为教育人员，承担起向社会大众倡导科学思想、传播科学知识的责任，引导市民特别是青少年爱科学、学科学、用科学，为弘扬科学精神，提高民族科学素质作出贡献。</span><br  /></p><p><span><br  /></span></p><p><span><br  /></span></p><p><p><img src="image/20201014/e21cfab5489994f664d4b6b61a04216d_13.jpg" /></p></p>