基于虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)和觸覺(Haptics)技術的外科手術仿真系統(tǒng)(Virtual Surgery Simulation System)正在逐漸成為高新技術和醫(yī)療領域的前沿課題和研究熱點。外科手術仿真系統(tǒng)通過計算機模擬手術場景和過程,讓用戶(即:外科實習醫(yī)生)在虛擬環(huán)境中借助力反饋設備對虛擬的手術對象進行擠壓、抽吸、燒灼和切割等手術操作,達到訓練的目的。相比傳統(tǒng)的外科手術培訓方式,由于外科手術仿真系統(tǒng)具有高效率、低成本、高利用率、可提供多種不同的病理和病人對象、不受道德倫理約束等諸多優(yōu)點,其為解決手術培訓這一長期困擾的難題開辟了一個嶄新的途徑。同時,外科手術仿真系統(tǒng)也可以用于術前預測、術中導航等領域。生物組織擠壓拉扯形變和切割是外科手術過程中最常見的手術常規(guī)流程,對該過程完成高精度的模擬是搭建一個外科手術仿真系統(tǒng)的基礎。但是因為生物材料特有的粘彈性、不可壓縮性、蠕變和松弛特性以及各項異性等屬性,使得生物組織的形變和切割模擬成為虛擬手術仿真系統(tǒng)中的難點和關鍵。目前,外科手術仿真系統(tǒng)中比較突出的兩個問題是:一是模擬仿真的逼真程度,二是計算效率。本文針對上述兩個問題開...

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２可視人計劃建立的男、女人體組織切片圖形ｍ??Ｆｉｇ?１－２?Ｂｏｄｙ?ｔｉｓｓｕｅ?ｓｅｃｔｉｏｎ?ｇｒａｐｈｉｃｓ?ｃｒｅａｔｅｄ?ｂｙ?ｔｈｅ?ｖｉｓｉｂｌｅ?ｐｅｒｓｏｎ?ｐｌａｎ［７］??

??如下圖１－１所顯示［５】。但該手術系統(tǒng)不能與操作者進行交互，只能通過顯示設備展??示腿部跟腱移植的手術過程，而且腿部采用的是幾何模型，缺乏物理特性。??１９８９年，美國醫(yī)療科學圖書館提出一項“人體可視化項目”（ｖｉｓｉｂｌｅ?Ｈｕｍａｎ??Ｐｒｏｊｅｃｔ，?ＶＨＰ）。該計劃旨....

圖1一NeuroTouch虛擬手術仿真器[9]

圖１－３?ＣａｔｈＳｉｍ注射虛擬手術仿真系統(tǒng)［８］??Ｆｉｇ?１－３?ＣａｔｈＳｉｍ?Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ?Ｖｉｒｔｕａｌ?Ｓｕｒｇｅｒｙ?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?Ｓｙｓｔｅｍ［８】??目前，虛擬手術仿真系統(tǒng)的發(fā)展正處于由第二代向第三代的過渡階段’歐美??等國家己有部分虛擬手術訓練系....

圖1一CathS加注射虛擬手術仿真系統(tǒng)同

Ｆｉｇ?１－３?ＣａｔｈＳｉｍ?Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ?Ｖｉｒｔｕａｌ?Ｓｕｒｇｅｒｙ?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?Ｓｙｓｔｅｍ［８】??目前，虛擬手術仿真系統(tǒng)的發(fā)展正處于由第二代向第三代的過渡階段’歐等國家己有部分虛擬手術訓練系統(tǒng)投入了市場。下圖Ｉ－４是兩幅名為Ｎｅｕｒ０ｔ０ｕｃ的仿真系....

圖１－５腹腔虛擬手術系統(tǒng)［１Ｑ】??Ｆｉｇ?１－５?Ａｂｄｏｍｉｎａｌ?ｖｉｒｔｕａｌ?ｓｕｒｇｅｒｙ?ｓｙｓｔｅｍ＾１０］??

立和發(fā)展符合亞洲人種的外科手術仿真系統(tǒng)，２００３年的時候，清華大學和中國第??三軍醫(yī)大學聯(lián)合建立了中國首個人體數(shù)據(jù)源可視化庫［１１］，在該庫中可以訪問各類??人體整體或局部的結構，如圖１－６所示。??ｊ?：：：：?｜?Ｉ?．Ｖ．：：珊氣爾；：．：－??＇?；ｒ．－＊ｉｉ；＜：＊＊....

本文編號：4012381