慢性腎�。–hronic Renal Disease,CRD）已成為發(fā)病率與死亡率最高的腎部病癥之一,大多數(shù)患者對(duì)自身病情往往并不自知。在該病癥的臨床診斷過(guò)程中,最佳的診斷標(biāo)準(zhǔn)是活體組織的病理檢查。在醫(yī)學(xué)上,腎部病灶檢查的最常用方法是超聲引導(dǎo)下的腎活檢穿刺手術(shù),但目前手術(shù)仍存在一些問(wèn)題。在手術(shù)進(jìn)行的過(guò)程中,主刀醫(yī)生往往只能通過(guò)二維的超聲圖像來(lái)進(jìn)行手術(shù),無(wú)法實(shí)時(shí)地確定病灶部位與醫(yī)用穿刺針的空間位置關(guān)系,導(dǎo)致患者需要被反復(fù)穿刺后才能取到病灶部位的活體組織,每位患者的平均穿刺次數(shù)將達(dá)到3至4次,增加了穿刺后并發(fā)癥的發(fā)病幾率。論文從超聲引導(dǎo)下腎活檢手術(shù)訓(xùn)練出發(fā),旨在解決手術(shù)訓(xùn)練困難、效率低下等實(shí)際問(wèn)題。圍繞著基于A*算法的手術(shù)路徑規(guī)劃與手術(shù)訓(xùn)練輔助兩方面,結(jié)合客觀數(shù)據(jù)的分析,學(xué)習(xí)曲線的生成,對(duì)基于混合現(xiàn)實(shí)的腎穿刺手術(shù)訓(xùn)練進(jìn)行了深入研究。在解決了上述問(wèn)題的同時(shí),還設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了一套超聲引導(dǎo)的腎活檢手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng),將上述研究成果集成在訓(xùn)練系統(tǒng)當(dāng)中,進(jìn)一步加強(qiáng)了訓(xùn)練系統(tǒng)的效率和效度。同時(shí)還邀請(qǐng)到了醫(yī)院的醫(yī)學(xué)生與專家進(jìn)行操作并收集數(shù)據(jù)。論文的工作主要包括如下幾個(gè)方面:（1）將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)同手... 

【文章來(lái)源】：云南師范大學(xué)云南省

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

混合現(xiàn)實(shí)概念示意圖

第1章緒論4圖1.2增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)展示2010年，Mrug和Bissler在火雞胸肉下放置一個(gè)豬的腎臟，使用超聲設(shè)備和半自動(dòng)穿刺針來(lái)模擬經(jīng)皮腎活檢術(shù)[19]。隨著設(shè)備計(jì)算能力與計(jì)算機(jī)圖形渲染能力的提升，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。BrainTse等人開(kāi)發(fā)了第一臺(tái)帶有視覺(jué)與觸覺(jué)渲染的牙科手術(shù)模擬器hapTEL，可以對(duì)牙科中的牙齒鉆孔與清理等手術(shù)步驟進(jìn)行模擬訓(xùn)練[20]。2011年，DongNi等人設(shè)計(jì)了用于肝穿刺的超聲引導(dǎo)下的活檢模擬器[21]。在2013年ZhangYi等人開(kāi)發(fā)了一款經(jīng)皮腎組織收集系統(tǒng)來(lái)訓(xùn)練使用者進(jìn)行腎活檢手術(shù)[22]。2014年，Macedo和Junior設(shè)計(jì)了一種無(wú)標(biāo)記的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)患者醫(yī)療數(shù)據(jù)可視化的系統(tǒng)，通過(guò)體積裁剪來(lái)進(jìn)行標(biāo)記[23]。Tobias等人首次在腹腔鏡部分腎臟切除手術(shù)中利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行手術(shù)導(dǎo)航，并成功切除腫瘤[24]。2015年，Makiyama等人設(shè)計(jì)了一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的腹腔鏡手術(shù)模擬器，該模擬器使用患者特定的數(shù)據(jù)創(chuàng)建基于虛擬現(xiàn)實(shí)的手術(shù)模擬，使外科醫(yī)生能夠在術(shù)前進(jìn)行手術(shù)練習(xí)[25]。2016年，Wild等人將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與熒光標(biāo)記相結(jié)合應(yīng)用在了腹腔鏡手術(shù)當(dāng)中，利用熒光標(biāo)記使得增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以在手術(shù)中進(jìn)行過(guò)程中不受干擾（煙霧、血跡或組織）地顯示要進(jìn)行操作的目標(biāo)[26]。2017年，Xie等人利用iRay系統(tǒng)結(jié)合微軟公司生產(chǎn)的HoloLens開(kāi)發(fā)了一種標(biāo)記醫(yī)學(xué)應(yīng)用程序[27]；Hamamoto等人提出一種新型的腎穿刺導(dǎo)航系統(tǒng)，它可以實(shí)時(shí)引導(dǎo)虛擬超聲腎穿刺的路徑，目的是探討實(shí)時(shí)虛擬

第2章相關(guān)技術(shù)理論研究11A*算法的定義：首先引入一個(gè)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)j的估價(jià)函數(shù)f，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)j的估價(jià)函數(shù)定義為：()=()+()（2.1）其中()為起點(diǎn)到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)j的實(shí)際費(fèi)用量度；()為從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)j到終點(diǎn)的最小費(fèi)用估計(jì)，可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇()的具體形式。()在這里需要滿足一個(gè)要求，在這里引入()，其表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到達(dá)目標(biāo)的最短距離，而()不能高于節(jié)點(diǎn)到終點(diǎn)的實(shí)際最小費(fèi)用，也就是()≤()。因此()的選取有如下三種情況：（1）如果()<()，這種情況下搜索的點(diǎn)數(shù)多，搜索范圍大，效率低，但能得到最優(yōu)解。（2）如果()=()，即距離估價(jià)等于最短距離，那么后續(xù)路徑將嚴(yán)格按照最短路徑進(jìn)行，此時(shí)搜索效率是最高的。（3）如果()>()，搜索點(diǎn)數(shù)最少，搜索范圍最小，效率最高，但是無(wú)法得到最優(yōu)解。A*算法的過(guò)程：在搜索過(guò)程中設(shè)置兩個(gè)表：Open表，存放所有現(xiàn)有生成的而未被考察到的節(jié)點(diǎn)；Close表，記錄目前已經(jīng)被考察過(guò)的節(jié)點(diǎn)[43]。本文中的A*算法過(guò)程如下圖：圖2.1A*算法路徑圖2.1模擬了穿刺路徑規(guī)劃的過(guò)程，穿刺針刺入點(diǎn)為S、穿刺目標(biāo)點(diǎn)為G、圖中橢圓形為模擬患者肋骨。圍繞患者的肋骨目前有兩條路徑，分別是路徑0，1，2，3，4，5與路徑0，1，6，7，4，5，尋路過(guò)程如下：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于三維重建模型的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在顱內(nèi)病變術(shù)前定位中的應(yīng)用研究[J]. 張威,常驍毅,高珂,冒平,王偉,梁晨.  中國(guó)微侵襲神經(jīng)外科雜志. 2019(12)
[2]超聲檢查在慢性腎病早期診斷中的價(jià)值[J]. 孫延玲,李立新,尹建.  影像研究與醫(yī)學(xué)應(yīng)用. 2019(23)
[3]《中國(guó)心血管病報(bào)告2018》概要[J]. 胡盛壽,高潤(rùn)霖,劉力生,朱曼璐,王文,王擁軍,吳兆蘇,李惠君,顧東風(fēng),楊躍進(jìn),鄭哲,陳偉偉.  中國(guó)循環(huán)雜志. 2019(03)
[4]CTA聯(lián)合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)導(dǎo)航精確性評(píng)價(jià)及其在游離股前外側(cè)皮瓣手術(shù)中的應(yīng)用[J]. 羅翔,農(nóng)裕,江建中,韋平歐,莫勇軍,許林,林漢,譚霄,譚海濤.  中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué). 2018(11)
[5]基于力反饋的腰椎內(nèi)固定虛擬手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)構(gòu)建[J]. 林艷萍,郭曉杰,陳華江,張穎,袁文,王成燾.  北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2016(06)
[6]一種膽囊切除虛擬手術(shù)仿真訓(xùn)練平臺(tái)研究[J]. 汪軍,劉冬.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2016(08)
[7]超聲引導(dǎo)下經(jīng)皮腎穿刺活檢術(shù)在慢性腎臟疾病中診斷價(jià)值[J]. 周敬勉,姚麗婷,楊鳴.  臨床軍醫(yī)雜志. 2015(05)
[8]超聲引導(dǎo)下腎穿刺活檢160例并發(fā)癥分析[J]. 席志鳳.  中國(guó)誤診學(xué)雜志. 2012(02)
[9]基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的下頜角截骨配準(zhǔn)技術(shù)的研究[J]. 朱明,柴崗,張艷,馬曉飛,俞哲元,朱一佳.  上�？谇会t(yī)學(xué). 2010(06)
[10]基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的骨缺損修復(fù)系統(tǒng)原型設(shè)計(jì)[J]. 姚遠(yuǎn),逄秀香,劉濤,胡慶夕.  計(jì)算機(jī)工程. 2009(23)

博士論文
[1]虛擬手術(shù)仿真系統(tǒng)中軟組織切割模型研究[D]. 程強(qiáng)強(qiáng).南昌大學(xué) 2018
[2]產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展中的政府行為及其評(píng)價(jià)研究[D]. 王戰(zhàn)營(yíng).武漢理工大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于虛擬現(xiàn)實(shí)的牙齒根管預(yù)備手術(shù)仿真訓(xùn)練系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[D]. 肖勇.東南大學(xué) 2017
[2]基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的手術(shù)導(dǎo)航圖像融合方法研究[D]. 劉曉宏.吉林大學(xué) 2015
[3]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)牙科虛擬手術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 喬晨.北京理工大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3118390