發(fā)布時(shí)間：2021-02-09 12:39

　　傳統(tǒng)的手術(shù)培訓(xùn)存在訓(xùn)練周期長(zhǎng)、效率低、成本高、尸體資源匱乏等缺點(diǎn),隨著虛擬現(xiàn)實(shí)和觸覺(jué)反饋技術(shù)的發(fā)展,虛擬手術(shù)逐漸被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)生和住院醫(yī)師的手術(shù)培訓(xùn)中,為受訓(xùn)者提供手術(shù)操作技能培訓(xùn),很大程度上解決了傳統(tǒng)手術(shù)的不足。論文以開(kāi)發(fā)胸腔鏡虛擬手術(shù)系統(tǒng)中基礎(chǔ)訓(xùn)練模塊為目標(biāo),研究了與該系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù),具體完成的工作包括:（1）醫(yī)學(xué)三維重建算法的研究及重建模塊的實(shí)現(xiàn)。介紹了面繪制中Marching Cube算法和體繪制中Ray Casting算法,并在Unity3D平臺(tái)上利用現(xiàn)有的基本元素和模塊,結(jié)合這兩種算法快速實(shí)現(xiàn)了對(duì)患者頭部和胸部醫(yī)學(xué)圖像序列的面繪制和體繪制。相比于基于底層C++的醫(yī)學(xué)重建開(kāi)發(fā),基于Unity3D的重建模塊具有集成度高、開(kāi)發(fā)周期短、交互性好等優(yōu)點(diǎn)。醫(yī)學(xué)三維重建模塊為后期軟組織器官模擬操作的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。（2）采用Unity3D平臺(tái)設(shè)計(jì)并完成了胸腔鏡虛擬手術(shù)系統(tǒng)中基礎(chǔ)訓(xùn)練模塊的開(kāi)發(fā)。該系統(tǒng)在一臺(tái)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了常規(guī)虛擬現(xiàn)實(shí)、沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí)四種不同顯示方式的手術(shù)模擬器之間的任意切換。（3）實(shí)驗(yàn)研究了五種手術(shù)模擬器的性能。設(shè)計(jì)了虛擬手術(shù)基礎(chǔ)訓(xùn)練模塊中微小物體轉(zhuǎn)移訓(xùn)練的... 

【文章來(lái)源】：云南師范大學(xué)云南省

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)
第2章 相關(guān)技術(shù)理論
    2.1 DICOM醫(yī)學(xué)圖像
    2.2 Unity3D軟件平臺(tái)介紹
        2.2.1 Unity3D介紹
        2.2.2 軟件所需的場(chǎng)景元素
        2.2.3 游戲?qū)ο蟮臉?gòu)成組件
        2.2.4 UI設(shè)計(jì)
    2.3 力反饋技術(shù)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 醫(yī)學(xué)圖像三維重建算法及實(shí)現(xiàn)
    3.1 基于Marching Cube算法的面繪制
        3.1.1 面繪制
        3.1.2 Marching Cube算法
        3.1.3 基于Marching Cube的面繪制設(shè)計(jì)及UI實(shí)現(xiàn)
    3.2 基于Ray Casting算法的體繪制
        3.2.1 體繪制
        3.2.2 Ray Casting算法
        3.2.3 基于Ray Casting的體繪制實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)及UI實(shí)現(xiàn)
    3.3 本章小結(jié)
第4章 胸腔鏡虛擬手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    4.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
    4.2 系統(tǒng)硬件平臺(tái)搭建
        4.2.1 計(jì)算機(jī)
        4.2.2 顯示設(shè)備
        4.2.3 力反饋設(shè)備與手術(shù)器械
        4.2.4 內(nèi)窺鏡與3D鼠標(biāo)
    4.3 系統(tǒng)軟件功能模塊設(shè)計(jì)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 微小物體轉(zhuǎn)移訓(xùn)練
    5.1 微小物體轉(zhuǎn)移訓(xùn)練介紹
    5.2 微小物體轉(zhuǎn)移訓(xùn)練模塊開(kāi)發(fā)
        5.2.1 模型及場(chǎng)景創(chuàng)建
        5.2.2 碰撞檢測(cè)與抓取
        5.2.3 軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
    5.3 實(shí)驗(yàn)流程與評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)流程
        5.3.2 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)
        5.3.3 數(shù)據(jù)分析
        5.3.4 訓(xùn)練模塊測(cè)試
    5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        5.4.1 內(nèi)容驗(yàn)證
        5.4.2 構(gòu)造驗(yàn)證
        5.4.3 結(jié)論與討論
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 未來(lái)工作
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]基于VTK的三維醫(yī)學(xué)影像診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 孟寧.鄭州大學(xué) 2014
[3]基于unity3D的手術(shù)訓(xùn)練游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 潘丹.山東大學(xué) 2014
[4]移動(dòng)終端上三維場(chǎng)景可視化的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 閆爍.南京大學(xué) 2013
[5]虛擬手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)中的流程建模與技巧評(píng)估[D]. 張文秀.山東大學(xué) 2011
[6]虛擬手術(shù)力反饋人機(jī)交互控制系統(tǒng)研究[D]. 王莉娟.上海交通大學(xué) 2010
[7]虛擬手術(shù)系統(tǒng)中縫合等關(guān)鍵模塊的實(shí)現(xiàn)[D]. 夏福清.上海交通大學(xué) 2010
[8]基于VTK的醫(yī)學(xué)圖像三維重建及交互研究[D]. 胡戰(zhàn)利.哈爾濱工程大學(xué) 2008
[9]規(guī)則數(shù)據(jù)場(chǎng)的三維醫(yī)學(xué)體數(shù)據(jù)可視化研究[D]. 崔芳芳.河北工業(yè)大學(xué) 2007
[10]醫(yī)學(xué)CT三維重建技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 王曉.華中科技大學(xué) 2007



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