微創(chuàng)血管介入手術(shù)(MIVS)是治療心血管疾病最有效的方式之一,相比于傳統(tǒng)的開放性手術(shù),具有創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、疼痛小的優(yōu)勢。在介入手術(shù)的操作過程中,醫(yī)生在數(shù)字剪影血管造影圖像(DSA)引導下將導管、導絲和支架送至病灶位置。年輕醫(yī)生需要通過大量的臨床觀察學習和基于活體動物的手術(shù)練習才能成為一名合格的介入醫(yī)生。傳統(tǒng)的手術(shù)培訓方式存在一定的劣勢,培訓成本昂貴;培訓時間和地點受到限制;培訓帶來X光輻射傷害等。為解決傳統(tǒng)手術(shù)培訓方式所存在的缺陷,給血管介入手術(shù)醫(yī)生提供一個高效、逼真的培訓平臺,本文開展了虛擬血管介入手術(shù)培訓系統(tǒng)研究。首先,針對傳統(tǒng)手術(shù)培訓方式的弊端,設(shè)計了一款基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的手術(shù)模擬器�；贠pen GL渲染引擎,搭建了由柔性血管和柔性導絲構(gòu)成的手術(shù)場景,提高醫(yī)生的沉浸感。其次,針對當前虛擬培訓系統(tǒng)中剛性血管無法滿足模擬手術(shù)逼真度需求,提出了一種改進的質(zhì)點-彈簧模型建立了柔性血管模型。針對質(zhì)點-彈簧模型所帶來的逼真度不高的問題,基于位置動力學,引入拉伸約束和彎曲約束來對質(zhì)點的位置進行修正。然后,基于Cosserat彈性棒理論建立了虛擬導絲模型,并根據(jù)實際柔性導絲的物理特性,通過位置...

【文章頁數(shù)】：51 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 心血管疾病
        1.1.2 微創(chuàng)血管介入手術(shù)
    1.2 研究意義
    1.3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在微創(chuàng)血管介入手術(shù)培訓中的應(yīng)用
        1.3.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)介紹
        1.3.2 虛擬血管介入手術(shù)培訓系統(tǒng)國內(nèi)外究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究內(nèi)容與章節(jié)安排
第2章 虛擬血管介入手術(shù)培訓系統(tǒng)設(shè)計
    2.1 引言
    2.2 虛擬血管介入手術(shù)培訓系統(tǒng)整體框架設(shè)計
        2.2.1 手術(shù)場景
        2.2.2 血管與導絲物理模型
        2.2.3 碰撞檢測與碰撞響應(yīng)模塊
    2.3 本章小結(jié)
第3章 基于改進質(zhì)點彈簧模型的柔性血管建模
    3.1 引言
    3.2 幾何模型
    3.3 柔性血管建模流程
        3.3.1 柔性血管的表示
        3.3.2 模型的離散化
        3.3.3 基于位置動力學的靜態(tài)約束
    3.4 血管模型實驗仿真
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于Cosserat彈性棒理論的手術(shù)導絲建模
    4.1 引言
        4.1.1 Cosserat彈性棒理論建立柔性導絲模型
        4.1.2 加入不可拉伸約束的導絲修正模型
    4.2 導絲實驗仿真
    4.3 本章小結(jié)
第5章 手術(shù)仿真實驗平臺設(shè)計
    5.1 引言
    5.2 碰撞檢測算法
    5.3 碰撞響應(yīng)
    5.4 手術(shù)場景實驗
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學位期間取得的學術(shù)成果
致謝



本文編號：3819681