基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)研究.pdf

1、微創(chuàng)手術(shù)是現(xiàn)今醫(yī)療服務(wù)的方向，虛擬微創(chuàng)手術(shù)的研究和發(fā)展不但可以節(jié)約培訓(xùn)醫(yī)務(wù)人員的成本和時(shí)間，而且也可以降低非熟練人員進(jìn)行實(shí)習(xí)手術(shù)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)提高我國(guó)的醫(yī)學(xué)教育水平和整體醫(yī)療水平具有重要意義。本文綜述了虛擬微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)成模塊。在此基礎(chǔ)上，對(duì)構(gòu)成虛擬微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究和探索。 在幾何建模方面，利用3D建模軟件3DS MAX和SolidWorks分別對(duì)涉及到的人體組織器官和手術(shù)器械進(jìn)行幾何建模，并將幾何模

2、型保存為三角形網(wǎng)格模式的ASE和STL文件，通過(guò)編寫(xiě)接口程序，便于在虛擬手術(shù)場(chǎng)景中處理。 在物理建模方面，采用線性彈性模型，構(gòu)造質(zhì)點(diǎn)彈簧模型作為人體器官的計(jì)算模型，引入彈性系數(shù)、阻尼系數(shù)、質(zhì)量等參數(shù)來(lái)表現(xiàn)人體器官的物理特性。采用鄰接矩陣表示模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并建立了模型的動(dòng)力學(xué)方程，求解方程即可得到人體器官模型的形變和反饋力。 在碰撞檢測(cè)方面，采用基于層次包圍盒和量的方法進(jìn)行精確高效碰撞檢測(cè)，找出碰撞發(fā)生的具體位置并計(jì)算碰