基于虛擬現(xiàn)實的髖關節(jié)模擬置換手術關鍵技術研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實技術是融合了計算機技術、多媒體技術和圖形圖像技術為一體的新興的計算機技術。髖關節(jié)疾病是阻礙人類正?；顒拥募膊?盡管對于其治療已經(jīng)發(fā)展了有一百多年的歷史,但是直到計算機技術的介入才得到了迅速的發(fā)展,也使得利用虛擬現(xiàn)實技術進行髖關節(jié)術的研究成為熱點。
　　論文基于虛擬現(xiàn)實技術,開展了基于生物實體數(shù)據(jù)的髖關節(jié)術交互仿真關鍵技術的研究。首先,論文基于采集的志愿者的CT數(shù)據(jù),依據(jù)臨床測試的要求,建立了髖關節(jié)的三維模型,得到了髖關節(jié)的

2、頸干角;依據(jù)頸干角的大小,利用曲線與曲面建模算法建立了髖關節(jié)置換的假體模型。其次,基于模型設計的復雜性及仿真的時效性考慮,利用二次誤差算法進行了模型優(yōu)化處理,同時將曲率參數(shù)引入到算法進行改進,減少了髖臼內(nèi)襯選擇的誤差。然后,利用OBB碰撞檢測算法測試了虛擬環(huán)境下手術器械與模型之間的碰撞問題,利用凸包算法改善了OBB碰撞檢測構(gòu)造包圍盒緊密性;同時將質(zhì)點—彈簧模型增加到模型仿真中,并進行了基于OpenGL的仿真實驗。最后,在基于前3章基礎之

3、上,參考臨床中髖關節(jié)手術的流程,利用交互設計軟件EON,開發(fā)了具有拾取、碰撞和形變功能的交互節(jié)點;利用三維建模工具3DMAX構(gòu)建了手術器械三維模型,并針對手術過程設計了具有邏輯關系節(jié)點流程;同時基于EON建立了簡單的仿真演示系統(tǒng),使用優(yōu)化后的模型并加入了碰撞和拾取等交互操作功能完成了髖關節(jié)術中假體的置換操作。
　　從實驗結(jié)果可以看出,論文建立的髖關節(jié)模型科學可靠,實體模型網(wǎng)格優(yōu)化技術使得仿真系統(tǒng)更易操作,碰撞檢測增加了使用者的沉浸