微創(chuàng)手術(shù)機器人虛擬仿真關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本文根據(jù)課題組承擔(dān)的國家863計劃課題“微創(chuàng)手術(shù)機器人關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)集成的研究”的內(nèi)容之--微創(chuàng)手術(shù)的虛擬現(xiàn)實與培訓(xùn)系統(tǒng)的具體要求，針對虛擬仿真系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)展開研究，創(chuàng)建了逼真的虛擬三維圖形圖像場景，模擬了微創(chuàng)手術(shù)中手術(shù)工具對血管和膽囊軟組織器官進行夾持、拖拽、切割等虛擬交互。研究工作為醫(yī)生提供三維空間感知培訓(xùn)，可進行手術(shù)前預(yù)演，有效提高手術(shù)質(zhì)量。論文的主要研究內(nèi)容概括如下：
　　 1、利用骨骼蒙皮技術(shù)，在虛擬環(huán)境下對微創(chuàng)手術(shù)

2、工具建立了虛擬模型，創(chuàng)建了該模型的骨架系統(tǒng)，實現(xiàn)了多自由度運動控制功能，設(shè)計了基于骨骼方向包圍盒的碰撞檢測方法。
　　 2、對血管三維重建進行深入研究，從原始醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)中分離感興趣目標(biāo)區(qū)域，利用中心線原理構(gòu)建了虛擬血管的中心線骨架系統(tǒng)，通過不同面繪制方法進行三維重建。
　　 3、建立了血管內(nèi)部中心線模型和表面質(zhì)點彈簧模型相結(jié)合的混合模型，對該模型進行碰撞檢測，重點研究了自碰撞檢測方法，實現(xiàn)了手術(shù)中對血管的剪切操作，確保