心血管介入手術(shù)仿真訓練中導絲的實時運動模擬及其原型系統(tǒng)實現(xiàn).pdf

1、接著詳細介紹了導絲的實時運動仿真方法。本文提出的基于近年來，心血管疾病的發(fā)生率和死亡率呈逐年上升的趨勢，目前已成為人類健康的第一殺手。心血管疾病的傳統(tǒng)治療方法主要有藥物治療和開放性手術(shù)治療，但是這兩種治療方法均有各自的缺點。藥物治療：時間長、花費大且不能達到藥到病除、立竿見影的效果。開放性手術(shù)治療：創(chuàng)傷大、恢復時間長且有一定的手術(shù)死亡率。
　　隨著各種醫(yī)學成像設(shè)備的快速發(fā)展，心血管介入手術(shù)已被應(yīng)用到多種外科手術(shù)場景。心血管介入手術(shù)

2、對比傳統(tǒng)的藥物治療和開放性手術(shù)，具有創(chuàng)傷小、安全有效、術(shù)后恢復快、并發(fā)癥少等優(yōu)點。但是，心血管介入手術(shù)具有技巧性強、術(shù)前培訓周期長等缺點。這些缺點限制了該項技術(shù)的廣泛應(yīng)用。隨著計算機科學的快速發(fā)展，基于計算機的心血管介入手術(shù)仿真訓練系統(tǒng)，能給實習醫(yī)生提供沉浸式的訓練環(huán)境，極大地縮短了心血管介入手術(shù)的培訓周期。
　　本文對心血管介入手術(shù)仿真訓練系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)進行了相關(guān)研究并開發(fā)了一個原型的訓練系統(tǒng)。該原型系統(tǒng)能夠簡單地進行經(jīng)皮冠狀

3、動脈介入手術(shù)訓練。本文的工作內(nèi)容主要涵蓋以下幾個方面：
　　首先論述了關(guān)于醫(yī)學數(shù)據(jù)三維可視化和圖像分割的知識，并介紹了體繪制和圖像分割的常用算法。本文根據(jù)X光片的成像原理來進行CT數(shù)據(jù)的X光片模擬，并采用GPU加速來實現(xiàn)實時模擬。文中的動脈血管分割采用的是基于區(qū)域生長的半自動分割方法。動脈血管的表面網(wǎng)格建模采用的是MC算法。
　　接著詳細介紹了導絲的實時運動仿真方法。本文提出的基于Kirchhoff彈性桿的導絲仿真方法不僅能

4、夠物理仿真不同形狀的導絲在血管中的復雜運動行為，而且還根據(jù)導絲尖端與體部的屬性差異來分別建模提高算法效率。為了保證仿真算法的魯棒性，本文采用的是隱式迭代格式來離散導絲的運動過程。同時，動脈內(nèi)的血液流動分析、高效的碰撞檢測和碰撞響應(yīng)、導絲的動態(tài)采樣策略和不可拉伸約束則進一步提高了算法效率和模擬的真實度。
　　然后對系統(tǒng)的實現(xiàn)進行了相關(guān)介紹，說明了該系統(tǒng)具有擴展性好和可維護度高等特點，能夠應(yīng)對未來新的需求變化。
　　最后本文進行