虛擬膽囊手術(shù)仿真系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)研究.pdf

1、傳統(tǒng)的外科手術(shù)培訓(xùn)模式受到尸源匱乏、倫理道德等方面的約束，培訓(xùn)效率低，此外，對于新引進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備或者罕見的病例，即使熟練的外科醫(yī)生，也會導(dǎo)致醫(yī)療事故的發(fā)生。建立一個的虛擬手術(shù)模擬仿真系統(tǒng)可以有效的解決這一問題，該系統(tǒng)就是利用計算機(jī)，在虛擬的環(huán)境中模擬虛擬手術(shù)對象（如膽囊，心臟等器官）在手術(shù)器械的操作下所產(chǎn)生的形變，切割，縫合等過程，并且提供逼真的觸覺、視覺、聽覺反饋等。
　　本課題結(jié)合國內(nèi)外虛擬手術(shù)仿真系統(tǒng)研究現(xiàn)狀，對虛擬手術(shù)仿真

2、系統(tǒng)中的幾大關(guān)鍵問題進(jìn)行研究，完成了幾何模型的建立，研究了一種快速簡單的碰撞檢測算法，并提出了兩種方法對該碰撞檢測算法進(jìn)行優(yōu)化。此外，還建立了物理模型，搭建了一個虛擬手術(shù)仿真系統(tǒng)，并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。主要研究內(nèi)容有：
　　首先，利用3ds-Max創(chuàng)建了一個人體膽囊模型和手術(shù)器械模型，在VC++環(huán)境下編寫程序讀取并存儲點(diǎn)和面等關(guān)鍵信息，再利用這些信息，結(jié)合Op enGL圖形庫，將人體膽囊在VC++環(huán)境中進(jìn)行重構(gòu)。重構(gòu)之后，通過計算頂點(diǎn)

3、法向量、添加光源、抗鋸齒等后期處理，建立了一個逼真的膽囊?guī)缀文Ｐ汀?br>　　其次，在幾何模型的基礎(chǔ)之上，創(chuàng)建了AABB上層包圍盒以及S-S底層包圍盒。通過上層包圍盒、底層包圍盒以及幾何單元體各自的相交測試，完成了手術(shù)膽囊與手術(shù)器械之間的碰撞檢測。在此基礎(chǔ)之上，本文提出了一種分區(qū)域碰撞檢測法以及一種相鄰三角形面片預(yù)測碰撞檢測法這兩種方法對碰撞檢測算法進(jìn)行了優(yōu)化，并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了優(yōu)化算法的合理性與快速性，有效的提高了碰撞檢測的效率。<