基于VR外設(shè)的沉浸式手術(shù)訓(xùn)練仿真系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著計算機(jī)技術(shù)以及電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展，在我們自身疾病的診斷方面，其診斷的方式也產(chǎn)生了巨大的轉(zhuǎn)變。將計算機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)相融合，通過計算機(jī)技術(shù)來輔助手術(shù)的教學(xué)訓(xùn)練及臨床操作，已經(jīng)成為一大發(fā)展趨勢。論文以髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)為研究背景，旨在虛擬手術(shù)仿真系統(tǒng)的平臺基礎(chǔ)上，引入VR相關(guān)的交互外設(shè)(數(shù)據(jù)手套和位置跟蹤器)，并通過單通道大屏幕立體投影顯示構(gòu)建出一個沉浸式的虛擬手術(shù)環(huán)境。
　　首先是在人手的骨骼生理解剖模型基礎(chǔ)上，依據(jù)人手的層

2、次結(jié)構(gòu)，在三維建模軟件3DS MAX中采用曲線建模的方法構(gòu)建了虛擬手的三維模型，以及采用曲面建模的方法建立了虛擬手術(shù)室的場景與手術(shù)室的手術(shù)器械，并對虛擬手術(shù)對象髖關(guān)節(jié)采用MIMICS進(jìn)行了三維重構(gòu)。其次，對于EON中的碰撞檢測節(jié)點(diǎn)作了新節(jié)點(diǎn)替換，EON中的碰撞檢測節(jié)點(diǎn)是基于AABB包圍盒的，其緊密性較差，我們采用14-Dops包圍盒進(jìn)行碰撞檢測，并對新節(jié)點(diǎn)與原有節(jié)點(diǎn)作了測試分析，新的節(jié)點(diǎn)能縮短碰撞檢測的交疊測試時間而且具有良好的緊密性。

3、然后，對虛擬手術(shù)的外設(shè)5DT數(shù)據(jù)手套和FASTRAK位置跟蹤器的原理和使用方法進(jìn)行了研究，以及這些外設(shè)與虛擬平臺EON之間的通信過程，在EON中開發(fā)了對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)它們對虛擬手的動態(tài)控制測試。最后，在前面研究基礎(chǔ)上，采用虛擬現(xiàn)實(shí)仿真平臺EON與開發(fā)平臺Visual C++6.0在Windows XP系統(tǒng)下完成虛擬手術(shù)系統(tǒng)的集成。主要是立體顯示系統(tǒng)的設(shè)置，EON X控件的建立以完成Visual C++和EON彼此間的通信功能，并且介紹了