虛擬手術(shù)仿真系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、虛擬手術(shù)是將計算機(jī)圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實、仿真技術(shù)、人機(jī)交互、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)等多個學(xué)科融合在一起的新學(xué)科。虛擬仿真手術(shù)用到多個領(lǐng)域的知識，并將這些技術(shù)融合在一起，根據(jù)實際手術(shù)操作和手術(shù)環(huán)境，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行模擬，提供一個虛擬的手術(shù)環(huán)境。醫(yī)生可以通過仿真手術(shù)系統(tǒng)做實驗，對手術(shù)流程更加熟悉。學(xué)生可以通過仿真手術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，降低了訓(xùn)練成本，因為傳統(tǒng)的訓(xùn)練方式一般是使用人造模型、尸體、動物模擬等，訓(xùn)練成本高，且資源稀少。
　　虛擬手術(shù)系統(tǒng)會給使

2、用者提供多通道的反饋，使用者可以獲得逼真體驗。對于使用者來說，虛擬手術(shù)系統(tǒng)可完成的不只是訓(xùn)練功能，還可根據(jù)實際環(huán)境的數(shù)據(jù)對手術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，在模擬環(huán)境中進(jìn)行手術(shù)試驗，風(fēng)險預(yù)測，流程設(shè)計，手術(shù)流程優(yōu)化等。但是，許多虛擬手術(shù)系統(tǒng)的研發(fā)往往局限于特定的手術(shù)場景和操作方式，缺乏整體性的規(guī)劃分析，系統(tǒng)的通用性和擴(kuò)展能力較弱，不能滿足醫(yī)院多種類型的手術(shù)需求，重復(fù)開發(fā)問題嚴(yán)重。
　　本文設(shè)計和實現(xiàn)了一款具備通用性的虛擬手術(shù)系統(tǒng)，首先通過實際的工

3、作調(diào)研和同類軟件的功能分析，我們從功能和性能兩個方面定義了系統(tǒng)的需求，給出了系統(tǒng)工作的基本流程。在系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)部分，我們分析了虛擬手術(shù)系統(tǒng)的物理架構(gòu)，內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)和功能架構(gòu)，具體的，系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)，在MFC框架下進(jìn)行開發(fā)；系統(tǒng)的核心功能包括：模型管理、場景管理、行為引擎、場景渲染和交互界面5大部分，他們分別為虛擬手術(shù)的運(yùn)行提供了底層數(shù)據(jù)、運(yùn)算邏輯、協(xié)調(diào)和記錄以及用戶交互；接下來，論文詳細(xì)闡述了基于Vega Prime的生物器官建模