基于力反饋的人體腹腔漫游.pdf

1、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)與計(jì)算機(jī)仿真學(xué)的飛速發(fā)展,以及兩者之間的融合使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)生物醫(yī)學(xué)虛擬手術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響?；谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的腹腔鏡仿真系統(tǒng)不但可以為醫(yī)生提供腹腔漫游的訓(xùn)練平臺(tái),而且可以提供輔助的手術(shù)治療。該技術(shù)的出現(xiàn)可大大促進(jìn)腹腔鏡手術(shù)的推廣和應(yīng)用,其中腹腔漫游是虛擬腹腔鏡手術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。腹腔漫游系統(tǒng)可以為腹腔手術(shù)提供預(yù)演與手術(shù)訓(xùn)練,從而在虛擬手術(shù)領(lǐng)域中有較好的應(yīng)用前景。
　　本文基于視覺(jué)虛擬現(xiàn)實(shí)工具Open Inventor、

2、OpenGL以及觸覺(jué)虛擬現(xiàn)實(shí)工具GHOST(General Haptic Open Software Toolkit),開發(fā)基于人體的腹腔漫游系統(tǒng)。針對(duì)三維人體腹腔的復(fù)雜模型構(gòu)建,采用三維圖像處理的幾種技術(shù):三維圖像壓縮技術(shù)、燈光效果渲染技術(shù)、圖像反走樣與對(duì)三維圖像漫游時(shí)的緩存等關(guān)鍵技術(shù)。本文在如下幾個(gè)方面開展研究:
　　1)在建模過(guò)程中:實(shí)現(xiàn)人體腹腔模型的三維重建。通過(guò)對(duì)三維模型圖像優(yōu)化,光照、陰影模型的繪制,網(wǎng)格渲染和三維降噪

3、,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)模型比較真實(shí)的模擬和對(duì)圖像比較高水平的壓縮;
　　2)在漫游過(guò)程中:針對(duì)眼睛對(duì)遠(yuǎn)景圖像與近景圖像清晰度要求不一樣的需求,對(duì)遠(yuǎn)景圖像采取壓縮成像技術(shù),對(duì)近景成像采取高清晰度成像技術(shù);由于腹腔模型所需要的分辨率較高,為避免漫游時(shí)出現(xiàn)失幀現(xiàn)象,采取相鄰幀連貫性的控制技術(shù)與腹腔鏡定位技術(shù)相結(jié)合的措施;
　　3)通過(guò)有效調(diào)用GHOST與OpenGL接口,通過(guò)視覺(jué)反饋與力反饋的有效結(jié)合,對(duì)觸覺(jué)模型進(jìn)行編程模擬,開發(fā)出基于力反