阑尾切除虚拟手术系统研究

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阑尾炎是外科的常见病和多发病。阑尾切除术也是普外科最常做的、操作程序比较简单的手术。但是在手术过程中,如果粗疏,操作不当,同样也能造成严重的医疗事故。所以对于阑尾切除术的训练是必不可少的。 随着计算机技术的迅速发展,计算机应用技术渗透到社会生活的各个领域。虚拟现实技术结合现代医学便产生了虚拟手术系统。虚拟手术系统是一个融合了计算机技术、计算机图形学、传感器技术、生物力学、现代医学、图像处理、机器人学、科学计算可视化等的多学科交叉研究领域。虚拟手术系统研究的宗旨是为外科医生提供可以反复使用的训练和模拟工具,可应用于手术规划、手术演练和进一步的实际手术。 本文分析了虚拟手术技术的特点、发展现状及其应用情况,对虚拟阑尾切除术所涉及的两个关键技术:建模和切割模拟等进行了深入的研究。首先采集腹部CT图像,然后利用光线投射法重建了阑尾的三维几何模型。采用了有限元法建立了阑尾的物理模型。采用层次包围体树法分析了阑尾切除虚拟手术碰撞检测的特点。利用去除法虚拟了阑尾切割,得出了在手术刀切割作用下各个点的位移情况。 通过3Ds Max建模软件创建了手术器械模型,并与阑尾的物理模型以统一的格式导入到虚拟现实平台EON Studio中,开发了阑尾切除虚拟手术原型系统。
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