文档介绍：中文摘要关键词:在碰撞检测方面,采用基于层次包围盒和康姆椒ń芯犯咝鲎布微创手术是现今医疗服务的方向,虚拟微创手术的研究和发展不但可以节约培训医务人员的成本和时间,而且也可以降低非熟练人员进行实和整体医疗水平具有重要意义。本文综述了虚拟微创手术系统的结构和构成模块。在此基础上,对构成虚拟微创手术系统的关键技术进行了深入的研究和探索。在几何建模方面,利用建模软件蚐直鸲陨婕暗的人体组织器官和手术器械进行几何建模,并将几何模型保存为三角形网格模式的蚐文件,通过编写接口程序,便于在虚拟手术场景中处理。在物理建模方面,采用线性弹性模型,构造质点弹簧模型作为人体器官的计算模型,引入弹性系数、阻尼系数、质量等参数来表现人体器官的物理特性。采用邻接矩阵表示模型的拓扑结构,并建立了模型的动力学方程,求解方程即可得到人体器官模型的形变和反馈力。测,找出碰撞发生的具体位置并计算碰撞力的数值。同时对虚拟手术中的虚拟手术器械工作原理和实现方法进行研究,提出采用气动力装置进行力反馈的方法。最后,构建了僮飨低诚禄贠男槟馕⒋词质跞砑教ǎ提供逼真虚拟微创手术训练场景和手术培训方案,对微创手术关键技术进行验证和仿真。虚拟微创手术质点弹簧模型层次包围盒力反馈
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第一章绪论弟一早三;⒂布С目前,虚拟现实技术已成为计算机相关领域中继多媒体技术、网络技术之后关注及研究、开发与应用的热点,也是目前发展最快的一项多学科综合技术。据有关权威人士断言,在世纪,人类将进入虚拟现实的科技新时代,虚拟现实技术的发展和普及,必将在社会各领域得到充分的发展,为人们的工作、生活带来深远的影响。以计算机为基础的学习和训练系统能在许多领域帮助增加知识和提高技能。医学领域也不例外,甚至表现更明显,医学训练是一个时间漫长且花费昂贵的过程。随着虚拟现实技术和计算机网络以及多媒体技术的飞速发展,利用虚拟现实技术实现的医学模拟训练系统,可以使训练者随时进行练习,并且是在一个非常真实和安全的环境下,它的医学领域的应用潜力极为广阔。本课题就是针对医学领域的微创外科,结合虚拟现实技术,进行相关的研年,美国芯抗镜睦寄岫岢隽薞淮剩糜谕一表述当时纷纷涌现的各种借助计算机及最新研制的传感装置创造一种崭新的人机交互手段的概念。虚拟现实技术是指采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉等一体化的虚拟环境,用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟时空中的物体进行交互,相互影响,从而产生身临其境的感受和体验。虚拟现实技术是继多媒体技术之后的新一代人一系统接口技术。它集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、传感技术、显示技术等多种科学技术的最新成果,以仿真形式创造出真实反映事物变化及其相互作用的三维图形环境,通过头盔显示器、数据手套等辅助传感设备,使人可以“进入”这种虚拟的环境直接观察事物的内在变化,并与事物发生相互作用,给人一种“置身其中”的真实感。虚拟现实系统具有沉浸一交互一构想—三个基本特征。虚拟现实系统‘一般需要以下软件、硬件支持。究。
.湫托槟庀质迪低车淖槌咝阅芗扑慊房允酒罚蓿郑逦桓俣ㄎ蛔爸⑻迳粝旌腿占涠ㄎ蛔爸ゾ酰Ψ蠢∽爸砑肪臣翱7⒐ぞ渌砑⒂布低典型的虚拟现实系统‘由效果产生器、实景仿真器、应用系统和几何构造系统组成,如图尽Ч效果产生器是完成人与虚拟环境交互的硬件接口装置,包括能产生沉浸感的各类输出装置,例如头盔显示器、立体声耳机等,以及能测定视线方向和手指动作的输入装置,例如头部方位探测器和数据手套等。稻胺抡嫫第一章绪论图典型虚拟现实系统的组成
.槟庀质迪低车闹饕L氐虚拟微创手术研究实景仿真器是虚拟现实系统的核心部分,它由计算机硬件系统、软件开发工具及配套硬件缤夹魏蜕组成,接受蚍⑺效果产生器产生蚪邮的信号。τ孟低应用系统是面向具体问题的软件部分,它描述仿真的动态逻辑、结构,以及仿真对象之间和仿真对象与用户之间的交互关系。负喂乖煜低几何构造系统提供了描述仿真对象物理属性庑巍⒀丈ā⑽恢玫的信息,其应用系统在生成虚拟世界时需要使用和处理这些信息。槟庀质迪低尘哂懈兄J印⑻⒋ァ⑿帷⑽兜榷嘀中畔⒌媚芰Α苁褂没г菔庇胪獠炕肪惩牙攵诤系缴傻眯槟馐澜缰腥ァ没Э梢酝ü换ド璞复幽诘酵饣虼油獾侥谟胄槟庀质迪低呈凳对话。槟庀质迪低持械玫摹疤濉笨梢园凑崭髦帜P秃凸嬖蜃灾髟硕近年来虚拟现实技术被引进了微创领域,为疾病的诊断、治疗以及医师的教育和培训提供了全新手段。微创手术‘“’是现今医疗服务的方向。根据资料显示,很多手术因先进科技,再不需以大手术的程序执行;只须在手术部位开鲂】祝媚诳导拔⑿褪质跗餍低腹允酒良嗖旖惺质酢R蛭8弥质质伤口细小,可以减少病人痛苦和加速康复,从而缩短住院日数