文档介绍：山东大学
硕士学位论文
虚拟手术系统中行为引擎的研究与实现
姓名:周萌萌
申请学位级别:硕士
专业:计算机软件与理论
指导教师:向辉
20090405
山东大学硕士学位论文摘要立一个模拟环境,从而使医生借助虚拟环境中的信息进行手术计划训练,以便在态,因此不被广泛认可。另一种方法是利用活体动物进行操作,但是伦理道德,即手术应用到真正的病人时。因此,基于计算机的训练系统是很好的解决途径。虚拟手术系统是指利用各种医学影像数据和虚拟现实技术,在计算机中建实际手术过程中引导手术的新兴学科。虚拟手术仿真研究的发展,源于微创治疗的产生与推广:微创治疗要求医务人员掌握一系列特别技术,但这些技术的培训费用相当昂贵。一种训练方法是使用动物或人造组织进行操作,不过它们无法表示出实体组织的复杂性和病理状实验耗费等现实原因限制了该方法的使用一这些因素也发生在训练的早期阶段,当前国际上多数的虚拟手术仿真系统,主要侧重于研究内窥镜手术的执行训练,重点是手眼合作和特定任务的必需运动技能,例如抓取、缝合等手术过程中大量应用的技能。然而,对于外科医生来说,进行完整手术的经验同样重要。外科医生必须能够以正确的顺序执行正确的任务,并且必须能够快速、正确对突发事件做出响应。因此,通过医学仿真系统,让接受训练的学生对手术的整个执行过程具有清晰的理解,将有利于教学与培训。正是在这种需求下,本文开发了一种应用在虚拟手术系统中的行为引擎,它使得原有虚拟手术系统兼具了离散事件检测能力,并使用这些事件来跟踪受训者执行程序的流程。同时,本文也提供了一个手术流程设计工具,使得外科专家利用该工具,.设计出手术的执行流程,应用于教学。本文实现的系统有三个特点:一是将行为引擎的概念引入到虚拟手术系统中,通过有限自动机实现了行为引擎;二是实现了手术流程设计工具,使用者不必专门学习脚本语言,即可设计出手术的执行过程;三是手术仿真过程中,系统通过文本框,能够及时将手术过程中发生的事件反馈给用户。使用该系统,专家可以方便的设计手术流程,学生可以进行全过程的手术训练。关键词虚拟手术;行为引擎:有限状态机;脚本
甅猰,珻,琫,,.琧瑃,..,瑂,琫..,
山东大学硕士学位论文琣;籗甋,甌,..:籅
论文作者签名:避导师签名论文作者签名..凰茧茧期:垫里竺垫镔冢后原创性声明关于学位论文使用授权的声明原创性声明和关于论文使用授权的说明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。C苈畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑ǎ日期:
第滦论山东大学硕士学位论文虚拟手术的背景等特点乜茏畲蟪潭鹊芈闳嗣堑男枨螅恰吧镆恍睦硪簧缁帷毙滦鸵窖用相当昂贵。当前,一种训练方法是使用动物或人造组织进行操作,但是它们无虚拟手术仿真研究的发展源于微创治疗的产生与推广。伴随着科技的快速发展,人们对生命健康品质的需求越来越高。在医疗方面,由于传统的外科手术在治疗疾病的过程中,也给病人身体带来一定的创伤病人术后疼痛,活动受限等均是手术刀口创伤造成。因此,人们希望出现一种新的方法,可以在治疗疾病的同时,将手术创伤降到最低限度。在这种需求下,微创治疗作为一操作技术产生于二十世纪八十年代。所谓微创治疗,是指应用当代最先进的设备和技术,以电子镜像和细长器械绺骨痪怠⒌缱邮赋怠⒌ǖ谰档代替医生的眼睛和手指,追求最小的切口、最少的组织损伤、最轻的机体反应,因此具有创伤轻微、痛苦小、恢复快模式的一种具体体现。然而,微创治疗要求医务人员掌握一系列特别技术,并且这些技术的培训费法表示出实体组织的复杂性和病理状态,因此不被广泛认可。另一种方法是利用活体动物进行操作,但是伦理道德,实验耗费以及其它现实原因等限制了该方法的使用:同样的原因也发生在训练的早期阶段,即手术应用到真正的病人时口针对这个问题,基于计算机的训练系统是很好的解决途径,虚拟手术的概念由此产生。所谓虚拟手术,是指利用各种医学影像数据和虚拟现实技术在计算机中建立一个模拟环境,医生借助虚拟环境中的信息进行手术计划训练,以便在实际手术过程中引导手术的新兴学科。虚拟手术系统可以使医务人员沉浸于计算机生成的虚拟手术环境内,通过虚拟手术器械体验和学习如何进行各种手术,并培养应付各种突发情况的能力。由于虚