基于Unity3D的神經(jīng)外科虛擬手術(shù)訓(xùn)練軟件設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、研究數(shù)字化、高仿真度、強(qiáng)體感、有利于腦神經(jīng)外科微創(chuàng)執(zhí)刀醫(yī)生培養(yǎng)的手術(shù)訓(xùn)練的系統(tǒng)技術(shù)以及裝置對(duì)腦神經(jīng)外科微創(chuàng)手術(shù)成功率的提高、專業(yè)外科醫(yī)生的培養(yǎng)具有重大研究和實(shí)踐意義。由于腦部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、神經(jīng)外科手術(shù)涉及面較廣，目前國(guó)內(nèi)主要針對(duì)組織形變、流血以及力反饋模塊的研究，還沒(méi)有成熟的手術(shù)工具功能設(shè)計(jì)技術(shù)以及手術(shù)過(guò)程實(shí)時(shí)渲染的方法。
　　針對(duì)以上問(wèn)題，本文在研究組織形變、流血、力反饋模塊的基礎(chǔ)上，以手術(shù)工具功能設(shè)計(jì)和實(shí)時(shí)渲染為主要研究?jī)?nèi)容，設(shè)計(jì)

2、并開發(fā)了基于Unity3D的神經(jīng)外科虛擬手術(shù)訓(xùn)練軟件，本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.為了提高虛擬手術(shù)過(guò)程的高仿真度，對(duì)手術(shù)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染。本文設(shè)計(jì)了一種用于手術(shù)切割的實(shí)時(shí)渲染算法，解決了切割過(guò)程中切口紋理失真的問(wèn)題，有效地提高了虛擬手術(shù)過(guò)程的真實(shí)感。
　　2.提出了一種基于AABB層次包圍盒與Mesh Collider碰撞檢測(cè)算法?；贏ABB包圍盒樹，向下查找與Mesh Collider接觸點(diǎn)的包圍盒，直到檢測(cè)所有接

3、觸點(diǎn)不在包圍盒內(nèi)或者接觸點(diǎn)與葉子包圍盒結(jié)點(diǎn)相交的判斷方法，得出碰撞檢測(cè)結(jié)果。
　　3.設(shè)計(jì)了雙極電凝器、棉片和手術(shù)刀等主要手術(shù)工具的功能。手術(shù)工具在碰撞檢測(cè)基礎(chǔ)上，查找精確的接觸點(diǎn)，改變手術(shù)對(duì)象模型結(jié)構(gòu)和紋理，使其具有真實(shí)手術(shù)中的功能效果，并且手術(shù)工具之間可以相互配合使用。
　　4.設(shè)計(jì)并開發(fā)的虛擬手術(shù)訓(xùn)練軟件集成了手術(shù)基礎(chǔ)訓(xùn)練模塊和腫瘤切除模塊。手術(shù)基礎(chǔ)模塊使手術(shù)訓(xùn)練者能熟練使用手術(shù)工具。腫瘤切除模塊主要使用手術(shù)工具對(duì)腫瘤