三維虛擬截骨手術(shù)仿真與測(cè)量算法的研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)集成了計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)，是一種由計(jì)算機(jī)生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。早在20世紀(jì)70年代它便被用于宇航員的培訓(xùn)。由于這是一種省錢、安全、有效的培訓(xùn)方法，現(xiàn)在已被推廣到各行各業(yè)的培訓(xùn)中。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)已被推廣到不同領(lǐng)域中，得到廣泛應(yīng)用。醫(yī)療上，虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用大致上有兩類：一是虛擬人體，也就是數(shù)字化人體，這樣的人體模型使醫(yī)生更容易了解人體的構(gòu)造和功能。另一是虛擬手術(shù)系統(tǒng)，可用于指

2、導(dǎo)手術(shù)的進(jìn)行。
　　 本文以由CT三維重建后的人體顱頜面各器官模型為研究對(duì)象，探討建立虛擬手術(shù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)工作。我們已經(jīng)建立了具備基本需求（包括模型的顯示與保存、三維交互、多種截骨仿真操作以及三維測(cè)量等）的虛擬手術(shù)仿真平臺(tái)，其中三維測(cè)量和基于手術(shù)路徑設(shè)計(jì)的截骨操作是本文的研究重點(diǎn)。三維測(cè)量是術(shù)后評(píng)估的重要依賴，在本文中提出了幾種具有臨床應(yīng)用意義的測(cè)量方式，有模型表面任意兩點(diǎn)長(zhǎng)度的測(cè)量、角度的測(cè)量以及不規(guī)則截骨段長(zhǎng)度的測(cè)量和角度的測(cè)

3、量等。剖切操作是一個(gè)手術(shù)系統(tǒng)中心所在，本文提出了由用戶根據(jù)經(jīng)驗(yàn)自由定位手術(shù)切入點(diǎn)和規(guī)劃手術(shù)路徑的剖切方式，這徹底更新了系統(tǒng)原有的呆板的剖切操作。本文將分別在第三章和第四章詳細(xì)介紹三維測(cè)量和剖切算法。
　　 目前我國(guó)的醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)進(jìn)步飛速，但是距離西方醫(yī)學(xué)還有一段差距，因此，研究虛擬手術(shù)的確是非常有意義的課題。本文對(duì)虛擬手術(shù)系統(tǒng)的建立以及各種仿真操作進(jìn)行了仔細(xì)的研究，取得了一些初步的成果。本文在最后的總結(jié)與展望部分提出了研究中的一