基于文景轉(zhuǎn)換的手術(shù)場(chǎng)景生成技術(shù)研究.pdf

1、虛擬手術(shù)研究是在傳統(tǒng)手術(shù)訓(xùn)練具有局限性并且現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)快速發(fā)展的背景之下應(yīng)運(yùn)而生的。它是集諸多學(xué)科為一體的新型的交叉研究領(lǐng)域。該領(lǐng)域研究的目的是改變傳統(tǒng)手術(shù)訓(xùn)練的約束，使用計(jì)算機(jī)技術(shù)來模擬、指導(dǎo)醫(yī)學(xué)手術(shù)所涉及的各種過程，可以進(jìn)行手術(shù)排練演習(xí)，手術(shù)教學(xué)，手術(shù)技能訓(xùn)練等等。現(xiàn)代虛擬手術(shù)技術(shù)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和各種醫(yī)學(xué)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行三維醫(yī)學(xué)手術(shù)環(huán)境的構(gòu)造，在模擬手術(shù)中醫(yī)生借助于近似逼真的三維環(huán)境信息來進(jìn)行各種手術(shù)操作，通過一些反饋

2、器械達(dá)到了與真實(shí)手術(shù)近似的模擬效果。
　　 場(chǎng)景建模是實(shí)現(xiàn)虛擬手術(shù)關(guān)鍵技術(shù)的第一步，模型的好壞直接影響著系統(tǒng)的性能和仿真效果。場(chǎng)景建模是虛擬手術(shù)實(shí)現(xiàn)過程中最重要、最為耗費(fèi)時(shí)間和人力的工作之一。盡管現(xiàn)實(shí)生活中擁有大量的建模軟件，但是大量的工作時(shí)間仍就花費(fèi)在一些無需新意、重復(fù)性、常規(guī)的工作中，浪費(fèi)建模者的時(shí)間和精力。對(duì)于醫(yī)學(xué)工作者來說，三維場(chǎng)景的設(shè)計(jì)工作往往不是一個(gè)醫(yī)生需要考慮的事情。如果能夠根據(jù)一些資源或者知識(shí)，可以簡(jiǎn)化建模過程或

3、者降低一些建模難度，智能的識(shí)別需求產(chǎn)生三維場(chǎng)景，這將大大加速虛擬手術(shù)場(chǎng)景建模生成速度，進(jìn)而影響虛擬手術(shù)的研究與發(fā)展。
　　 文景轉(zhuǎn)換技術(shù)的研究現(xiàn)在已經(jīng)初具規(guī)模，雖然還不能完美的解決任意語言的轉(zhuǎn)換，但是它已經(jīng)具備了將限定性的語言作為輸入，輸出基本的三維場(chǎng)景的功能。手術(shù)手冊(cè)是醫(yī)生訓(xùn)練的指導(dǎo)書，它包含了大量的手術(shù)過程中的場(chǎng)景描述信息。利用手冊(cè)中語言信息我們可以獲得場(chǎng)景中的組織、手術(shù)器械以及手術(shù)操作行為。這些構(gòu)成了手術(shù)模擬場(chǎng)景的基本要素

4、。通過文景轉(zhuǎn)換技術(shù)，存在著手術(shù)手冊(cè)到三維場(chǎng)景建模的可能性。
　　 因此本文研究致力于將文景轉(zhuǎn)換技術(shù)應(yīng)用到手術(shù)場(chǎng)景建模中去，手術(shù)手冊(cè)中包含的手術(shù)場(chǎng)景描述作為輸入，通過自然語言處理技術(shù)和場(chǎng)景規(guī)劃一系列的處理，得到三維場(chǎng)景描述文檔，然后通過轉(zhuǎn)換為Spring場(chǎng)景格式，載入Spring中渲染生成手術(shù)場(chǎng)景。
　　 雖然國內(nèi)外對(duì)于虛擬手術(shù)建模領(lǐng)域與文景轉(zhuǎn)換技術(shù)的研究一直處于獨(dú)立階段，目前還沒有二者結(jié)合的相關(guān)研究，但是二者存在著可以結(jié)