基于VR外設的沉浸式手術訓練仿真系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著計算機技術以及電子信息技術的迅速發(fā)展，在我們自身疾病的診斷方面，其診斷的方式也產生了巨大的轉變。將計算機技術與現(xiàn)代醫(yī)學技術相融合，通過計算機技術來輔助手術的教學訓練及臨床操作，已經(jīng)成為一大發(fā)展趨勢。論文以髖關節(jié)置換手術為研究背景，旨在虛擬手術仿真系統(tǒng)的平臺基礎上，引入VR相關的交互外設(數(shù)據(jù)手套和位置跟蹤器)，并通過單通道大屏幕立體投影顯示構建出一個沉浸式的虛擬手術環(huán)境。
　　首先是在人手的骨骼生理解剖模型基礎上，依據(jù)人手的層

2、次結構，在三維建模軟件3DS MAX中采用曲線建模的方法構建了虛擬手的三維模型，以及采用曲面建模的方法建立了虛擬手術室的場景與手術室的手術器械，并對虛擬手術對象髖關節(jié)采用MIMICS進行了三維重構。其次，對于EON中的碰撞檢測節(jié)點作了新節(jié)點替換，EON中的碰撞檢測節(jié)點是基于AABB包圍盒的，其緊密性較差，我們采用14-Dops包圍盒進行碰撞檢測，并對新節(jié)點與原有節(jié)點作了測試分析，新的節(jié)點能縮短碰撞檢測的交疊測試時間而且具有良好的緊密性。

3、然后，對虛擬手術的外設5DT數(shù)據(jù)手套和FASTRAK位置跟蹤器的原理和使用方法進行了研究，以及這些外設與虛擬平臺EON之間的通信過程，在EON中開發(fā)了對應的節(jié)點來實現(xiàn)它們對虛擬手的動態(tài)控制測試。最后，在前面研究基礎上，采用虛擬現(xiàn)實仿真平臺EON與開發(fā)平臺Visual C++6.0在Windows XP系統(tǒng)下完成虛擬手術系統(tǒng)的集成。主要是立體顯示系統(tǒng)的設置，EON X控件的建立以完成Visual C++和EON彼此間的通信功能，并且介紹了