本文關(guān)鍵詞：基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的鼻咽部交互式虛擬手術(shù)仿真

  更多相關(guān)文章： OpenGL 鼻咽部虛擬手術(shù)仿真 手術(shù)器械建模 三維顯示 碰撞檢測

【摘要】：近年來,隨著計算機技術(shù)和計算機斷層掃描、核磁共振等醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的快速發(fā)展,虛擬現(xiàn)實技術(shù)被越來越多地應(yīng)用到現(xiàn)代醫(yī)療領(lǐng)域中。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠提高醫(yī)生對人體組織器官和復(fù)雜手術(shù)操作任務(wù)的認(rèn)知。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬手術(shù)的逼真場景,使得醫(yī)生能夠在計算機建立的虛擬環(huán)境中設(shè)計手術(shù)過程,幫助其選擇最佳手術(shù)路線,減少手術(shù)損傷,提高手術(shù)的成功率。虛擬手術(shù)仿真是一種非侵入式、無創(chuàng)傷的檢查手段,對醫(yī)療診斷及手術(shù)具有重大意義。由于鼻腔解剖精細構(gòu)造復(fù)雜,有很多重要的神經(jīng)系統(tǒng),鼻咽部虛擬手術(shù)仿真的研究成為這一領(lǐng)域的難點,且極具應(yīng)用價值。鼻咽部虛擬手術(shù)仿真關(guān)鍵技術(shù)包括手術(shù)器械的建模和仿真、鼻咽部模型在OpenGL中的模型讀取和顯示、碰撞檢測、彈性形變和力反饋等,本文的研究重點是碰撞檢測問題。首先,考慮到手術(shù)器械模型的逼真性和OpenGL對模型的讀取和顯示,本課題采用3D Studio Max對手術(shù)器械進行建模仿真。針對鼻咽部手術(shù),考慮到鼻粘膜刀主要用于切開皮膚表層和切割組織,而鼻刮匙主要用于刮除鼻部病理組織,為了全面的模擬手術(shù)過程,本課題建立了鼻粘膜刀和鼻刮匙。其次,本課題在VTK三維重建的基礎(chǔ)上,在OpenGL中將鼻咽部的三維模型進行了繪制和顯示,給出了鼻咽部模型在不同角度下的視圖。再次針對鼻咽部的復(fù)雜解剖結(jié)構(gòu)和臨床需要,本課題采用基于沿坐標(biāo)軸的包圍盒(AABB)碰撞檢測技術(shù)對虛擬手術(shù)器械和鼻咽部三維模型進行了碰撞檢測,取得了良好的效果。
【關(guān)鍵詞】：OpenGL 鼻咽部虛擬手術(shù)仿真 手術(shù)器械建模 三維顯示 碰撞檢測
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.9;R762
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 課題的研究背景及意義8-10
• 1.2 課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 論文的主要工作及內(nèi)容安排13-14
• 第二章 手術(shù)器械建模和顯示14-34
• 2.1 3ds Max建模14-22
• 2.1.1 3ds Max簡介14-17
• 2.1.2 3ds Max建模方法17-20
• 2.1.3 材質(zhì)與貼圖20-22
• 2.2 手術(shù)器械建模22-29
• 2.2.1 建模中常用的命令和修改器22-24
• 2.2.2 鼻粘膜刀建模24-27
• 2.2.3 鼻刮匙建模27-29
• 2.3 虛擬手術(shù)器械顯示29-33
• 2.3.1 3ds文件格式簡介29-31
• 2.3.2 3ds模型的讀取與顯示31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 鼻咽部模型在OpenGL中的繪制34-48
• 3.1 OBJ文件格式接口導(dǎo)出34-40
• 3.1.1 OpenGL簡介34-37
• 3.1.2 OBJ文件格式簡介37-38
• 3.1.3 VTK中鼻咽部OBJ模型導(dǎo)出38-40
• 3.2 鼻咽部模型讀取和顯示40-46
• 3.2.1 OBJ模型讀取40-41
• 3.2.2 OpenGL中三維模型的顯示41-44
• 3.2.2.1 坐標(biāo)系統(tǒng)41-42
• 3.2.2.2 三維模型顯示42-44
• 3.2.3 鼻咽部OBJ模型繪制和顯示44-46
• 3.3 本章小結(jié)46-48
• 第四章 碰撞檢測48-64
• 4.1 碰撞檢測技術(shù)基礎(chǔ)48-52
• 4.1.1 碰撞檢測概述48-49
• 4.1.2 碰撞檢測算法分類49-52
• 4.1.2.1 空間分解法49
• 4.1.2.2 層次包圍盒法49-52
• 4.2 AABB層次包圍盒樹的構(gòu)建和更新52-58
• 4.2.1 包圍盒樹度的選擇52
• 4.2.2 包圍盒樹的構(gòu)建52-55
• 4.2.3 包圍盒樹的更新55-56
• 4.2.4 包圍盒樹的存儲優(yōu)化56-57
• 4.2.5 包圍盒樹的相交測試57-58
• 4.3 虛擬手術(shù)仿真中的碰撞檢測58-62
• 4.3.1 AABB之間的碰撞檢測58-59
• 4.3.2 AABB包圍盒樹的碰撞檢測59-60
• 4.3.3 基本幾何元素間的碰撞檢測60-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第五章 結(jié)論64-66
• 5.1 總結(jié)64-65
• 5.2 展望65-66
• 參考文獻66-70
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果70-72
• 致謝72

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1 邱峰;張際平;高巖;;虛擬手術(shù)實驗在醫(yī)學(xué)教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用[J];現(xiàn)代教育技術(shù);2009年07期

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本文編號：670621