心腦血管病是人類最大死亡原因，已成為全球的重大公共衛(wèi)生問題。介入手術(shù)是治療心腦血管疾病最有效的手段之一。在介入手術(shù)過程中，醫(yī)生主要依靠二維實(shí)時掃描得到的血管圖像進(jìn)行手術(shù)器械的操作。根據(jù)二維圖像引導(dǎo)器械在三維空間的操作，必然要求醫(yī)生具有準(zhǔn)確高效的手眼協(xié)作能力以及大量嚴(yán)格的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因此，一個合格的介入手術(shù)醫(yī)生需要經(jīng)過長期的技能培訓(xùn)和練習(xí)。 傳統(tǒng)的介入手術(shù)訓(xùn)練手段有著各自明顯的不足，如訓(xùn)練周期長，成本昂貴，手術(shù)風(fēng)險大，訓(xùn)練效果差，可重復(fù)性低等等。這些原因?qū)е乱幻细竦慕槿胧中g(shù)醫(yī)生的培訓(xùn)周期十分漫長。隨著計算機(jī)技術(shù)和微創(chuàng)手術(shù)的發(fā)展，虛擬手術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中扮演者越來越重要的角色。虛擬介入手術(shù)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)為克服傳統(tǒng)訓(xùn)練方式的諸多不足提供一種理想的解決方案。導(dǎo)絲導(dǎo)管的運(yùn)動模擬是介入手術(shù)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的重要組成部分之一。 本文提出了一種基于物理的導(dǎo)絲運(yùn)動模擬方法。該方法采用剛性桿鉸接模型，將導(dǎo)絲離散為一段段剛性輕桿，通過采用一種動態(tài)自適應(yīng)的離散策略，可以使導(dǎo)絲在運(yùn)動過程中根據(jù)周圍血管環(huán)境動態(tài)地調(diào)整其離散程度，以適應(yīng)不同復(fù)雜程度的血管模型，從而提高了模擬方法的魯棒性。基于導(dǎo)管導(dǎo)絲獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和材... 

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
英文摘要
第一章 引言
    1.1 課題介紹
    1.2 研究背景及意義
    1.3 本文的貢獻(xiàn)
    1.4 本文的組織
第二章 一維彈性物體的模擬算法
    2.1 物體建模
    2.2 基本原理
    2.3 模型交互
    2.4 求解方式
    2.5 一維彈性物體的模擬算法研究現(xiàn)狀
    2.6 介入手術(shù)中導(dǎo)管導(dǎo)絲的模擬算法研究現(xiàn)狀
    2.7 本章小結(jié)
第三章 基于負(fù)反饋彈力修正的動態(tài)自適應(yīng)離散模型模擬算法
    3.1 動態(tài)自適應(yīng)離散模型
    3.2 碰撞檢測
    3.3 碰撞響應(yīng)
    3.4 基于負(fù)反饋的彈力修正算法
    3.5 本章小結(jié)
第四章 實(shí)驗(yàn)和分析
    4.1 實(shí)驗(yàn)平臺及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
    4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論分析
        4.2.1 魯棒性驗(yàn)證
        4.2.2 準(zhǔn)確性驗(yàn)證
        4.2.3 力反饋修正算法評估
        4.2.4 導(dǎo)管運(yùn)動模擬
    4.3 心腦血管介入手術(shù)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)
        4.3.1 模擬 X 射線成像效果
        4.3.2 內(nèi)窺鏡效果模擬
        4.3.3 心電圖實(shí)時顯示
        4.3.4 渲染效果優(yōu)化
        4.3.5 用戶評估
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)束語
    5.1 本文工作總結(jié)
    5.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]虛擬手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)的血流模擬[J]. 黃雷,肖雙九,顧力栩,鄭廣超,夏福清.  計算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2011(01)
[2]三維血管介入手術(shù)模擬方法[J]. 周正東,Pascal Haigron,Vincent Guilloux,羅立民.  東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(02)
[3]一種實(shí)時模擬血管中引導(dǎo)線變形的有限元模型(英文)[J]. 張秋葵,Pascal Haigron,羅立民,舒華忠.  Journal of Southeast University（English Edition）. 2008(01)
[4]虛擬器械及腦動脈瘤模型在介入術(shù)前模擬中的價值[J]. 魏欣,謝曉東,王朝華.  中華放射學(xué)雜志. 2007(06)
[5]虛擬心臟介入手術(shù)系統(tǒng)的血流模擬[J]. 任巨,熊岳山,譚珂,郭光友.  國防科技大學(xué)學(xué)報. 2006(02)

碩士論文
[1]虛擬心臟介入手術(shù)系統(tǒng)中的碰撞檢測技術(shù)研究[D]. 康勇.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007



本文編號：3719072