虛擬下頜角整形手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)關(guān)鍵問題研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是指通過多媒體技術(shù)與仿真技術(shù)相結(jié)合生成逼真的虛擬環(huán)境，使用戶以自然的方式與環(huán)境中的物體進(jìn)行交互，從而產(chǎn)生身臨其境感的一種技術(shù)。虛擬手術(shù)仿真技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，近二十年來這種新型的技術(shù)得到了蓬勃發(fā)展，這首先得益于虛擬現(xiàn)實(shí)在復(fù)雜人體三維解剖體數(shù)據(jù)可視化上的應(yīng)用，隨后發(fā)展為可以對(duì)人體的可視化結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的操作，運(yùn)用該技術(shù)可以使醫(yī)務(wù)工作者沉浸于虛擬的場(chǎng)景內(nèi)，學(xué)習(xí)并體驗(yàn)如何實(shí)際的操作各種手術(shù)器械，同時(shí)學(xué)會(huì)應(yīng)付各種臨

2、床手術(shù)的實(shí)際操作。本論文對(duì)下頜角的整形手術(shù)訓(xùn)練模擬的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，重點(diǎn)研究磨骨手術(shù)工具與下頜骨模型之間交互的模擬過程，設(shè)計(jì)并提出了一種基于沖量定理和庫(kù)侖定律的真實(shí)可靠的力反饋模型,開發(fā)了同時(shí)具備視覺和觸覺模擬的虛擬手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)。
　　首先，介紹了使用體數(shù)據(jù)可視化算法中的面繪制方法，并給出了使用的Marching Cubes方法進(jìn)行三維重建的頭蓋骨模型。其中，在骨骼模型三維重建的圖像預(yù)處理階段還設(shè)計(jì)并提出了基于GABOR濾波的

3、MRI圖像的邊緣檢測(cè)方法，有效的將頭部圖像中各部分組織的邊緣提取出來，隨后根據(jù)后續(xù)創(chuàng)建力模型的要求，對(duì)原始三維模型再進(jìn)行細(xì)分。
　　其次，根據(jù)虛擬下頜骨整形手術(shù)仿真的需要，針對(duì)骨鉆與骨骼之間的碰撞問題，提出了基于AABBTree算法的多點(diǎn)碰撞檢測(cè)模型；基于工具的自轉(zhuǎn)對(duì)骨骼產(chǎn)生巨大的沖擊力，從而導(dǎo)致骨骼的磨損或去除，文中結(jié)合沖量定理和庫(kù)侖定律的理論，提出了基于剛體碰撞的力反饋模型來模擬當(dāng)骨鉆與骨骼發(fā)生碰撞時(shí)骨鉆受到的沖擊力，體現(xiàn)了骨