面向虛擬手術系統(tǒng)的力反饋的研究與實現.pdf

1、由于虛擬現實和人機交互的發(fā)展，基于電腦的虛擬手術的好處已經被許多調查者廣泛的討論和示范證明。這些好處拓展了手術訓練的能力。它可以提供不同的訓練場景，包括解剖的個體差異(性別，大小)，病理的不同(內傷，外傷)，操作場景(急診室，太空，戰(zhàn)場)。除了這些好處，能夠大量增加訓練的次數，以及把能夠模擬出不同的結果作為主要的好處之一。手術界希望把它作為未來鑒定手術技能的手段。另外還可以通過基于電腦的手術模擬來加快醫(yī)生獲取手術技能。其中這些好處中最重

2、要的就是這些所有的好處的前提是在不對病人有風險的情況下。 我們初步實現了一個虛擬手術系統(tǒng)，系統(tǒng)更加強調系統(tǒng)模塊化。并且我們用OpenHaptics API實現了PHANToM與虛擬場景中的交互。我們的系統(tǒng)采用的C++以及結合OpenGL，是在MFC下開發(fā)的。我們的器官和手術器械的模型都是在maya下建模的。我們的系統(tǒng)可以支持各種不同的文件格式的讀入，比如obj，Mesh文件等，強調了實時性。力反饋設備我們采用的是PHOANTOM

3、 omni，它是一個六維的力反饋的設備。系統(tǒng)現在可以很好的模擬出剛體的力反饋效果，并且對于軟體我們也實現了基本的力反饋效果。 在虛擬手術中關于點的交互是相當普遍的，例如切割，探測等。在虛擬手術中點的交互主要是分為剛體和軟體的力反饋模型。由于虛擬手術對實時性要求比較高，因此速度是一個很關鍵的問題。在剛體的點力反饋模型中采用的優(yōu)化的God-Object方法，而在軟體的力反饋模型中采用比較真實的物理模型，采用的方法是分層的質點彈簧模型