导读:本文包含了虚拟手术仿真论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:虚拟手术,肝脏形变,碰撞检测,力反馈
虚拟手术仿真论文文献综述
王娜,陈国栋,许少剑[1]（2019）在《虚拟手术中肝脏形变仿真系统》一文中研究指出由于肝脏具有复杂的生物力学特性,因此在进行形变仿真时,计算量大而难以达到实时性要求;同时在对肝脏形变实时仿真时却很难达到真实感.为了解决这一矛盾,需要研究一种可以自动依据手术器械操控区域及施力大小而动态转换的混合模型,通过理论分析提出了一种肝脏网格与无网格混合模型的构建方法.实验结果表明,该算法具有较高的计算效率且形变具有较好效果,能够满足虚拟肝脏手术仿真的真实感与实时性要求,对虚拟肝脏软组织手术研究具有一定的指导意义.(本文来源于《计算机系统应用》期刊2019年10期）
李晨[2]（2019）在《虚拟手术仿真中基于弯曲弹簧的软组织切割研究》一文中研究指出虚拟手术仿真系统是虚拟现实技术在医学领域的典型应用。在实际手术过程中,医务人员通常要对生物组织进行切割操作,因此,虚拟手术中对切割操作的模拟是必不可少的。然而,现有的切割算法大多存在切口不光滑、易失真等问题,为了解决这些问题,本文提出了一些改进方案,具体内容如下:首先,使用质点弹簧模型为软组织建模,同时,为了改进传统质点弹簧模型的缺陷,引入弯曲弹簧,使模型形变后具有更好的恢复能力。其次,针对传统切割算法切口大、切面不光滑、适用性不足等问题,提出一种步进式的切割算法,将所有切割点分为叁类,然后对叁类切割点采取不同的拆分操作,可以控制切口大小,也可实时更新切口;此外,为了增加切口的光滑程度,提出切点的二次移动策略,当切口的某部分区域弯曲程度较大,将此处的切点进行适当移动,从而减少弯曲程度,使切口在视觉上更加逼真。最后,为了提高系统的实时性,本文提出一种分组碰撞检测算法。该算法首先将模型的基本单元分组,再根据碰撞情况针对某一组的单元进行检测,减少了需要检测的基本单元。实验证明,该方法能够提高系统的实时性。(本文来源于《南昌大学》期刊2019-05-26）
赖苹华[3]（2018）在《虚拟手术仿真系统研究现状》一文中研究指出虚拟手术仿真系统在医生的临床手术实践培训中发挥了巨大作用,为医生提供了一个视觉、听觉、触觉方面具有现实感和沉浸感的虚拟手术环境,医生仿佛置身于真实手术室中进行手术操作,突破了传统人体模型和尸体等练习对象的限制,医生可以根据需求无限次反复操作练习,极大地节省了经济和时间成本。基于此,笔者简述了虚拟手术仿真系统的发展和现状。(本文来源于《信息与电脑(理论版)》期刊2018年24期）
王春娟,刘非,张维杰,马建兵,姚舒馨[4]（2018）在《支持力反馈的个性化膝关节置换虚拟手术仿真系统的研究与构建》一文中研究指出应用传统外科手术培训模式发展的医师队伍无法满足当前日益激增的膝关节病患就医需求,研究构建一套基于虚拟现实和力反馈技术的个性化膝关节置换手术仿真系统。采用医学影像叁维重构技术创建膝关节解剖组织几何模型,应用正向CAD参数化建模技术建立手术器械的几何模型,研究叁角网格体素化算法,并基于此生成组织和器械的物理体素模型;通过设备接口和虚拟代理点的坐标匹配映射建立手术器械的力触觉模型,AABB包围盒层次树作为碰撞检测模型,空间重迭相交模拟组织的切割变形,基于单点约束的力触觉渲染方法建立组织和器械的虚拟操作过程;以力反馈设备Phantom Omni和计算机为硬件平台,基于触觉引擎CHAI 3D和OpenGL等软件接口,开发构建虚拟膝关节置换手术仿真系统;将专业医学人员体验系统后实际手术操作训练时间与对照组的作比较,并采用问卷调查的形式对系统作出等级评估。结果表明,仿真系统可实现个性化膝关节置换手术沿规划路径钻孔和截骨操作的组织形变和力触觉反馈的仿真模拟,并且系统仿真的实时性能良好,视触觉刷新频率维持在60～1 000 Hz左右;统计结果显示,两组成员的实际手术操作时间存在显着性统计学差异(P<0.04),问卷结果皆在平均优良水平(8分)之上(P<0.05)。仿真系统为个性化膝关节置换手术提供一种安全、可靠、有效的医学培训和术前演练方式。(本文来源于《中国生物医学工程学报》期刊2018年06期）
朱卓,李宏胜[5]（2019）在《虚拟手术中人体软组织超粘弹性建模及穿刺仿真》一文中研究指出以肝脏软组织为研究对象,给出了采用CT数据文件和Mimics、GeomagicStudio12构建几何模型的方法,研究了超弹性与粘弹性模型的特点以及应力变化特性。在此基础上提出了两种材料的并联复合模型——超粘弹性模型;同时,针对不同的模型,采用ANSYS软件对手术针穿刺肝脏软组织进行了有限元分析。仿真实验证明,多种材料的并联复合软组织结构模型更符合实际应力特性,整个穿刺过程主导特性依次为"超弹性-粘弹性-超弹性"。通过对比试验发现,该复合模型比单个模型更符合实际效果,有效地提高了虚拟手术软组织建模的精度。(本文来源于《应用力学学报》期刊2019年02期）
侯洋,梁磊,林艳萍,史建刚,陈华江[6]（2018）在《虚拟手术仿真在脊柱外科医师教学培养及手术训练中的应用及展望》一文中研究指出随着微创化、智能化外科手术技术的飞速发展,脊柱外科技术日新月异。由于脊柱解剖结构复杂、手术视野小、危险性高,给脊柱外科传统或微创手术操作带来一定难度,学习周期较长,增加了脊柱外科医师的教学培养难度~([1-2])。外科手术训练的最好方法是大体标本练习,但可能造成破伤风、乙型肝炎和结核的传播,且大体标本来源有限;大(本文来源于《脊柱外科杂志》期刊2018年03期）
欧惠棠,李晋芳,莫建清[7]（2018）在《虚拟手术中带摩擦的碰撞力计算及其物理仿真研究》一文中研究指出虚拟手术训练中,碰撞力的计算必不可少,常见的碰撞力计算中,经常会忽略碰撞体之间的摩擦。提出一种带有摩擦的碰撞力计算方法。首先,建立计算机图形学物理仿真中最为常用的粒子系统,总体的常微分方程通过隐式欧拉方法求解,通过碰撞检测找出潜在的碰撞点,建立碰撞约束和摩擦约束数学模型,再通过类高斯-赛德尔算法求解出摩擦接触力。然后分别进行10次单接触面和双接触面的接触碰撞实验,分析其相应时间和稳定后起伏平均值,再进行100次多接触点碰撞实验,分析其平均运算时间。实验表明,在单接触面和双接触面接触的情况下,模型碰撞的平均响应时间为0.02 s,接触力稳定后的平均起伏范围为±0.02个单位。在多接触点接触的实验中,11个接触点接触时,平均每个接触点的运算时间为1.9 ms,满足物理仿真的实时性要求。(本文来源于《中国生物医学工程学报》期刊2018年03期）
杨志伟,陈国栋,王娜,林惠茹[8]（2018）在《虚拟手术中心脏显示真实感仿真研究》一文中研究指出研究虚拟手术系统中心脏显示真实感的问题。在以往研究中,多数研究集中于确定到达观察者眼中的反射光强度,由于只考虑到达心脏表面的入射光和表面法向而对其次表面散射影响欠缺考虑,导致显示真实感不足的问题。为解决心脏显示缺乏次表面散射的问题,提出了一种基于次表面散射算法的显示真实感仿真方法来进行研究。通过构建心脏软组织结构物理模型并进行光照分解计算,提高心脏显示的真实感。针对心脏次表面的复杂光照计算,在能量守恒的基础上提出一种改进的辐射度积分算法来进行绘制,并结合延迟着色的思想,提高仿真的实时性。实验结果表明,心脏显示真实感方法能够很好地体现出次表面散射光对心脏显示真实感的影响,对虚拟手术系统的真实感提升具有重要意义。(本文来源于《计算机仿真》期刊2018年05期）
刘波,陈国栋,王娜[9]（2018）在《虚拟手术中心脏跳动仿真技术研究》一文中研究指出提出一种可实时运行的基于示例形状匹配的心脏跳动仿真方法,该方法通过简单的示例形态来控制心脏跳动过程中发生的形变行为。形变描述符被用来唯一定义形变对象的形变,并利用该描述符将形变优选空间表示为示例形态的线性组合。在每个时间步长中,当前的形变描述符被线性投影到示例歧管上,然后当计算目标位置时其被用于修改每个局部区域的静止形态。实验证明该方法能够真实地反映心脏的形变效果,达到实时模拟心脏跳动的目的。(本文来源于《信息技术与网络安全》期刊2018年02期）
季如宁[10]（2017）在《支持力反馈的胆囊虚拟手术机器人仿真系统研究》一文中研究指出本文利用虚拟现实技术搭建了一个支持力反馈的胆囊虚拟手术机器人仿真系统。主要讨论了本系统中涉及的软组织虚拟模型构建、碰撞检测、力反馈计算、虚拟机器人的设计及运动控制、虚拟环境搭建等关键技术的实现方法。并对于传统力反馈计算中存在的计算量大导致系统实时性较差的问题,提出了一种新的力反馈计算方法。通过在所搭建平台上进行的胆囊虚拟手术操作,分析该系统的性能指标。结果表明,该系统中机器人运动控制较为流畅,对于胆囊的虚拟手术操作具有较为真实的力觉反馈和视觉反馈,且系统具有较好的稳定性及实时性。(本文来源于《中国医疗设备》期刊2017年12期）
虚拟手术仿真论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
虚拟手术仿真系统是虚拟现实技术在医学领域的典型应用。在实际手术过程中,医务人员通常要对生物组织进行切割操作,因此,虚拟手术中对切割操作的模拟是必不可少的。然而,现有的切割算法大多存在切口不光滑、易失真等问题,为了解决这些问题,本文提出了一些改进方案,具体内容如下:首先,使用质点弹簧模型为软组织建模,同时,为了改进传统质点弹簧模型的缺陷,引入弯曲弹簧,使模型形变后具有更好的恢复能力。其次,针对传统切割算法切口大、切面不光滑、适用性不足等问题,提出一种步进式的切割算法,将所有切割点分为叁类,然后对叁类切割点采取不同的拆分操作,可以控制切口大小,也可实时更新切口;此外,为了增加切口的光滑程度,提出切点的二次移动策略,当切口的某部分区域弯曲程度较大,将此处的切点进行适当移动,从而减少弯曲程度,使切口在视觉上更加逼真。最后,为了提高系统的实时性,本文提出一种分组碰撞检测算法。该算法首先将模型的基本单元分组,再根据碰撞情况针对某一组的单元进行检测,减少了需要检测的基本单元。实验证明,该方法能够提高系统的实时性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
虚拟手术仿真论文参考文献
[1].王娜,陈国栋,许少剑.虚拟手术中肝脏形变仿真系统[J].计算机系统应用.2019
[2].李晨.虚拟手术仿真中基于弯曲弹簧的软组织切割研究[D].南昌大学.2019
[3].赖苹华.虚拟手术仿真系统研究现状[J].信息与电脑(理论版).2018
[4].王春娟,刘非,张维杰,马建兵,姚舒馨.支持力反馈的个性化膝关节置换虚拟手术仿真系统的研究与构建[J].中国生物医学工程学报.2018
[5].朱卓,李宏胜.虚拟手术中人体软组织超粘弹性建模及穿刺仿真[J].应用力学学报.2019
[6].侯洋,梁磊,林艳萍,史建刚,陈华江.虚拟手术仿真在脊柱外科医师教学培养及手术训练中的应用及展望[J].脊柱外科杂志.2018
[7].欧惠棠,李晋芳,莫建清.虚拟手术中带摩擦的碰撞力计算及其物理仿真研究[J].中国生物医学工程学报.2018
[8].杨志伟,陈国栋,王娜,林惠茹.虚拟手术中心脏显示真实感仿真研究[J].计算机仿真.2018
[9].刘波,陈国栋,王娜.虚拟手术中心脏跳动仿真技术研究[J].信息技术与网络安全.2018
[10].季如宁.支持力反馈的胆囊虚拟手术机器人仿真系统研究[J].中国医疗设备.2017