虚拟膝关节手术中的实时大范围形变方法

虚拟膝关节手术过程中要求对膝关节3D几何模型进行实时的大范围形变,而形变的特点,包括总体轮廓、细节保持、实时性、平滑性以及拓扑性等都影响到它的真实感。针对膝关节3D模型得到了一种新的形变方法,根据模型的横截面构建出模型的骨架,并利用柱坐标的变换来实现大范围形变,使形变能保持良好的局部细节特征,算法能满足虚拟手术的实时性和真实感的要求。该方法也能推广应用于其他类似的关节弯曲运动的实时变形。     

支持力反馈的肝脏手术虚拟仿真及研究

该文提出了一种基于支持力反馈的肝脏虚拟手术仿真系统,支持力反馈的肝脏虚拟手术仿真实现流程主要包括CT影像的肝脏三维重建、空间场景构建、实时动态交互设计、反馈力的手术操作仿真.虚拟仿真环境搭建完成后,用户能够通过头盔式显示设备HTC Vive Pro及其所配备力反馈手柄在虚拟手术场景中进行肝脏手术切割的沉浸式知识学习及实...     

血管介入手术三维导航仿真软件设计

本文在虚拟内窥镜技术的基础上,提出一种方法进行介入手术的三维导航仿真。该方法使用了两个三维绘制窗口分别读入体绘制和面绘制的血管模型。含有体绘制的血管模型的三维绘制窗口进行标志物移动的实时三维导航;含有面绘制的血管模型的三维绘制窗口进行标志物经过路径的显示和血管的内窥观察。通过两种绘制窗口同步仿真,来达到了对介入手术三维导航的目的。     

基于视觉定位的脑外科机器人坐标变换问题研究

视觉定位脑外科手术机器人是近年来发展起来的一种新型医疗机器人。该文首先介绍了整个视觉定位脑外科手术机器人系统的构成和手术过程,随后在传统的通过机器人机械臂点取病人头部四个标记点来建立机器人坐标系与患者头部仿射坐标系之间转换关系的基础上,引入视觉定位功能,通过双目视觉建立起机器人坐标系与患者仿射坐标系之间的关系,从而在根本上提高了系统的机器人坐标系,患者仿射坐标系,3维模型坐标系以及世界坐标系之间的转换精度,有利于进一步的机器人精确手术实现。     

虚拟手术中软组织切割模型研究进展*

虚拟手术仿真训练系统是虚拟现实的重要应用,能够克服真实传统手术中资源少、训练不方便和可重复操作性差等问题。软组织切割是虚拟手术仿真训练系统中的重要组成部分,也是手术中最常见的操作。软组织切割模型建立的质量如何,直接决定了虚拟手术仿真的精度度和仿真度。为更好地对软组织切割模型进行深入探索,分析了虚拟手术仿真中软组织切割的研究难点。针对当前十四种有代表性的切割模型进行了研究,在此基础上对这些模型的优缺点进行了比较,并对软组织切割模型的发展趋势进行了展望。     

面向恒压腹腔镜手术的云控制过程模型

在手术操作中人体腹腔压强需要保持恒定,适量充入或释放CO₂以达到维持人体腹腔压强恒定的目的,CO₂的充入是通过阀门开度进行控制。对此,本文提出一种面向恒压腹腔镜手术的云控制过程模型,将病人的生理信息进行分类,并筛选出对应的手术过程数据集,数据集采用DTW算法,计算各类病人的多台手术中阀门开度随时间变化的曲线相似性,筛选出曲线变化较为相似的手术过程,再使用Apriori进一步挖掘强相关的手术过程;利用引起阀门开度变化的事件进行切割手术过程,形成手术过程控制片段;最后使用多项式曲线拟合的方法对手术过程片段进行拟合,获得各类病人手术中事件-过程控制段键值对集合,从而建立病人腹腔镜手术的云控制过程模型。通过前端模型仿真实验表明,该模型能够保证在腹腔镜手术过程中腹腔压强恒定时长在90%左右。     

基于LabVIEW软件和NI硬件,开发移动式X射线成像诊断系统

0引言移动式X射线成像系统提供了X光透视检查和三维计算机断层扫描(CT)图像模式,主要应用于骨科和神经外科手术室(OR)中。X光透视检查成像模式可提供患者在不同角度的实时内部结构图像,方便外科医生作出准确的诊断。三维CT图像模式则可以帮助医生在手术室中检查病人的当前状态,免去了移动病人的麻烦。通常情况下,完成手术后,只有在CT扫描室里才能检查病人的状态。因此,该系统     

旋量理论和消元法在类达芬奇手术机器人逆运动学求解中的应用

由于达芬奇手术机器人构型特殊,不满足逆运动学解析解的存在条件,传统的运动学建模方法无法求出机器人逆运动学解析解.针对一种类达芬奇手术机器人构型,提出了一种结合旋量理论和消元法相结合的全新运动学建模方法,运用该方法成功求解出类达芬奇手术机器人的逆运动学解析解,解决了类达芬奇手术机器人精确解析解的求解问题.并通过MATLA...     

基于STM32的脊柱手术钻孔辅助装置控制系统

针对椎弓根内固定手术中实施钻孔时操作强度大、风险高的问题,对已经设计完成的钻孔辅助装置机械系统进行了配套的电路及控制系统的设计。对椎弓根内固定术钻孔操作中存在的困难进行了分析,给出了钻孔辅助装置配套控制系统的设计方案;基于STM32微控制器设计了可以进行拖动状态、微调状态和锁紧状态快速切换的钻孔机械臂关节阻尼控制系统;设计了钻孔自动进给控制系统,以及钻孔操作配套的状态辅助显示系统;完成了试验样机的制作,并且进行了测试试验。研究结果表明:该装置设计合理,能够满足拟定的设计要求,为医生实施手术钻孔提供便利和判断依据,减轻医生钻孔实施过程中的劳动强度,并且能够帮助解决脊柱手术由于钻孔时可能存在的生理颤振给手术带来的风险问题。     

激光选区熔化在医学领域应用前景广阔

<正>3D打印实际上是数字化、网络化、定制化、个性化的制造技术。3D打印的学术名称叫增材制造,英文Additive Manufacturing。广义的3D打印是增材制造的统称,狭义的3D打印是指三维喷射工艺。目前,广义上的3D打印工艺分为:立体光刻、分层制造、熔化沉积制模、三维印刷、激光立体成型、激光选区烧结、激光选区熔化等。3D打印金属零件华南理工大学主要研究的领域是激光选区熔化,即用激光选区熔化制作精