导读:本文包含了虚拟手术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）
欧展鹏,张汉卿,李群星,林欣祤,范松[2]（2019）在《虚拟手术设计在下颌骨放射性骨坏死手术治疗中的应用》一文中研究指出目的分析虚拟手术设计对下颌骨放射性骨坏死手术治疗的价值,为临床应用提供参考。方法 2017年9月—2018年6月间,采用3D虚拟手术软件CMF Proplan 2.0对13例下颌骨放射性骨坏死患者进行术前评估及虚拟手术设计,设计并3D打印手术导板,术中完成病灶骨切除、腓骨塑形、移植骨定位;部分病例同期行种植体植入,术后3～6个月完成义齿修复。对患者的一般资料、围手术期资料、疗效等信息进行分析。结果所有患者均顺利完成手术,游离腓骨肌皮瓣存活率100%(13/13),1例患者出现并发症(皮瓣边缘部分坏死)。随访时间为7～15个月,中位时间为10个月。所有患者治疗均达到治愈效果。开口度增加≥1 cm、0.5 cm≤开口度增加<1 cm、开口度增加<0.5 cm的例数分别为5、6、2例。影像学检查示12例患者骨质愈合良好,1例术后7个月尚在愈合中。得牙率为92.3%(12/13),其中3例行同期种植修复,咀嚼效率平均值为56.11%±7.12%(42.03%～67.83%)。结论虚拟手术设计是下颌骨放射性骨坏死手术治疗的有效方法,能降低手术风险,更有效地进行下颌骨外形及功能修复。(本文来源于《口腔疾病防治》期刊2019年09期）
梁善良[3]（2019）在《3D打印技术结合虚拟手术设计内固定治疗复杂胫骨平台骨折的疗效分析》一文中研究指出目的探讨分析3D打印技术结合虚拟手术设计内固定治疗复杂胫骨平台骨折的临床疗效。方法选取本人进修医院2016年1月至2017年1月所收治复杂胫骨平台骨折患者共100例,随机分为两组,对照组接受3D打印技术进行内固定植入,观察组在对照组基础上联合虚拟手术设计内固定植入,观察两组患者不同植入方式的临床效果。结果观察组综合满意度及治疗有效率均显着高于对照组,P <0.05,差异有统计学意义。结论 3D打印技术结合虚拟手术设计内固定治疗复杂胫骨平台骨折疗效显着,能够有效促进膝关节功能恢复,改善临床治疗效果,提升满意度,值得推广。(本文来源于《中国医药指南》期刊2019年24期）
代飞[4]（2019）在《探讨虚拟手术训练系统在骨科住院医师临床教学中的应用》一文中研究指出目的对使用虚拟手术训练系统培训骨科住院医师在椎弓根螺钉置钉方面的应用效果进行探讨分析。方法将14名没有任何椎弓根螺钉置钉经验的住院医师随机分为两组,分别是虚拟教学组(8名)和传统教学组(8名)。虚拟教学组使用脊柱虚拟手术训练系统进行置钉操作练习后,对其提供4具新鲜成人尸体,由虚拟教学组组员对尸体进行腰椎椎弓根螺钉置入。传统教学组通过常规椎弓根螺钉置入教学后,对其提供4具新鲜成人尸体,由传统教学组组员对尸体进行腰椎椎弓根螺钉置入。通过CT扫描,对两组住院医师对尸体进行椎弓根螺钉置入操作的准确率进行统计。结果虚拟教学组穿破率较之传统教学组明显更低,可接受率明显更高,比较有明显差异,具有统计学意义(P<0.05)。结论使用虚拟手术训练系统培训骨科住院医师椎弓根螺钉置钉技术较之传统教学可以更有效的提高置钉正确程度,应用价值巨大。(本文来源于《世界最新医学信息文摘》期刊2019年63期）
张楚茜,回文宇,林艳萍,吴锦阳,陈士行[5]（2019）在《用于临床技能培养的口腔颅颌面数字化虚拟手术平台的建立与应用》一文中研究指出目的建立适用于口腔颅颌面科常规手术操作的数字化虚拟手术平台,并验证其在医学生及青年医生手术技能培训中的有效性。方法①通过医学影像数据的处理及叁维建模、手术器械的可视化、外科手术的虚拟与仿真,进行口腔颅颌面外科虚拟手术平台的建立,并验证其精度;②对20名上海交通大学口腔医学院的医学生及青年医师进行手术的教学及操作培训,并评估每个受训者的学习效果。结果①研发了具有自主知识产权的虚拟手术软件CMF Robot Plan,与现已广泛应用的商业化软件相比具有良好的一致性;②该软件对口腔颅颌面外科的常用手术有较好的教学效果,有利于受训者对教学术式的掌握。结论虚拟手术软件可以提供一个仿真的手术诊断及设计培训环境,是对医学生及青年医生进行临床技能教学的有效方式。(本文来源于《组织工程与重建外科杂志》期刊2019年03期）
秦芝宝[6]（2019）在《胸腔镜虚拟手术基础训练与医学重建的研究及实现》一文中研究指出传统的手术培训存在训练周期长、效率低、成本高、尸体资源匮乏等缺点,随着虚拟现实和触觉反馈技术的发展,虚拟手术逐渐被应用于医学生和住院医师的手术培训中,为受训者提供手术操作技能培训,很大程度上解决了传统手术的不足。论文以开发胸腔镜虚拟手术系统中基础训练模块为目标,研究了与该系统相关的技术,具体完成的工作包括:(1)医学叁维重建算法的研究及重建模块的实现。介绍了面绘制中Marching Cube算法和体绘制中Ray Casting算法,并在Unity3D平台上利用现有的基本元素和模块,结合这两种算法快速实现了对患者头部和胸部医学图像序列的面绘制和体绘制。相比于基于底层C++的医学重建开发,基于Unity3D的重建模块具有集成度高、开发周期短、交互性好等优点。医学叁维重建模块为后期软组织器官模拟操作的开发奠定了基础。(2)采用Unity3D平台设计并完成了胸腔镜虚拟手术系统中基础训练模块的开发。该系统在一台设备上实现了常规虚拟现实、沉浸式虚拟现实、增强现实和混合现实四种不同显示方式的手术模拟器之间的任意切换。(3)实验研究了五种手术模拟器的性能。设计了虚拟手术基础训练模块中微小物体转移训练的实验,邀请了云南省第一人民医院的8名专家和24名新手进行实验,通过主观问卷和客观评估的方法,验证了五种手术模拟器的性能。在交互式环境部分,即沉浸感方面,混合现实模拟器优于认知虚拟现实模拟器;在触觉方面,箱式模拟器优于其他四种模拟器,但是操作对象重复使用之后容易被破坏;增强现实模拟器在交互式方面是最好的;虽然混合现实模拟器整体表现情况并不完美,但它为医学生和住院医师提供了一个高度沉浸式的真实手术室环境。(本文来源于《云南师范大学》期刊2019-06-06）
夏成启[7]（2019）在《基于物理的渲染算法在虚拟手术中的应用研究》一文中研究指出计算机图形学结合虚拟现实(virtual reality,VR)技术辅助外科手术模拟训练是当今的热门研究方向,虚拟手术训练中的真实感与训练效率有很大的关系,较好的真实体验能有效缩短新手医生的学习周期。图形真实渲染的目的是为了最大程度地模拟现实世界中的场景,基于物理的渲染(Physics-based Rendering,PBR)是模拟光在自然界中散射、吸收以及能量传递的一门技术,能较好的还原真实世界的视觉色彩。本文结合基于物理的渲染和虚拟现实技术在外科手术中的应用进行了一定的研究工作。论文完成的主要工作包括:1.研究分析了Lambert、Phong、Blinn-Phong等常见光照算法。在Unity 3D平台上针对不同的应用场景分别对上述算法进行了验证,总结出不同应用场景中渲染效果的差异以及3种算法模型在物理渲染上的缺陷。2.具体研究了基于物理的渲染算法。基于微平面(Microfacet)理论,综合Cook-Torrance算法和迪士尼算法中关于漫反射计算的处理,本文提出了一个适合有机生物组织真实渲染的改进Cook-Torrance模型,并在Unity 3D引擎上开发了一个自定义的BRDF着色器。应用测试结果表明:相对于传统的生物组织渲染,BRDF着色器在渲染真实感上有显着的提高,但对次表面散射的模拟不明显。3.将上述改进的Cook-Torrance模型和自开发的BRDF着色器应用于胸腔镜虚拟手术训练仿真系统,并在有头戴显示设备和无头戴显示设备的条件下分别验证了其在系统中真实渲染的效果。验证结果表明:无论是否有头戴显示设备,BRDF着色器对真实感的渲染都优于传统渲染方式;有头戴显示设备时,虚拟手术训练的沉浸感优于无头戴显示设备条件下的训练,但由于头戴显示设备会产生眩晕,用户体验不及无头戴显示设备设备的训练。4.基于BRDF着色器在真实渲染上良好表现,开发了一款结合AR/VR的CT叁维可视化的Android应用——iCTVie。(本文来源于《云南师范大学》期刊2019-06-05）
赵瑞影[8]（2019）在《面向虚拟手术的软组织建模技术与碰撞检测算法研究》一文中研究指出虚拟手术是虚拟现实技术在医学领域的典型应用,在医疗培训、手术规划、术中导航等多方面可以帮助提高手术成功率,降低医疗成本,正成为医疗领域的研究热点和前沿课题。虚拟手术仿真系统的建立涉及到多种学科的交叉和渗透,研究难度较大,很多功能模块还不够完善。本文紧紧围绕虚拟手术仿真系统中的关键技术,重点研究软组织建模方法及碰撞检测算法两个核心模块,在满足系统实时性的条件下,提高软组织模型变形精度。对软组织的生物力学特性进行研究,重点分析其中的粘弹性特性,将粘弹性理论作为软组织建模依据;采用面模型与四面体网格单元相辅相成的方法建立几何模型,面模型覆盖在外表面用于视觉渲染,四面体网格单元用于物理模型的骨架支撑,使模型具有更好的视觉效果以及形变效果,增强了模型的逼真度;对软组织物理建模方法归纳总结,为软组织模型优化奠定基础。针对软组织模型粘弹性表现不足的问题,基于四面体网格拓扑结构,将叁参量粘弹结构与填充球模型相结合,提出软组织粘弹性混合填充球模型。该模型是将填充球体布置在四面体网格顶点处,叁参量粘弹结构连接相邻的填充球,构成四面体四条边,表现出了模型的“体”特性。该方法解决了传统质点-弹簧模型塌陷失真、粘弹性特性缺乏的问题,提高了模型形变精度。基于改进算法对肝脏器官成功建立粘弹性混合填充球模型,证明该建模方法可行、有效。基于软体实时形变的特点,采用AABB包围盒法自顶向下对虚拟对象构建包围盒树,降低计算复杂度,提高实时性。以肝脏器官模型与手术器械为例,建立AABB包围盒,实现刚体与软体之间的碰撞检测,证明碰撞检测算法的有效性;采用弹簧-阻尼模型实现反馈力的计算,增强了虚拟手术的真实感。为验证软组织模型形变正确性,搭建虚拟手术仿真平台,通过力反馈设备对肝脏模型施加力,证明模型在力作用下的形变效果良好;完成应力-应变仿真实验,证明模型具有良好的松弛特性及蠕变特性。(本文来源于《沈阳工业大学》期刊2019-06-04）
李飞燕[9]（2019）在《虚拟手术中生物软组织力学性能的研究》一文中研究指出随着虚拟现实技术和增强现实技术的不断发展,两者技术与医学手术相结合便产生了虚拟手术仿真系统。虚拟手术仿真系统为用户提供了手术真实场景的再现,用户通过力反馈触觉交互设备在虚拟环境中模拟真实手术过程,获得逼真的触觉反馈和视觉效果,它可应用于医生的手术规划、术中导航、术后评估及手术训练等方面。在外科手术操作中,医生经常通过手术器械感知人体的软组织器官,对软组织器官的物理模型建立是虚拟手术仿真系统的关键技术之一。软组织的力学性能参数一直是制约虚拟手术中模拟器官物理模型的发展,成为开发该系统中软组织物理模型精确性的一个瓶颈。因此,研究生物软组织力学性能特性及测量软组织的力学参数对提高虚拟手术中的触觉反馈效果具有重要的作用。在国内外对软组织力学性能和力学参数测量的研究基础上,本文搭建一个用于测量软组织力学性能的实验平台,通过测量软组织的力学参数,建立软组织力学模型,并利用有限元仿真软件对模型进行有效验证,最终目的是让该模型应用在虚拟手术系统中以实现更真实的力反馈效果。具体完成的工作如下:(1)在分析软组织的力学性能特征的基础上,重点研究了软组织的超弹性和粘弹性,并总结了这两个特性的主要研究现状和现有的模型。通过分析软组织的材料特性,结合实验数据,提出了适合本文研究对象的超弹性模型和粘弹性模型。利用MATLAB软件对实验数据进行分析,将数据与模型相结合,确定模型参数,得到具体的模型表达式。(2)为了测量软组织的力学参数,设计软组织的力学实验方案,以猪肝脏为研究对象,分别设计猪肝的单轴拉伸实验和压缩实验。此外为了研究软组织的粘弹性,还设计了应力松弛实验和蠕变实验。在实验的基础上,将实际测量软组织的真实力学参数,如肝脏的弹性系数和粘度系数等应用到模型当中。(3)为了进一步验证模型的有效性,利用ABAQUS有限元仿真软件对猪肝的拉伸实验进行有限元仿真,并将仿真实验数据与实际测量数据进行比较。(本文来源于《云南师范大学》期刊2019-06-03）
李晨[10]（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）
虚拟手术论文开题报告
（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：
目的分析虚拟手术设计对下颌骨放射性骨坏死手术治疗的价值,为临床应用提供参考。方法 2017年9月—2018年6月间,采用3D虚拟手术软件CMF Proplan 2.0对13例下颌骨放射性骨坏死患者进行术前评估及虚拟手术设计,设计并3D打印手术导板,术中完成病灶骨切除、腓骨塑形、移植骨定位;部分病例同期行种植体植入,术后3～6个月完成义齿修复。对患者的一般资料、围手术期资料、疗效等信息进行分析。结果所有患者均顺利完成手术,游离腓骨肌皮瓣存活率100%(13/13),1例患者出现并发症(皮瓣边缘部分坏死)。随访时间为7～15个月,中位时间为10个月。所有患者治疗均达到治愈效果。开口度增加≥1 cm、0.5 cm≤开口度增加<1 cm、开口度增加<0.5 cm的例数分别为5、6、2例。影像学检查示12例患者骨质愈合良好,1例术后7个月尚在愈合中。得牙率为92.3%(12/13),其中3例行同期种植修复,咀嚼效率平均值为56.11%±7.12%(42.03%～67.83%)。结论虚拟手术设计是下颌骨放射性骨坏死手术治疗的有效方法,能降低手术风险,更有效地进行下颌骨外形及功能修复。
（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].欧展鹏,张汉卿,李群星,林欣祤,范松.虚拟手术设计在下颌骨放射性骨坏死手术治疗中的应用[J].口腔疾病防治.2019
[3].梁善良.3D打印技术结合虚拟手术设计内固定治疗复杂胫骨平台骨折的疗效分析[J].中国医药指南.2019
[4].代飞.探讨虚拟手术训练系统在骨科住院医师临床教学中的应用[J].世界最新医学信息文摘.2019
[5].张楚茜,回文宇,林艳萍,吴锦阳,陈士行.用于临床技能培养的口腔颅颌面数字化虚拟手术平台的建立与应用[J].组织工程与重建外科杂志.2019
[6].秦芝宝.胸腔镜虚拟手术基础训练与医学重建的研究及实现[D].云南师范大学.2019
[7].夏成启.基于物理的渲染算法在虚拟手术中的应用研究[D].云南师范大学.2019
[8].赵瑞影.面向虚拟手术的软组织建模技术与碰撞检测算法研究[D].沈阳工业大学.2019
[9].李飞燕.虚拟手术中生物软组织力学性能的研究[D].云南师范大学.2019
[10].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