虚拟腹腔镜肝囊肿开窗手术的分析与设计

摘要

随着腹腔镜手术的发展，腹腔镜手术得到了广泛应用，但同时对实行腹腔镜手术操作的人员的要求也变得更高，这对手术的操作培训提出了新的要求。传统手术培训方式存在很大的局限性，而基于虚拟现实的虚拟手术培训能够多次重复练习，训练开销小，训练周期短。肝囊肿是临床上很常见的肝内囊性病变，目前腹腔镜肝囊肿开窗手术已成为治疗肝囊肿的主要方法。
　　目前已有的虚拟腹腔镜肝囊肿开窗手术很多都不完整或者只提供了简单的功能，不足以满足手术培训需求，因此本文针对这一现状开发了虚拟腹腔镜肝囊肿开窗手术。本文根据四孔法腹腔镜肝囊肿开窗手术设计了虚拟手术流程，在实验室已有的模型基础上制作了虚拟腹腔镜肝囊肿开窗手术需要用到的人体器官模型与手术器械模型，模型真实度能够基本满足手术训练需求；使用非物理方法实现了软组织形变模拟，通过预制形变动画的方法模拟形变过程，该方法响应快、实时性高；利用虚拟腹腔镜手术开发模块实现了虚拟腹腔镜肝囊肿开窗手术，实现了对手术器械的操作和对手术流程的控制，使实习医生能够快速熟悉腹腔镜肝囊肿开窗手术的流程。
　　本文开发的虚拟手术人机交互友好，能够模拟腹腔镜肝囊肿开窗手术的完整流程，给实习医生带来真实的手术体验，使实习医生熟悉手术操作，从而达到提高实习医生手术水平的目的。

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1 绪论

1.1 课题的背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

2 虚拟腹腔镜肝囊肿开窗手术的需求分析与方案设计

2.1 引言

2.2 虚拟腹腔镜肝囊肿开窗手术流程分析

2.3 虚拟腹腔镜肝囊肿开窗手术需求分析

2.4 虚拟腹腔镜肝囊肿开窗手术技术路线

2.5 本章小结

3 虚拟腹腔镜肝囊肿开窗手术场景的构建

3.1 引言

3.2 三维建模

3.3 软组织形变模拟

3.4 虚拟腹腔镜肝囊肿开窗手术中模型间交互的分析与设计

3.5 本章小结

4 虚拟腹腔镜肝囊肿开窗手术的实现

4.1 引言

4.2 基于虚拟腹腔镜手术开发模块的肝囊肿开窗手术的模拟

4.3 虚拟腹腔镜肝囊肿开窗手术的展示

4.4 本章小结

5 总结和展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献