开发一个基于虚拟现实的斜腿植入体手术培训系统,具有全球碰撞检测和优化的有限元方法模型
Ao Leng1, Bolun Zeng1, Yizhou Chen1
1Institute of Biomedical Manufacturing and Life Quality Engineering, School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, China.
Computer methods and programs in biomedicine
|November 25, 2023
概括
这项研究引入了对肌肉植入程序的先进外科培训系统,通过集成的视觉,触觉和听觉反增强了现实性. 该系统有效地提高了外科医生的技能,提供了一个新的培训解决方案.
科学领域:
- 医疗模拟 医疗模拟
- 手术培训技术手术培训技术
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 腹肌植入手术由于复杂的解剖学和有限的可视化存在重大挑战.
- 这种程序的传统培训方法昂贵,缺乏足够的实践机会.
研究的目的:
- 开发和验证一种新的,沉浸式的手术培训系统,用于腹肌植入体手术.
- 通过整合先进的模拟技术来解决当前培训方法的局限性.
主要方法:
- 开发了一个新的训练系统,使用动态界限体积层次 (BVH) 和Symplectic Euler用于碰撞检测.
- 优化有限元法 (FEM) 模型被用于现实的软组织模拟和碰撞反应.
- 该系统集成了视觉,触觉和听觉反,提供了沉浸式的外科手术体验.
主要成果:
- 该系统准确地模拟了手术力,并与实际的斜骨植入程序进行了验证.
- 新手外科医生在最初的评估中报告了对该系统的满意体验.
- 随着时间的推移,使用该系统的扩展培训显示了外科医生的技能显著提高.
结论:
- 开发的系统创新地将全球碰撞检测与优化软组织模拟相结合.
- 实验验证证证实了该系统的有效性,作为牙植入体手术的新培训解决方案.
- 这项技术为复杂的牙科植入物程序提供了一个更现实的,更有效的培训平台.
