设计和开发基于虚拟现实的个性化培训系统,用于血管干预手术
Pan Li1, Boxuan Xu1, Xinxin Zhang1
1Tianjin Key Lab of Integrated Design and On-line Monitoring for Light Industry & Food Machinery and Equipment, College of Mechanical Engineering, Tianjin University of Science & Technology, Tianjin 300222, China.
Computer methods and programs in biomedicine
|March 28, 2024
概括
本研究介绍了血管干预手术的高级虚拟训练模型,改善模拟现实性和实时性能,以更好地获得外科技能.
科学领域:
- 医疗模拟 医疗模拟
- 生物医学工程 生物医学工程
- 进行外科手术培训.
背景情况:
- 虚拟培训可以提高外科手术技巧,但目前的模型缺乏忠实性.
- 现有的血管和导线模拟是不精确和缓慢的.
- 限制阻碍了血管干预的有效虚拟培训.
研究的目的:
- 为血管干预训练开发高保真,实时的虚拟模型.
- 为了提高血管和导线模拟的准确性和响应性.
- 为增强外科模拟创建一个统一的框架.
主要方法:
- 集成基于位置的动力学,形状匹配和Cosserat弹性杆.
- 开发了一个统一的粒子框架,用于实现现实的变形.
- 实现了多级连续碰撞检测与空间散列.
主要成果:
- 达到了7毫秒的血管模型响应时间 (43.75%的改善).
- 导线模型展示了现实的曲/扭曲,反应时间为6毫秒.
- 模拟器实现了64 FPS,血管干预的响应时间为15.42毫秒.
结论:
- 拟议的方法可以为血管和导线模型提供准确的实时变形模拟.
- 通过统一的模拟和碰撞检测框架提高互动效率.
- 该系统适用于血管干预外科手术的高级虚拟培训.
