高保真触觉染用于虚拟钻探梯度有孔骨在外科手术培训中的虚拟钻探

科学领域:

• 整形外科手术 整形外科手术
• 医疗模拟 医疗模拟
• 机器人技术 机器人技术 机器人技术

背景情况:

• 腿部部骨折手术需要精确的钻孔技术.
• 在骨科培训期间触觉反不足可能导致手术错误.
• 掌握触觉互动对于外科医生进行复杂手术至关重要.

研究的目的:

• 开发一个虚拟钻井手术培训系统,用于股骨骨折的高保真触觉反.
• 提高骨结构模拟的现实性,以改善外科手术培训.
• 为了验证系统在提高外科手术技能的有效性.

主要方法:

• 使用Triple dexel进行现实的股骨表面重建.
• 采用了三种周期性最小表面 (TPMS) 方法的多形态学来模拟异质骨结构.
• 开发了一种触觉交互算法,集成Triple dexel和TPMS,用于精确的力反和骨芯片密度模拟.

主要成果:

• 触觉交互算法准确计算了骨芯片密度,模拟了多孔度变化.
• 一个机器人实验平台与牛骨实验对拟议的力模型进行了验证.
• 医学学生使用虚拟培训系统展示了改善的手眼协调.

结论:

• 开发的虚拟钻井系统为骨科培训提供现实的触觉反.
• 三倍德克塞尔和TPMS的集成有效地模拟虚拟钻探期间的骨特性.
• 该系统显示了增强外科培训和改善骨科手术患者安全的潜力.