虚拟现实技术在医学手术仿真训练中的实现与应用
于研究探索阶段。加利福尼亚的San Francisco大学外科系与伯克利学院的电子工程与计算机科学系对虚拟腹腔手术的研究等。另外,有一些从事虚拟现实技术开发的公司也针对医学手术领域研制出了一些产品,包括体数据可视化的软件包、专用的虚拟手术器械等。
在国内,大部分的研究工作集中在对医学图像的三维重建及其可视化等基础技术方面,清华大学和浙江大学等院校及研究单位在基于计算机图形学的医学图像三维可视化算法研究领域也取得了较大的成果。
3、当前虚拟医学手术仿真训练的技术难点
经过对国内外现状的分析,可以见到:随着计算机技术、传感器技术的飞速发展,虚拟医学手术仿真训练的研究在模型实时显示、器官组织纹理的制作、碰撞检测与定位和触觉传感等方面已经取得了一定的进展,并已有个别的成型系统研制成功,但当前虚拟医学手术仿真训练的研究还需解决如下技术难点:
3. 1 仿真的逼真性较低,主要原因是不同虚拟人体组织(尤其是软组织)的精确解剖结构和几何模型细节层次的建立以及三维实时显示算法仍有待进一步的改进和优化;
3. 2 虚拟组织的各种行为模型(即真实动态物理模型,如在受到外力时的组织实时形变等)的建立还不够完善和真实;
3. 3 多通道感觉的缺乏,目前研究大多集中于视觉效果的虚拟,对其他感觉通道如听觉、触觉等力反馈的表现较为缺乏,而在医学手术中力的反馈是非常重要的;
3. 4 多种不同来源的三维医学影像数据的融合和复杂模型的LOD模型优化等技术尚有待发展;由于人体数据的复杂程度高、量大,采用现有数据组合生成最终虚拟手术使用的人体模型数据集的建模方法还有待研究;
3. 5 由于西方人种与黄色人种在生理结构上有一定的差异,国外人体模型和研究产品并不能完全适应我国的需要。因此,目前还没有适合于我国虚拟手术用的人体模型。
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