浙江大学CAD&CG国家重点实验室：基于VR的虚拟手术仿真（PPT讲稿）

基于vR的虚拟手术仿真 浙江大学cAD8cG国家重点实验室

基于VR的虚拟手术仿真 浙江大学CAD&CG国家重点实验室

手术仿真系统 虚拟现实技术的飞速发展和广阔应用前景 虚拟现实系统技术在现代医学中的应用 内窥镜手术等先进外科手术方式的出现 应用:手术培训,手术计划,手术治疗 研究内容: 医学数据的交互与可视化 组织变形的模拟 感官反馈的模拟

手术仿真系统 虚拟现实技术的飞速发展和广阔应用前景 虚拟现实系统技术在现代医学中的应用 内窥镜手术等先进外科手术方式的出现 应用：手术培训，手术计划，手术治疗… 研究内容： 医学数据的交互与可视化 组织变形的模拟 感官反馈的模拟

Satava的三代医学仿真系统框架 第一代医学仿真系统:着重于表现人体 几何特性 第二代医学仿真系统:加入人体作为生 物体的物理特性 第三代医学仿真系统:考虑人体各器官 的功能本质

Satava的三代医学仿真系统框架 第一代医学仿真系统：着重于表现人体 几何特性 第二代医学仿真系统 ：加入人体作为生 物体的物理特性 第三代医学仿真系统：考虑人体各器官 的功能本质

系统功能模块图 三!野建 医学图象库 几何模型 物理模型 研究对象模型 计算模型 碰撞检测 生物体 物理属性 减计算时 变形、应力计算 拓扑变化 图形绘制

系统功能模块图

几何模型重建 医学图象数据集 等值线抽取 拓扑重构 几何重构

几何模型重建

层次四面体模型生成 三角片表面几何重构 第i层 (最短对角线法) 第+1层 断层间层次四面体重 构(以一定的规则遍 第i层 按相同方向遍历 历) 第i+1层

层次四面体模型生成 三角片表面几何重构 （最短对角线法） 断层间层次四面体重 构 （以一定的规则遍 历）

体模型简化算法 四面体网格是一种普遍的体模型表示方法。 大量的四面体数据使得数据存储、体绘制、 有限元计算、实时处理等变得困难。 提出了直接针对四面体体数据进行简化的 新算法

体模型简化算法 四面体网格是一种普遍的体模型表示方法。 大量的四面体数据使得数据存储、体绘制、 有限元计算、实时处理等变得困难。 提出了直接针对四面体体数据进行简化的 新算法

简化算法思想 采用点删除法简化边 Layer(n-1) 界面,保持边界特性。L-sco Layer(n+1) 构造六面体网格替代 内部四面体 MO 用四面体填充边界面 和六面体网格面连接 处的空洞。 V10

简化算法思想 采用点删除法简化边 界面，保持边界特性。 Vr V1 V2 V3 V5 V4 V6 Layer(n-1) Layer(n+1) Layer(n) V00 V01 V02 V10 V11 M0i M1i M0j M1j 构造六面体网格替代 内部四面体。 用四面体填充边界面 和六面体网格面连接 处的空洞

简化算法优点 是一种体数据的简化算法; 保持模型的边界特性,简化效果好; 允许用户定义简化程度,能建立多分辨率 模型体数据; 实现简单

简化算法优点 是一种体数据的简化算法； 保持模型的边界特性，简化效果好； 允许用户定义简化程度，能建立多分辨率 模型体数据； 实现简单

体模型简化结果 (a) (d) (f) 组成模型四面体数: a:16104b:7302c:2671d:1227e:714f179

体模型简化结果 组成模型四面体数： a:16104 b:7302 c:2671 d:1227 e:714 f:179