论文血管介入手术三维导航仿真软件设计是适合不知如何写软件设计方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于软件设计论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
摘 要：本文在虚拟内窥镜技术的基础上,提出一种方法进行介入手术的三维导航仿真.该方法使用了两个三维绘制窗口分别读入体绘制和面绘制的血管模型.含有体绘制的血管模型的三维绘制窗口进行标志物移动的实时三维导航；含有面绘制的血管模型的三维绘制窗口进行标志物经过路径的显示和血管的内窥观察.通过两种绘制窗口同步仿真,来达到了对介入手术三维导航的目的.
关键词：血管；介入手术；三维导航；仿真；心脏支架
中图分类号：TP391 文献标识码：A
Abstract：In this project a new method is also proposed to simulate the interventional medical procedural simulation based on the virtual endoscopy system developed in this project.The simulation of the intervention is realized by adding virtual markers of interventional catheter and the nigation of the medical devices is modeled through synchronous presenting in two models both in volume rendering and surface rendering.It can be shown that intrascular nigations and virtual markers’ positions are accurately represented and visualised.
Keywords：vessel；interventional operation；3D nigation；simulation；heart stents
1 引言（Introduction）
随着虚拟内窥镜技术的成熟,虚拟内窥镜逐渐替代传统的侵入式内窥镜,以此避免对人体上侵入损伤[1-4].
本章在虚拟内窥镜技术的基础上,加入介入手术导管的虚拟标志,达到对介入手术进行三维导航仿真的目的.在面绘制的血管模型内部进行内窥的同时,含有体绘制的血管模型的三维绘制窗口进行标志物移动的实时三维导航,从而既能够从宏观的角度来观察虚拟标志物在人体内的位置,又能够从微观角度观察虚拟标志物在人体血管内部的状况.
2 仿真软件平台的搭建（Building of simulation
software）
该介入手术的三维导航仿真软件使用MITK（Medical Imaging Interaction Toolkit）作为开发框架.对血管的三维面绘制以及体绘制模型进行分别读取；通过使用介入手术路径采集插件进行虚拟导管的路径信息采集；最终通过两个含有体绘制的血管模型的三维绘制窗口进行标志物移动的实时三维导航；含有面绘制的血管模型的三维绘制窗口进行标志物经过路径的显示和血管的内窥观察.
2.1 介入手术路径数据采集插件
在对介入手术进行三维导航仿真过程中,需要先对介入手术中导管移动的坐标信息进行采集.本文的手术是通过在虚拟内窥镜的基础上加入介入导管的虚拟标志物进行仿真实现的.
本文创建了介入手术路径数据采集（Intervention）插件用于路径信息的采集.该插件通过用户交互界面对三维绘制窗口中的血管模型内部进行实施移动操作,并将每一次的移动坐标信息进行保存,以构成一次完整的介入手术的路径信息.
介入手术路径数据采集插件的具体实现方法是通过在三维绘制窗口中创建一个虚拟的标志物（比如一个白色的圆锥）来表示代替现实世界中的介入导管.通过软件的交互界面对该虚拟标志物的进行移动操作,然后输出虚拟标志物的移动位置给外部的介入导管,以此来指导介入导管在人体血管的移动并输出位置信息.
2.2 介入手术三维导航仿真插件
介入手术三维导航仿真插件在MITK提供的导航数据播放（Nigation Data Player）插件的基础上改进完成,导航数据播放插件能够将可扩展标记语言（.xml）文件进行读取,并将文件中所记录的介入导管坐标信息和相应的时间信息提取出来,对介入手术进行回顾重放.
为了实现在血管内部进行介入手术过程的虚拟现实仿真,对该插件进行功能扩展：
（1）将三维绘制窗口的视角对虚拟介入导管进行实时跟踪,并通过滑动条进行对照相机和虚拟标志物位置关系的调节.该功能通过点击“CameraTrace”按钮进行激活,点击“GeneralMode”则取消.
（2）通过在程序对文件内记录的介入导管坐标信息进行提取的时,将该信息的数值赋值给一个三维数组；并通过滑动条进行照相机位置的微调,来实现照相机的实时跟踪.通过滑动条和浮点数值“factor”进行系数的调节,即照相机在三维绘制窗口的实时位置为：；；.
其中,Cx、Cy、Cz为照相机的当前位置,Rx、Ry、Rz为滑动条的当前值,F为浮点数值“Factor”系数,Vx、Vy、Vz为虚拟标志物的当前位置.滑动条的数值区间为—100至100,当“Factor”系数为1.00时,三维窗口中照相机移动的区间对应为—20mm至20mm.
3 心脏支架手术三维导航仿真实例（Instantiate of heart stents 3D nigation simulation）
心脏支架手术是针对心脏冠状动脉堵塞引发的心肌缺血、心肌梗塞而进行对冠状动脉进行扩张的治疗手术.该手术通过在人体大腿内侧切开口,将支架导管送入动脉中,沿着下肢动脉向上移动至主动脉弓,然后进如冠状动脉的狭窄点或堵塞点,然后进行支架撑开,打通血管,让血液流通.
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参考文献：
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