基于虚拟器官的手术计划系统类产品注册中关键问题的研究

基于虚拟器官的手术计划系统类产品正异军突起,为保证产品安全有效,国家对医疗器械产品实行严格的市场准入制度,新产品必须取得国家医疗器械产品注册证后方可销售和使用。因此对数字化虚拟器官及手术计划系统类医疗器械产品,注册过程中的技术标准制定、风险分析、临床试用等环节进行必要的研究阐述。

虚拟现实手术计划系统在颅内动脉瘤诊治中的应用

目的探讨虚拟现实手术计划系统在颅内动脉瘤诊治中的应用价值。方法应用虚拟现实手术计划系统对61例颅内动脉瘤手术患者进行诊断及术前计划,分析手术计划系统对颅内动脉瘤的诊断价值、分析手术计划与手术操作之间的关系。结果所有手术病例均显示术前诊断、术前计划与手术所见相吻合。结论虚拟现实手术计划系统是颅内动脉瘤辅助诊断的有益补充,并且对于指导颅内动脉瘤手术有意义。

数字化虚拟肝脏手术计划系统注册管理研究

医疗器械是救死扶伤、防病治病的特殊产品，其产品质量直接影响到人们的健康和安全，因此国家历来非常重视医疗器械的质量，制定并颁布了一系列法规规章、运用多种途径和手段对医疗器械产品质量进行管制。即实行严格的医疗器械产品市场准入制度。为了保证产品的安全有效，

基于手术医生头位姿的三维人体部位显示技术

虚拟手术技术是训练实习医生或医生进行新手术规划的重要技术,其中人机交互方式是决定虚拟手术是否具有真实感的重要因素。本文主要研究基于医生手术头位姿的人体部位显示技术,对于VTK世界坐标系、VTK相机坐标系以及PATRIOT^(TM)追踪设备世界坐标系进行了描述,并分析了三者坐标系之间的转换过程。然后通过对PATRIOT^(TM)追踪设备坐标数据的编码与解码,结合对人体器官追踪人体视角位置及角度的阈值控制,实现了基于手术医生头位姿的三维人体部位显示技术的研究。同时,为了进一步精确的我们的实验结果,对相机坐标系与PATRIOT^(TM)追踪设备世界坐标系的差值测量进行了标定。最终实验结果表明我们所创建的基于手术医生头位姿的三维部位显示技术可以满足高真实感虚拟手术的仿真需求。

肝脏外科手术虚拟系统的建立与初步应用

目的开发建立肝脏外科手术虚拟系统，以便术前科学、合理地制订手术方案，降低手术风险，完成精确手术。方法应用肝脏外科手术虚拟系统进行术前模拟，实现肝脏的精确分割、测量，测定各静脉的回流区域；直观显示肝内脉管的分布及变异情况；模拟肝脏外科多种手术方式，选择合理的手术方案。结果肝脏虚拟手术系统可对肝脏的分割、肝静脉的回流、脉管的吻合，尾状叶的处理等情况进行科学、准确的个性化分析；可模拟肝外科多种手术方式及其结果，有助于确定合理的手术方案，降低手术风险。结论肝脏虚拟手术系统有助于揭示个体肝脏的解剖特点，确定合理的手术方式，降低了手术风险，保证手术安全。

“肝癌手术计划系统”的研究与应用

针对现有的制定肿瘤手术计划中对人体器官内部管道结构不够直观，手术难度与风险较大和安全可靠性不够等问题，将虚拟现实技术应用于医疗领域，研究开发能够辅助临床肝病治疗的肝癌手术计划系统。该系统将临床CT设备获取的肝脏图像信息进行图像分割、三维图像重建，结合肝脏的物理模型和功能模型，在计算机中构建虚拟的手术环境，为外科医生进行手术模拟、手术导航、制订手术方案和手术培训提供客观、准确、直观、科学的手段。

医学体数据中基于局部特征尺寸的Delaunay四面体化算法

为了从医学体数据构建面向虚拟手术仿真系统的器官实体模型,提出一种基于局部特征尺寸的Delau-nay四面体化算法。首先采用Marching Cubes算法和外存模型简化技术从体数据中得到器官等值面简化模型,提出重心射线法去除内部冗余网格,获得器官多面体表面;然后基于局部特征尺寸构建表面顶点保护球,结合Delaunay细分算法生成边界一致的初始四面体网格;最后提出基于随机扰动的空间分解法快速生成内部节点,并逐点插入到四面体网格中优化单元质量。该算法克服了Delaunay细分算法无法处理锐角输入的缺点,并从理论上证明其收敛性。实验结果表明,与Delaunay增量算法相比,该算法显著提高了边界保持能力且实现较为简单,生成的器官模型已应用于虚拟手术仿真系统。

机器“病人”让实习医生游刃有剁

日前，由敏行机器人公司研制的国内首个微创手术模拟系统面市，实习医生只需在模拟真人的机器人身上进行手术，即可获得赶量临床手术经验，迅速提高临床水平，大起缩短培训周期。敏行机器人公司经过在解放军总医院万时两年多的核心技术攻关，最终研发出国内首个微创手术模拟系统。该系统可模拟具占高度真实感的虚拟人体组织器官、微创手术器械等，