虚拟现实技术在骨科中的运用ppt课件

虚拟现实技术在骨科中的 运用 目 录 4 前 言 背 景1 2 3 5 研 究 对 象 实 验 步 骤 病 例 介 绍 讨 论 展 望 基本含义基本含义 人工交互技术 传感技术 人工智能 计算机图形学 虚拟现实 虚拟手术在现代外科中的应用 肝胆 外科 颌面 外科 矫形 外科 虚拟 手术 基本特征 多感知性 交互性 沉浸感 异物感 前言背景 重构手术部位及周围的 组织解剖结构 位置测量、空间映射、 手术干预和定位精度 虚拟现实中进行手术规 划和手术方案的模拟 虚拟 现实 图像 处理 手术 定位 空间 匹配 研究资料 影像学资料影像学资料 CT 工作站 X片 研 究 材 料 重建患者髋关节结构 三维检测及三维测量 虚拟手术操作平台 Mimics10.0 Geomagic studo 8.0 3ds max v 7.0 齿状突骨折模型的建立 腰椎转移瘤的术前评估 股骨颈骨囊肿三维模型 相关病例介绍 2 3 4 全髋表面置换术的设计1 全髋表面置换术的设计 实验 1 实验 2 三维重建髋关节 3D模型 HRA可视仿真虚拟操作 前言背景 全髋表面置换 全髋关节置换 股骨头缺血性坏死三维结构重建 图 1-1 骨盆正位 X片 图 1-2 髋关节侧位 X片 股骨头缺血性坏死三维结构重 建 图 1-3 骨盆 CT扫描 股骨头缺血性坏死三维结构重建 蒙罩 编辑 区域 增长 计算 三维 重建后的三维模型还要经过光滑处理 DICOM格式的原始数据导入计算机工作站 股骨头缺血性坏死三维结构重建 图 1-4界定阈值 图 1-5 编辑蒙罩 股骨头缺血性坏死三维结构重建 图 1-6 3D计算 股骨头缺血性坏死三维结构重建 图 1-7 骨盆前面观 图 1-8 骨盆后面观 股骨头缺血性坏死三维结构重建 图 1-9 骨盆并硬化带 图 1-10骨盆并囊性变 股骨头缺血性坏死三维结构重建 图 1-11 髋臼前面观 图 1-12髋臼 后面观 股骨头缺血性坏死三维结构重建 图 1-14， 1-14， 1-15， 1-16分别髋臼右侧面 观及左侧面观，并股骨颈的病变组织 股骨头缺血性坏死三维结构重建 图 1-17， 1-18， 1-19， 1-20分别右侧股骨前后 观及左侧股骨前后观 股骨头缺血性坏死三维结构重建 图 1-21， 1-22， 1-23， 1-24分别右侧股骨并硬 化带囊性变及左侧股骨并硬化带囊性变 股骨头缺血性坏死三维结构重建 图 1-25， 1-26分别右侧股骨颈病变组织 左侧股骨颈病变组织 股骨头缺血性坏死三维结构重建 图 1-27硬化带特性 图 1-28囊性变特性 图像比较 术前，术中，及 三维重建后比较 双侧股骨头前外侧囊性变 ,囊性变周围夹杂着硬 化带，左侧股骨头皮质破坏明显，前外侧塌陷。 可视化虚拟仿真手术 实验材料：左侧股骨 3D模型 实验设备：计算机工作站 实验软件：（ 1） Geomagic; （ 2） 3dsmax 可视化虚拟仿真手术 假体大小确定 股骨颈直径确定 股骨近端打磨 - 股骨颈中心定位 假体的选择 分别测量 股骨头颈 交界处的 前后，内 外侧的最 大直径 股骨颈中心定位 沿股骨颈 部中心轴 导入模拟 导针 平台锉打磨 去除股 骨颈近 端骨质 部分约 6mm厚 桶状锉打磨 观察股骨 颈皮质处 是否有切 迹的形成 锥形锉打磨 股骨近端打磨顺序示意图 股骨近端虚拟打磨后结果 上面观 下面观 股骨近端虚拟打磨后结果 前面观 后面观 虚拟手术前后对比图 前后观 内外观 虚拟打磨过程概述 3ds max v7.0布尔逻 辑运算系统 虚拟手术 器械设计 近端股骨 虚拟打磨 仿真术后 骨质评估 虚拟 手术 股骨颈骨囊肿三维数字模型 三维模型 三维测量 腰椎肿瘤术前评估 邻近脏器关系 模拟减压及钛笼植入 模拟后路椎弓根螺钉固定 整个模拟手术 术中所见 微型齿状突骨折建立 齿状突骨折 模拟后路短节段固定 透明后处理 术后 X片及 CT重建 枕小神经、耳大神经形态枕小神经、耳大神经形态 颈横神经、锁骨上神经形态颈横神经、锁骨上神经形态 膈神经、 肩胛提肌肩胛提肌 、斜角肌 颈丛在颈内静脉后方，胸锁颈丛在颈内静脉后方，胸锁 乳突肌深面走行乳突肌深面走行 颈丛皮支、颈丛皮支、 膈神经、脊髓、颈膈神经、脊髓、颈 神经神经 毗邻关系毗邻关系颈丛皮支、动静脉毗邻关系 颈丛皮支、动静脉毗邻关系 臂丛神经根、干、股、束、臂丛神经根、干、股、束、 14支支 臂丛神经和周围结构三维模型臂丛神经和周围结构三维模型 讨 论 视野 拓展 仿真 手术 精确手术方案设计、模拟手术操 作 、 术中三维可视定位 、 手术导 航，保证手术质量。 病变 评估 虚拟 现实 虚拟仿真特点概述 1 2 3 4 精确化 个性化 微创化 远程化 前景展望 1、基于虚拟现实的 3D解剖能给解剖学教学带来 根本性的变化。 2、虚拟现实将会更多地应用于复杂创伤、脊柱 及关节微创手术 偏倚或不足 1 2 3 前期工作量较大 缺乏统一的软件 针对个案特殊 参考文献 1.刘登均 ,李奇 ,林荔军 ,等 .股骨颈骨囊肿三维数字模型的建立 J. 广东医学 .2010.31(19):2052-2054; 2.刘登均 ,李奇 ,李鉴轶 ,等 .可视化虚拟手术在全髋关节表面置换中的应用 J.重庆医学 ,2010,39(7)787-788； 3.刘登均 ,贺小兵 ,王明贵 ,等 .Mimics软件在腰椎转移性肿瘤术前评估中的应用 J.中国数 字医学 .2011,6(1); 4.刘登均 ,李争艳 ,李鉴轶 ,等 .全髋关节表面置换术个体化数字手术的设计 J.中国数字医 学 .2011,6(5):89-92; 5.刘登均 ,贺小兵 ,王明贵 ,等 .基于 CT断层图像重建股骨头缺血性坏死髋关节的三维结构 J.局解手术学杂志 .2011,20(2):154-156; 6.刘登均 贺小兵 王明贵等，基于术前三维量化的头颈开窗技术治疗早期股骨头缺血性坏 死，中国数字医学 2012年 07卷 12期 7.刘登均 贺小兵 王明贵等， Mimics软件在齿状突骨折诊断中的价值，局解手术学杂志 201