基于腹腔外科机器人手术系统的虚拟仿真技术研究
| 摘 要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-21页 |
| 1.1 研究背景及目的和意义 | 第11-12页 |
| 1.2 腹腔外科机器人手术系统国内外研究现状 | 第12-17页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第12-15页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第15-17页 |
| 1.3 虚拟手术的关键技术综述 | 第17-19页 |
| 1.3.1 几何建模 | 第17页 |
| 1.3.2 物理建模 | 第17-18页 |
| 1.3.3 力反馈 | 第18-19页 |
| 1.4 课题来源及本文研究的主要内容 | 第19-21页 |
| 1.4.1 课题来源 | 第19页 |
| 1.4.2 论文研究的主要内容 | 第19-21页 |
| 第二章 虚拟手术系统建模及仿真平台搭建 | 第21-29页 |
| 2.1 引言 | 第21页 |
| 2.2 几何建模 | 第21-25页 |
| 2.2.1 人体组织模型的几何建模 | 第21-23页 |
| 2.2.2 腹腔外科手术机器人及微器械建模 | 第23-25页 |
| 2.3 手术场景建模及漫游交互 | 第25-26页 |
| 2.4 仿真平台结构 | 第26-28页 |
| 2.5 本章小结 | 第28-29页 |
| 第三章 腹腔手术机器人机械臂设计及运动仿真 | 第29-41页 |
| 3.1 引言 | 第29页 |
| 3.2 腹腔外科手术机器人机械臂设计 | 第29-33页 |
| 3.2.1 从手机械臂远心定位机构设计 | 第30-31页 |
| 3.2.2 机械臂整体结构确定 | 第31-33页 |
| 3.3 腹腔外科手术机器人机械臂运动学分析 | 第33-37页 |
| 3.3.1 正运动学分析 | 第33-35页 |
| 3.3.2 逆运动学求解 | 第35-37页 |
| 3.4 运动仿真算法 | 第37-38页 |
| 3.5 运动仿真效果 | 第38-40页 |
| 3.6 本章小结 | 第40-41页 |
| 第四章 软组织物理建模及变形仿真 | 第41-58页 |
| 4.1 引言 | 第41页 |
| 4.2 软组织物理模型建立 | 第41-44页 |
| 4.2.1 质点弹簧模型分析 | 第41-43页 |
| 4.2.2 胆囊及其附属管路质点弹簧模型建立 | 第43-44页 |
| 4.3 碰撞检测分析 | 第44-45页 |
| 4.4 胆囊按压变形仿真实验 | 第45-51页 |
| 4.4.1 力平衡计算 | 第45-47页 |
| 4.4.2 力反馈计算 | 第47-48页 |
| 4.4.3 按压变形仿真算法 | 第48-49页 |
| 4.4.4 胆囊按压变形仿真实现 | 第49-51页 |
| 4.5 胆囊夹持变形仿真实验 | 第51-57页 |
| 4.5.1 力平衡关系计算 | 第51-53页 |
| 4.5.2 力反馈计算 | 第53-54页 |
| 4.5.3 夹持变形仿真算法 | 第54-55页 |
| 4.5.4 胆囊夹持变形仿真实现 | 第55-57页 |
| 4.6 本章小结 | 第57-58页 |
| 第五章 切割与缝合仿真实验 | 第58-77页 |
| 5.1 引言 | 第58页 |
| 5.2 胆囊切割仿真操作 | 第58-67页 |
| 5.2.1 切割算法简介 | 第58-59页 |
| 5.2.2 手术对象的网格划分 | 第59-60页 |
| 5.2.3 算法描述 | 第60-61页 |
| 5.2.4 碰撞检测 | 第61-63页 |
| 5.2.5 切割仿真实验实现 | 第63-66页 |
| 5.2.6 切割模拟的实现 | 第66-67页 |
| 5.3 线模型的操作仿真 | 第67-72页 |
| 5.3.1 线模型的形变建模 | 第67-68页 |
| 5.3.2 基于缝合线的自碰撞响应 | 第68-70页 |
| 5.3.3 线模型实验 | 第70-71页 |
| 5.3.4 打结实验 | 第71-72页 |
| 5.4 缝合过程模拟 | 第72-76页 |
| 5.4.1 摩擦力的作用及计算 | 第73页 |
| 5.4.2 线的张力与质点弹簧间拉力的相互作用 | 第73-74页 |
| 5.4.3 分段张力计算 | 第74-75页 |
| 5.4.4 缝合仿真实验实现 | 第75-76页 |
| 5.5 本章小结 | 第76-77页 |
| 第六章 结论与展望 | 第77-79页 |
| 6.1 总结 | 第77-78页 |
| 6.2 展望 | 第78-79页 |
| 参考文献 | 第79-84页 |
| 攻读学位论文期间公开发表的论文及科研成果 | 第84-85页 |
| 致谢 | 第85页 |
