拓展现实技术在临床手术中的应用

作     者：李然 娄岩 LI Ran;LOU Yan

作者机构：大连海洋大学信息工程学院辽宁大连116023 西南医科大学医学信息与工程学院四川泸州646000 

基　　金：中国医药教育协会重大科学攻关问题和医药技术难题科研课题(2022KTZ015,2022KTM036) 河南省科技厅科技攻关项目(212102210379) 教育部行指委职业教育改革创新课题(HBKC217010) 河南省教育厅虚拟仿真实验教学项目(教高502号) 河南省教育厅高等教育教学改革研究与实践项目(2021SJGLX217) 辽宁省教育厅高等学校基本科研项目(LGKR0263) 

出 版 物：《南方医科大学学报》 (Journal of Southern Medical University)

年 卷 期：2023年第43卷第1期

页      码：128-132页

摘      要：为了探究拓展现实技术(XR)在临床手术中的应用和发展,促进XR技术高质量辅助临床手术。本研究针对基于二维图像的微创手术导航,医生难以准确判断病灶的位置、大小和几何形状且具有潜在辐射危险等问题,使用CT数据进行三维建模,依托XR技术实现术中导航,采用改进的四元数法提升电磁定位精度,系统定位精度的误差小于2 mm;针对远程手术网络数据传输卡顿、延迟等现象,依托5G网络优化服务器GPU编程算法、视频流实时编码策略和网络设计,实现了数据传输低延迟,平均延迟小于60 ms;采用高斯分布变形模型模拟碰撞检测和组织的应力形变,实现触觉感知效果。研究表明,基于XR技术的术中导航,能够更准确地确定病灶的位置,有效地降低了手术风险,且避免了术中辐射;5G网络低延迟、高保真特性使手术中实时交互成为可能,为多终端远程协同手术提供了技术基础;将力反馈技术与XR技术结合,实现具有触感的体验,使医生能够进行深度沉浸式的术前规划和虚拟手术,提高了手术成功率,缩短医生的学习曲线。XR技术赋能临床手术,对提高我国临床手术领域的源头创新能力具有积极意义,对推动手术模式创新的研究具有重要价值。

主 题 词：XR技术 临床手术 术中导航 5G 触觉感知 

学科分类：1002[医学-临床医学类] 100210[100210] 08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 10[医学] 

核心收录：

D　O　I：10.12122/j.issn.1673-4254.2023.01.18

馆 藏 号：203118531...