脊柱矫形手术的实时仿真与力觉交互关键技术研究

项目名称： 脊柱矫形手术的实时仿真与力觉交互关键技术研究

项目编号： No.61170171

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 计算机科学学科

项目作者： 高瞻

作者单位： 南通大学

项目金额： 53万元

中文摘要： 脊柱疾病是骨科的常见病，脊柱矫形手术历来是临床骨科学的难点和研究热点。由于人体脊柱结构复杂，脊柱矫形手术比较困难，因此有必要进行准确、便捷的仿真，为脊椎矫形手术的术前规划提供辅助。本项目拟根据脊柱矫形手术的特点对术前规划仿真开展研究工作，寻求虚拟脊柱矫形手术实时仿真和力觉交互关键技术的解决方案。项目研究开发工作的主要任务是：1、建立各种脊柱软组织的物理模型和脊柱的刚-柔耦合多体系统，并给予优化和简化，提出脊柱变形和运动的实时计算方法，实现脊柱矫形手术的实时仿真；2、根据脊柱矫形手术的特点，研究专门的主/被动混合式力觉反馈设备及其控制系统，设计力反馈渲染算法，实现脊柱矫形手术仿真的力觉交互。项目研究开发工作的顺利实施，最终将产生一套适用于脊柱整形外科的实时仿真系统，在典型的脊柱矫形手术的仿真中进行应用验证，有助于术前分析、规划和对新医生的训练。

中文关键词： 脊柱；仿真；矫形手术；力觉交互；虚拟现实

英文摘要：

英文关键词： spine；simulation；orthopedic surgery；haptic interaction；virtual reality