1、虚拟现实技术在骨科中的运用 人工交互技术人工交互技术传感技术传感技术人工智能人工智能计算机图形学计算机图形学虚拟现实虚拟现实 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醉感异物感 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 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、0Geomagic studo 8、0 3ds max v 7、0齿状突骨折模型的建立齿状突骨折模型的建立
2、腰椎转移瘤的术前评估腰椎转移瘤的术前评估股骨颈骨囊肿三维模型股骨颈骨囊肿三维模型相关病例介绍234全髋表面置换术的设计全髋表面置换术的设计1全髋表面置换术的设计全髋表面置换术的设计实验实验1 1实验实验2 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图1-1 1-1 骨盆正位骨盆正位X X片片 图图1-2 1-2 髋关节侧位髋关节侧位X X片片 股骨头缺血性坏死三维结构重建 图图1-3 1-3 骨盆骨盆CTCT扫描扫描 股骨头缺血性坏死三维结构重建蒙罩蒙罩编辑编辑区域区域增长增长计算计算三维三维重建后的三维模型还要经过光滑处
3、理DIDI格式的原始数据导入计算机工作站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 图图1-11 1-11 髋臼前面观髋臼前面观 图图1-121-12髋臼髋臼后面观后面观 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
4、图1-171-17,1-181-18,1-191-19,1-201-20分别右侧股骨前后分别右侧股骨前后 观及左侧股骨前后观观及左侧股骨前后观 股骨头缺血性坏死三维结构重建图图1-211-21,1-221-22,1-231-23,1-241-24分别右侧股骨并硬化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图1-271-27硬化带特性硬化带特性 图图1-281-28囊性变特性囊性变特性图像比较术前术前,术中术中,及三及三维重建后比较维
5、重建后比较双侧股骨头前外侧囊性变双侧股骨头前外侧囊性变,囊性变周围夹杂着硬囊性变周围夹杂着硬化带化带,左侧股骨头皮质破坏明显左侧股骨头皮质破坏明显,前外侧塌陷。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 平台锉打磨去除股去除股骨颈近骨颈近端骨质端骨质部分约部分约6mm6mm厚厚 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
6、骨近端打磨顺序示意图 股骨近端虚拟打磨后结果 上面观上面观 下面观下面观 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 v73ds max v7、0 0布尔逻辑运布尔逻辑运算系统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减压及钛笼植入 模拟后路椎弓根螺钉固定模拟后路椎弓根螺钉固定整个模拟手术整个模拟手术术中所见微型齿状突骨折建立齿状突骨折齿状突骨折模拟后路短节段固定模拟后路短节段固定透明后处理透明后处理术后术后X X片及片及CTCT重建重建膈神经、斜角肌 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。病变评估虚拟现实感谢您的聆听！感谢您的聆听！
