專利名稱：模擬外科過程的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及模擬外科過程，更具體地說，涉及在虛擬環(huán)境中模擬最小侵入外科過程。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代外科技術(shù)中，將最小侵入技術(shù)用在越來越多的應(yīng)用中。在該相對新的領(lǐng)領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)的發(fā)展很快，這對外科醫(yī)生產(chǎn)生了很大的訓(xùn)練需求。使得該訓(xùn)練更有效的一種方法是使用計算機(jī)模擬。就以處理器和存儲器為形式的計算機(jī)應(yīng)用來說，提供可信模擬的已知技術(shù)非常復(fù)雜并且昂貴。因此，該結(jié)果不足以提供逼真的模擬環(huán)境。解剖學(xué)呈現(xiàn)的可視特性實際上在模擬中很難再現(xiàn)并且很耗時。
在腹腔鏡檢查領(lǐng)域內(nèi)，使用攝象機(jī)來向外科醫(yī)生提供來自病人的圖象信息。該顯示屏顯示該攝象機(jī)在例如腹腔內(nèi)獲取的圖象。通過攝象機(jī)以及顯示屏再現(xiàn)所有儀器以及外科醫(yī)生所操作的解剖模型。外科醫(yī)生使用顯示屏上的信息來控制和操作他或她的儀器并執(zhí)行實現(xiàn)外科手術(shù)所需的過程。由于最小侵入技術(shù)(minimal invasivetechnique)通過顯示屏向外科醫(yī)生提供信息，將三維真實性降低到顯示屏上的二維，因此除其他方面外，圖象缺少有關(guān)實際上存在的深度的信息。外科醫(yī)生必須通過研究明暗分布狀況、顏色等等來彌補(bǔ)該信息的損失。
通過現(xiàn)代計算機(jī)工程，可在由計算機(jī)程序創(chuàng)建的虛擬環(huán)境中提供逼真的訓(xùn)練情形。在計算機(jī)程序中，提供模擬所涉及的目標(biāo)的三維模型。向用戶提供應(yīng)當(dāng)與在實際情形中由攝象機(jī)俘獲的圖象信息相應(yīng)的投影。這表示通過計算機(jī)繪制所有視覺信息，諸如儀器和解剖模型。然而，在計算機(jī)試圖再現(xiàn)的圖象信息與攝象機(jī)俘獲的實際圖象間還存在相當(dāng)大的差別。在計算機(jī)中很難逼真地再現(xiàn)在實際情況中外科醫(yī)生使用的大部分圖象信息，例如，在實際情形中存在的光效應(yīng)和解剖結(jié)構(gòu)、諸如呼吸和脈博跳動等因素。
如果可能的話，在計算機(jī)中整個模擬外科領(lǐng)域內(nèi)的許多復(fù)雜過程是很昂貴的。這表示模擬僅可包括缺乏連續(xù)性的短暫過程，該連續(xù)性當(dāng)執(zhí)行該過程通常是存在的。例如，在US5,791,907中，Ramshaw等公開了用于模擬整個手術(shù)的系統(tǒng)。該方案建立在顯示手術(shù)中的不同過程的記錄視頻序列的數(shù)據(jù)庫上。然后，實際模擬包括將引入表示單獨過程的視頻序列。隨后，詢問該用戶許多問題。然后，播放示出由問題的回答者確定的連續(xù)手術(shù)的視頻序列。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供創(chuàng)建逼真模擬環(huán)境的方法和系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)全部或部分地解決上述問題。另一目的是提供用于逼真模擬整個手術(shù)的方法和系統(tǒng)。
這是通過根據(jù)附后權(quán)利要求書的方法和系統(tǒng)來實現(xiàn)的。
本發(fā)明涉及用于在由計算機(jī)單元提供的虛擬環(huán)境中模擬身體目標(biāo)，諸如器官的外科過程的方法。該環(huán)境包括所述身體目標(biāo)的三維數(shù)字描述模型，其至少反映所述身體目標(biāo)的幾何和機(jī)械特性，以及由連接到所述處理單元的物理進(jìn)給裝置控制的虛擬儀器，其使得有可能影響所述模型。根據(jù)本發(fā)明的方法包括通過視頻序列表示所述模型的二維投影，與僅和所述模型交互作用的虛擬儀器嚙合的步驟，所述視頻序列包含真實身體目標(biāo)的記錄視圖。
在虛擬環(huán)境中，可從不同角度觀看目標(biāo)，但通常引入一些限制以便與實際環(huán)境類似。例如，在腹部外科手術(shù)中，能引入某些限制以便在虛擬環(huán)境中的用戶能僅從在實際情形中物理上可能的各方向工作。在最小侵入手術(shù)中，使用腹腔鏡攝象機(jī)來在身體內(nèi)拍片。這導(dǎo)致用戶將他或她自身限制到一個或多個視角上。因此，確定虛擬環(huán)境，即視角，以及通過該角度，用三維模型創(chuàng)建二維投影。該二維投影與當(dāng)腹腔鏡攝象機(jī)在身體內(nèi)拍片時所呈現(xiàn)的相應(yīng)。在這里，身體目標(biāo)是指身體內(nèi)遭受外科手術(shù)過程的某些東西，例如，器官，諸如肝臟、心臟等等，或例如，惡性腫瘤。計算機(jī)單元包括具有相關(guān)裝置的計算機(jī)，例如個人計算機(jī)。
所使用的虛擬儀器受物理進(jìn)給裝置的控制。進(jìn)給裝置可包括例如，與用在實際手術(shù)中的那些類似的、并可安裝在裝配傳感器的臺上的儀器。這種物理進(jìn)給裝置的一個例子是由美國ImmersionCorporation制造的“腹腔鏡脈沖機(jī)”。其提供五個自由度，即，繞支點(儀器插入身體的點)旋轉(zhuǎn)、縱向向內(nèi)和向外移動儀器的可能性、繞儀器軸旋轉(zhuǎn)以及夾住功能。為允許用戶與虛擬目標(biāo)相互作用以及顯示相對于同一目標(biāo)儀器所處的位置，同樣在顯示屏上顯示虛擬儀器。方便地，由處理單元確定在顯示屏上虛擬儀器的初始位置，其后，基于隨同進(jìn)給裝置的運動，在虛擬環(huán)境中移動它們。
由于固定用于虛擬對象的視角，二維投影實際上變成相同，盡管由于脈博、呼吸或干預(yù)存在運動。如果以獲得模型化目標(biāo)的真實外觀為目的創(chuàng)建曲面描繪，則可模擬手術(shù)。如通過介紹中所述的，然而這不能產(chǎn)生逼真的環(huán)境。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法使用記錄的視頻序列。根據(jù)本發(fā)明的方法提供顯示目標(biāo)的自然運動，諸如呼吸和脈博的逼真模擬環(huán)境。通過用記錄的視頻序列代替身體目標(biāo)的三維模型的計算機(jī)創(chuàng)建的投影，實現(xiàn)相當(dāng)高的真實度。本發(fā)明的基本思想是不同人的身體器官實質(zhì)上具有相同的結(jié)構(gòu)。然而，器官的基于計算機(jī)的模型實質(zhì)上必須與膠片中的器官類似。不象其他方案，本發(fā)明是基于器官的類似性，即，本發(fā)明可基于例如胃的類模型，并基于此應(yīng)用該視頻序列。然而，對受圖象資料影響的類模型本身，或者是受模型的屬性知識影響的圖象資料來說，適應(yīng)性是必需的。然而，重要的是虛擬儀器是作用于計算機(jī)模型上，而不是視頻序列上。因為該視頻序列包含模型中的某些受限的運動，諸如呼吸和脈博跳動，需要將基礎(chǔ)模型做成相應(yīng)的動畫以便通過虛擬儀器的手術(shù)擊中虛擬模型中的與可在視頻序列上看到的點相同的點。
為了形像化計算機(jī)模型中的改變，需要對所顯示的內(nèi)容做出改變。完成此工作的一種方法是提供所述模型的那些僅受所述虛擬儀器影響的部分的再現(xiàn)表面，以及將所述再現(xiàn)表面(rendered surface)疊加在所述視頻序列上。因此，與已知系統(tǒng)和方法相比，由于僅需要再現(xiàn)已經(jīng)改變的那些部分，故可獲得很大的優(yōu)點。這節(jié)省了計算機(jī)應(yīng)用，同時，最重要是對用戶來說，增加了關(guān)于視覺印象的真實感。結(jié)果，基本整個目標(biāo)將顯示給用戶作為拍片序列，一方面，這對于在二維圖象中再現(xiàn)三維的用戶可能性是重要的，另一方面，增加了“對于真實”的感覺。最好，視頻序列包含整個呼吸和脈博周期。由于在某一時間周期期間，脈博跳動快于呼吸，視頻序列適當(dāng)?shù)匕?dāng)脈博跳動和呼吸同時發(fā)生時開始的以及當(dāng)脈博跳動和呼吸同時出現(xiàn)時結(jié)束的序列。其原因在于虛擬環(huán)境應(yīng)當(dāng)盡可能與真實環(huán)境類似。
另外，本發(fā)明允許所示的虛擬儀器將受它們與模型的相互作用的影響。由于視頻序列僅是形像化的，而虛擬儀器與模型交互作用，從而使用有關(guān)模型中的深度的信息，獲得有關(guān)全部隱藏或是通過突出模型的部分而部分地隱藏儀器的信息。例如，當(dāng)針頭刺入器官壁時其被部分隱藏，或通過位于將在其上動手術(shù)的目標(biāo)的前臺(foreground)的器官來隱藏儀器。
由于虛擬儀器在三維虛擬環(huán)境中工作，因此能分析用戶正確地估計基于二維投影的視覺印象如何構(gòu)造三維環(huán)境是重要的。因此，該方法最好包括測量虛擬儀器的運動或與目標(biāo)的交互作用中的至少一個參數(shù)，該參數(shù)反映用戶的技能。能被測量以評價技能的參數(shù)是時間、與組織碰撞的次數(shù)、不正確過程的次數(shù)等等。通過以結(jié)構(gòu)化方法繼續(xù)模擬，提高了學(xué)習(xí)，特別是對用戶還沒有觀察過的、在模擬時不正確操作的過程的學(xué)習(xí)的可能性。
另外，本發(fā)明包括用于在由計算機(jī)單元提供的虛擬環(huán)境中，模擬在身體目標(biāo)，諸如器官上的外科手術(shù)的方法，該外科手術(shù)包含多個手術(shù)過程。該環(huán)境包括數(shù)學(xué)地描述的所述身體目標(biāo)的三維模型，其至少反映所述身體目標(biāo)的幾何和機(jī)械性能，以及受連接到所述處理單元的物理進(jìn)給控制的虛擬儀器，這使得影響所述模型成為可能。該方法包括下列步驟通過視頻序列表示二維投影，所述序列包含實際身體目標(biāo)的記錄視圖、提供反映手術(shù)的多個不同階段期間的目標(biāo)的多種狀態(tài)中的所述模型、提供與各個狀態(tài)期間的真實目標(biāo)的自然運動相應(yīng)的第一組多個視頻序列、提供分別形像化表示該目標(biāo)如何從一個狀態(tài)改變到另一個狀態(tài)的外科手術(shù)過程的第二組多個視頻序列，以及允許用戶在模擬過程和察看該過程的顯像之間選擇以便將目標(biāo)從一個狀態(tài)改變到另一個狀態(tài)。
因此，可實現(xiàn)模擬整個手術(shù)。反映手術(shù)的多個不同階段期間的目標(biāo)的狀態(tài)可由例如，未改變目標(biāo)的初始狀態(tài)、具有用于縫合的切口的目標(biāo)，或具有完全縫合的目標(biāo)組成。通過這種方法提供訓(xùn)練過程，其中通過使用圖象信息保存真實過程的連續(xù)性。與基于純包含視頻部分的方案，諸如由US專利申請5,791,907中提出的、用戶在處理中自己可能選擇進(jìn)行他們所期望實踐的過程，而他們能選擇僅查看他們已經(jīng)很了解或不處理的過程的顯像的方案的系統(tǒng)相比，這產(chǎn)生了很大的優(yōu)點。除此之外，當(dāng)不個別地模擬單獨的外科過程，而是投入它們的環(huán)境中時，實現(xiàn)更大程度的全面理解度。
此外，本發(fā)明包括用于在由計算機(jī)單元提供的虛擬環(huán)境中，模擬身體目標(biāo)，諸如器官上的外科過程的系統(tǒng)。該環(huán)境包括所述身體目標(biāo)的數(shù)學(xué)地描述的三維模型，其至少反映所述身體目標(biāo)的幾何和機(jī)械特性，以及虛擬儀器，其受連接到所述處理單元的物理進(jìn)給裝置的控制，使得可影響所述模型。該系統(tǒng)包括所述模型的二維投影，由包含真實身體目標(biāo)的記錄視圖的視頻序列表示，和僅與所述模型交互作用的虛擬儀器嚙合。該系統(tǒng)基本上顯示出與上述相應(yīng)方法相同的優(yōu)點。


在下文中，將通過參考附圖的例子來更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1表示模擬環(huán)境；以及圖2a-2b表示記錄視頻序列。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的模擬環(huán)境包括處理單元1、顯示屏2、如圖1所示的進(jìn)給裝置3。通過處理單元1實現(xiàn)虛擬環(huán)境。處理單元例如可包括最好裝備有含3D電路的圖形卡的個人計算機(jī)。
圖2a-2b表示過程之前、期間和之后，如何通過攝象機(jī)拍攝真實的外科過程。為允許在身體內(nèi)拍攝，使用腹腔鏡攝象機(jī)。圖2a表示腹腔鏡攝象機(jī)如何在器官內(nèi)拍片，所獲得的結(jié)果如圖2b所示。其后，該膠片構(gòu)成模擬中的視覺屬性的基礎(chǔ)。最好與圖象信息分開地記錄光強(qiáng)度、光角以及視角。從該膠片選擇構(gòu)成整個呼吸和脈博周期的部分。由于它具有相同的開始和結(jié)束，可將其放在一個循環(huán)內(nèi)以便連續(xù)地反映病人的自然運動。這意味著存在共同構(gòu)成拍片的視頻序列的有限多個拍片圖象。該視頻序列將被用來表示不受虛擬儀器影響的模擬目標(biāo)的自然運動。另外，記錄實際手術(shù)，這使得可形像化整個手術(shù)。
在一個實施例中，然后基于該目標(biāo)的視覺印象以及解剖學(xué)知識，在虛擬環(huán)境中創(chuàng)建在膠片中出現(xiàn)的目標(biāo)的計算機(jī)模型，該目標(biāo)可是器官、癌細(xì)胞等等。該計算機(jī)模型變?yōu)樵谟嬎銠C(jī)環(huán)境中相對自由繪制的三維模型。在另一實施例中，已經(jīng)創(chuàng)建了人的器官和其他目標(biāo)的多個類模型。不管出發(fā)點如何，模擬將基于該模型。因此，模型具有真實目標(biāo)或器官所具有的幾何、機(jī)械和觸覺特性是很重要的。因此，可數(shù)學(xué)地整個描述該模型。數(shù)學(xué)描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含有關(guān)表面和體積兩者的信息。為再現(xiàn)的目的，可使用表面信息，體積信息對了解目標(biāo)內(nèi)部的機(jī)械和視覺特性來說是必要的。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的例子是體元或八進(jìn)樹(octtree)。
獲得與拍片目標(biāo)的模型化目標(biāo)相同的透視圖是重要的。在最簡單的實施例中，這是通過在計算機(jī)環(huán)境中轉(zhuǎn)動該模型來執(zhí)行的，以便可選地確定何時找出正確的透視圖。在更先進(jìn)的實施例中，存在轉(zhuǎn)動和/或比例化模型直到它與拍片的目標(biāo)相應(yīng)的算法。在比較期間，使用來自拍片序列的一個或多個圖象。比較來自膠片的圖象和該模型的投影的一種方式是以可能補(bǔ)償為目的，通過稍微轉(zhuǎn)動該模型，從來自膠片的圖象開始，然后對來自該膠片的多個圖象繼續(xù)進(jìn)行該過程。將來自該膠片的圖象與該模型的特定透視圖比較的另一種方式是將該圖象中的急轉(zhuǎn)線與投影中該模型的輪廓進(jìn)行比較。用相同的方式，可確定圖象中較暗部分是否比另一部分向下更深些，以及有關(guān)光源位置的信息。這些比較產(chǎn)生指定的將獲得的透視圖，然后，鎖定它以便確定為與拍片的實際目標(biāo)的透視圖相同。
對模擬裝置的用戶來說，現(xiàn)在有限的視頻序列已經(jīng)呈現(xiàn)為該模型的投影。因此，獲得用于實踐的十分逼真的環(huán)境。由于該模型位于膠片后并且該虛擬儀器實際上在該模型中操作，考慮到是從該模型而不是膠片提取深度效果，能實現(xiàn)完全真實感。在顯示屏2上向用戶呈現(xiàn)該膠片。
該模型及其通過視頻序列的顯像可構(gòu)成用于與用戶實際交互的基礎(chǔ)。為與真實情形類似，使用進(jìn)給裝置3，該進(jìn)給裝置基本上與在實際手術(shù)中使用的相同。然而，是將其安裝在臺上并連接到用于檢測運動的傳感器。如在實際手術(shù)中一樣，用戶在與顯示模型的顯像相同的顯示屏2上查看儀器的運動。將這些儀器描繪成好象它們與真實身體嚙合時那樣。差別在于屏幕2上的顯像不是源自于腹腔鏡攝象機(jī)，而是源自于在處理單元中創(chuàng)建的顯像。于是該虛擬儀器與模型嚙合，當(dāng)該模型包含必要的數(shù)據(jù)時這允許功率反饋。當(dāng)然，當(dāng)真實儀器與真實目標(biāo)嚙合時，出現(xiàn)目標(biāo)變化；例如，用刀切入導(dǎo)致目標(biāo)中的切口。因此，這在表示攝象機(jī)正在拍攝什么的屏幕上的真實手術(shù)中示出。在優(yōu)選實施例中，在顯示給用戶的透視圖中已經(jīng)可視地改變的模型中的區(qū)域創(chuàng)建再現(xiàn)部分。然后將這些疊加在視頻序列上。為使再現(xiàn)部分反映目標(biāo)的自然運動，必須創(chuàng)建剛好與視頻序列中存在的圖象一樣多的再現(xiàn)部分。
為創(chuàng)建逼真環(huán)境，同樣在該優(yōu)選實施例中存在用于影響在屏幕2上如何可視化虛擬儀器3的裝置。由于在被動畫的計算機(jī)模型的每個時刻以三維完整地描述虛擬目標(biāo)，因此能確定何時在虛擬儀器和虛擬目標(biāo)之間發(fā)生碰撞。實際上，例如，當(dāng)針尖將要刺入組織時，出現(xiàn)很明顯的目標(biāo)變形。通過找出該儀器與該目標(biāo)接觸的點以及確定變形來實現(xiàn)相同的效果。隨后，在變形區(qū)域中以及從有關(guān)當(dāng)拍攝視頻序列時的光源的信息來確定新表面結(jié)構(gòu)，可創(chuàng)建新圖象。該圖象位于該膠片上新一層中，并且通過使用能通過特定的3D卡獲得的邊界透明性，可以極其小的可視邊界進(jìn)行疊加。通過有關(guān)目標(biāo)表面以及圖象中深度情況的知識，能實現(xiàn)虛擬儀器的顯像。因此，處理單元可了解虛擬儀器的哪些部分已經(jīng)由位于該儀器前的目標(biāo)的部分覆蓋，或者如果儀器已經(jīng)刺入目標(biāo)其被覆蓋的部分。
有利地，還能模擬包括整個外科過程或手術(shù)的課程形式。這是基于為模擬或形像化而準(zhǔn)備的多個過程。當(dāng)形像化時，使用在該部分開始處已提及的視頻記錄，這顯示真實的拍片手術(shù)。
應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，上述實施例的各種修改是可能的；例如，可在視頻序列上的幾層放置模型表面結(jié)構(gòu)的變化的再現(xiàn)部分。這種修改和類似的修改應(yīng)當(dāng)被視為由附后權(quán)利要求書限定的本發(fā)明所包含。
權(quán)利要求
1.一種用于在由計算機(jī)單元提供的虛擬環(huán)境中，在身體目標(biāo)，諸如器官上模擬外科手術(shù)過程的方法，所述環(huán)境包括所述身體目標(biāo)的數(shù)學(xué)地描述的三維模型，其至少反映所述身體目標(biāo)的幾何和機(jī)械特性，以及虛擬儀器，由連接到所述處理單元的物理進(jìn)給裝置控制，其使得可影響所述模型，所述方法的特征在于包括步驟通過視頻序列表示所述模型的二維投影，所述視頻序列包含真實身體目標(biāo)的記錄視圖，和僅與所述模型交互作用的虛擬儀器嚙合。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括步驟提供僅受所述虛擬儀器影響的所述模型的那些部分的再現(xiàn)表面；將所述再現(xiàn)表面疊加在所述視頻序列上。
3.如以上任何一個權(quán)利要求所述的方法，進(jìn)一步包括步驟當(dāng)記錄所述視頻序列時，測量光源相對于所述身體目標(biāo)的位置，通過具有相同位置的光源使再現(xiàn)所述再現(xiàn)表面的步驟發(fā)生。
4.如以上任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中所述視頻序列由腹腔鏡攝象機(jī)記錄。
5.如以上任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中所述視頻序列是與在目標(biāo)的初始狀態(tài)期間真實目標(biāo)的自然運動對應(yīng)的循環(huán)。
6.如以上任何一個權(quán)利要求所述的方法，進(jìn)一步包括步驟用腹腔鏡攝象機(jī)，從相同的透視圖拍攝真實身體目標(biāo)，以及從包含整個呼吸和脈博周期的所述記錄膠片選擇一個序列。
7.如以上任何一個權(quán)利要求所述的方法，進(jìn)一步包括步驟確定所述虛擬儀器的哪些部分由所述虛擬目標(biāo)完全或部分覆蓋，以及僅將未被所述虛擬儀器覆蓋的部分放在具有所述視頻序列的層的頂部。
8.如以上任何一個權(quán)利要求所述的方法，進(jìn)一步包括步驟至少測量所述虛擬儀器的運動或與所述目標(biāo)的交互作用中的一個參數(shù)，所述參數(shù)反映用戶的技能。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中被測量的參數(shù)與組織碰撞。
10.一種用于在由計算機(jī)單元提供的虛擬環(huán)境中模擬包含在身體目標(biāo)，如器官上的多個外科過程的外科手術(shù)的方法，所述環(huán)境包括所述身體目標(biāo)的數(shù)學(xué)地描述的三維模型，其至少反映所述身體目標(biāo)的幾何和機(jī)械特性，以及虛擬儀器，受連接到所述處理單元的物理進(jìn)給裝置控制，其使得可影響所述模型，所述方法的特征在于下列步驟通過視頻序列表示所述模型的二維投影，所述視頻序列包含真實身體目標(biāo)的記錄視圖；提供多個狀態(tài)中的所述模型，所述多個狀態(tài)反映手術(shù)過程中的多個不同階段期間的該目標(biāo)，提供第一組多個視頻序列，該第一組多個視頻序列對應(yīng)于各個狀態(tài)期間真實目標(biāo)的自然運動，提供第二組多個視頻序列，該第二組多個視頻序列的每一個形像化表示所述目標(biāo)如何從一種狀態(tài)改變到另一種狀態(tài)的外科手術(shù)過程，以及允許用戶以將所述目標(biāo)從一個狀態(tài)改變到另一狀態(tài)為目的在模擬過程以及查看該過程的顯像之間進(jìn)行選擇。
11.一種用于在由計算機(jī)單元提供的虛擬環(huán)境中，在身體目標(biāo)，諸如器官上模擬外科過程的系統(tǒng)，所述環(huán)境包括所述身體目標(biāo)的數(shù)學(xué)地描述的三維模型，其至少反映所述身體目標(biāo)的幾何和機(jī)械特性，以及虛擬儀器，由連接到所述處理單元的物理進(jìn)給裝置控制，其使得可影響所述模型，所述系統(tǒng)的特征在于由視頻序列表示的所述模型的二維投影，所述視頻序列包含真實身體目標(biāo)的記錄視圖，和僅與所述模型交互作用的虛擬儀器的嚙合。
全文摘要
用于在由計算機(jī)單元提供的虛擬環(huán)境中，在身體目標(biāo)，諸如器官上模擬手術(shù)過程的方法和系統(tǒng)。該虛擬環(huán)境包括該身體目標(biāo)的數(shù)學(xué)地描述的三維模型，其反映該身體目標(biāo)的幾何和機(jī)械特性，以及虛擬儀器，由物理進(jìn)給裝置控制，其使得可影響該模型。該方法包括步驟通過視頻序列表示該模型的二維投影，該視頻序列包含真實身體目標(biāo)的記錄視圖，和僅與該模型交互作用的虛擬儀器嚙合。另外，本發(fā)明還涉及用于模擬包含幾個外科過程的手術(shù)的方法。
文檔編號G09B9/00GK1488127SQ028040
公開日2004年4月7日 申請日期2002年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月24日
發(fā)明者安德斯·許爾特安德, 安德斯·拉森, 戴維·洛夫斯特蘭德, 漢斯·倫羅斯, 拉森, 倫羅斯, 安德斯 許爾特安德, 洛夫斯特蘭德 申請人:哥德堡大學(xué)外科科學(xué)股份公司