虚拟机器人骨科手术系统人体组织生物力学建模方法研究

将机器人技术、计算机技术、生物工程与临床医学结合，提出一种基于多种生物组织复合模型的虚拟机器人骨科手术系统，解决虚拟骨科手术系统三维重建、骨组织建模、软组织建模、三维虚拟测量、手术预测等方面的关键问题，探讨虚拟手术骨-软组织建模与形变仿真新方法。采用医学图像配准、融合技术和三维重建技术，完成多层次组织三维几何模型的重建。从骨和软组织各自的生物力学特性出发，结合医学工程的相关理论，利用力学和弹性力学建摸方法，对虚拟机器人骨科手术系统中的多种生物组织进行建模、手术规划与优化。对于软组织的复杂的非线性变形行为进行建模，实现对人体软组织的变形特性分析。对骨科手术机器人手术结果与虚拟手术预测结果作定量分析，探讨软组织的变形规律和骨科手术机器人的手术设计机理。.这项研究可以为虚拟手术技术提供有益的探索和支撑，而且对提升我国自主开发设计高技术医疗软件的能力，具有重要的理论意义和实际应用价值。