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微创虚拟手术中的血管建模与碰撞检测算法研究的中期报告
中期报告：
一、项目背景
微创虚拟手术是基于当前最新的计算机技术及虚拟现实技术，通过对器官建模、手术步骤仿真、手术操作培训等技术的应用，来提高医学工作者在手术过程中的技能及准确性。
在虚拟手术中最常见的手术之一是血管镶嵌手术。在手术过程中，血管的建模是基础工作，建模质量直接关系到手术模拟的真实性和精确度。而血管模型在虚拟手术中存在两个主要问题：
1.血管碰撞问题。因为组织的变化和手术器械的操作，血管可能会被压迫、扭曲、变形甚至破裂。虚拟手术中，若手术工具碰撞到血管，可能会发生意外而影响病人的健康。
2.血管分支情况。血管的分支情况很复杂，需要精确地模拟。否则，如果手术工具进入了分支处，那么可能会引起意外。
因此，针对血管建模中的这两个问题，需要研究血管建模与碰撞检测算法的解决方案。
二、目标和内容
本项目的研究目标是：实现高质量的血管建模与碰撞检测算法，在微创虚拟手术中确保手术的精度和安全性。
本项目的主要内容是：
1.将CT和MRI图像转换为三维血管模型，包括血管的轮廓、曲率和朝向等信息。
2.确定比较好的碰撞检测算法。目前比较常见的算法有基于顶点的碰撞检测算法、基于点的碰撞检测算法、基于光线的碰撞检测算法等。我们需要比较不同算法的优缺点，并根据血管建模的特点，确定适合的碰撞检测算法。
3.将血管模型和碰撞检测算法融合起来，实现血管碰撞检测功能。针对血管建模中常见的问题，如血管受压、扭曲、变形及分支等，实现对手术工具的碰撞检测。
4.针对血管建模中存在的问题进行优化，如快速构建血管模型、精确地检测血管的分支情况等，以提高虚拟手术的真实度和精度。
三、研究进展
当前，我们已经完成了CT和MRI图像的预处理，并且针对血管建模算法进行了研究和分析。在碰撞检测算法的研究方面，我们已经初步比较了基于顶点的碰撞检测算法和基于点的碰撞检测算法，初步确定了基于点的碰撞检测算法更适合血管碰撞检测。
接下来我们将开始进行血管碰撞检测算法的实现，并针对血管建模中存在的问题进行优化。预计在未来一个月内完成整个实验的研究内容，并得出研究结论。
四、结论
本项目通过研究血管建模与碰撞检测算法，旨在提高微创虚拟手术的精度和安全性。我们相信，在研究的过程中，通过不断优化算法并应用到实践中，可以取得较好的研究成果，并有望进一步推动微创虚拟手术技术的发展。