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血管疾病被世界公认为最严重威胁人类健康与生命的三大疾病之一。放射介入疗法目前已经被广泛的用于治疗血管疾病,并成为最及时、最有效的方法之一。针对传统介入手术医生的培训无法经常在临床环境下进行的问题,设计开发了一种血管介入治疗模拟训练系统。 血管介入治疗模拟训练系统由下位机信号采集处理系统和上位机软件系统组成。下位机信号采集系统采用了Avago公司生产的ADNS-7530激光位移传感芯片,实时采集外部手术器械(导丝、导管)推、拉和旋转操作时造成的位移,用凌阳公司生产的SPCE061A芯片作为主控制芯片,并通过软件模拟SPI总线对采集到的数据进行处理。上位机软件系统包括医学图像分割与三维可视化重构、介入手术器械的建模、图像的碰撞检测。提出了一种改进的区域生长分割算法对整个医学图像序列中的血管进行区域生长分割,并且提出了一种改进的Marching Cubes算法对分割的结果进行三维可视化重构。对于手术器械建模,提出了一种基于有限元模型的介入手术引导丝的建模方法,该有限元模型由若干个分段组成,每个分段为一个多棱的正棱柱,是导丝模型的最小单位。在图像的碰撞检测模块中,采用了三角形之间的碰撞检测算法,实现了对导丝模型和血管模型的碰撞检测。 系统研究范围涵盖了医学、图像处理、电子等领域。在当前医学模拟训练产品主要依赖国外进口的背景下,血管介入治疗模拟训练系统的开发对于建立拥有我国自主知识产权的医学模拟训练产业具有积极的推动作用。