針對腫瘤放射治療中的加速器機(jī)械碰撞問題,提出一種增強(qiáng)現(xiàn)實環(huán)境下基于Unity3D的碰撞檢測方法�；谌S建模軟件3ds Max對醫(yī)用直線加速器、治療床等設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確建模,基于病人CT由移動立方體算法得到三維可視化圖像,并據(jù)此在USTC系列人體模型數(shù)據(jù)庫中匹配體型符合程度最高的模型;編寫腳本以對模型進(jìn)行運動控制及剛體特性處理,基于Unity3D進(jìn)行碰撞檢測并規(guī)劃設(shè)計GUI界面以進(jìn)行用戶操作和信息反饋;將三維模擬場景發(fā)布到Universal Windows平臺并部署到增強(qiáng)現(xiàn)實設(shè)備HoloLens上。針對病床(病人)的三組空間位置進(jìn)行測試,檢測結(jié)果均與實際情況相符合,并得到了準(zhǔn)確的反饋信息。測試結(jié)果表明,該碰撞檢測方法檢測結(jié)果準(zhǔn)確,人機(jī)交互方便,增強(qiáng)現(xiàn)實環(huán)境下,展示效果直觀,具有很好的應(yīng)用前景。

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【部分圖文】：

圖3基于表面網(wǎng)格的USTC系列中國人計算機(jī)人體模型（不同年齡段未成年人）

在得到上述模型后，將這些模型導(dǎo)入Unity3D，對各組件進(jìn)行重新組裝，并建立起“父子”關(guān)系，以方便進(jìn)行整體操作。為模型添加不同的材質(zhì)，同時為整體場景添加光照，完善整個放療環(huán)境的模擬。本文工作采用了增強(qiáng)現(xiàn)實工具包MRTK(MixedRealityToolkit)[9]提供的增....

圖4二維平面碰撞檢測空間

Unity3D的碰撞檢測采用包圍盒（球）方式[14-15]，且在整個檢測過程中，對于二維平面內(nèi)的檢測，主要依賴于類似四叉樹的檢測方式[16-17]，如圖4所示。首先利用x、y軸將整個二維平面劃分為四個一級區(qū)域，依次檢測二維平面上的所有模型，判斷模型所屬區(qū)域，如果某模型與軸相交（....

圖1移動立方體算法所得基于CT的三維重建模型

對于人體模型，首先獲取病人的CT圖像，然后讀取DICOM(DigitalImagingandCommunicationinMedi-cine）文件進(jìn)行處理，利用移動立方體算法（MarchingCubes）獲取三角面片信息[5]，利用OpenGL的初步得到三維重建模型[....

圖2基于表面網(wǎng)格的USTC系列中國人計算機(jī)人體模型（成人）

同時考慮到，由于人體外形受年齡、性別、身高、體重等方面的影響，單一模型不能符合實際臨床檢測情況，另外，考慮到病人掃描CT所受的照射劑量，臨床上只對病人的需檢查部位進(jìn)行掃描，無法提供病人全身的CT圖像，由于移動立方體算法需要基于不同二維斷層圖像之間輪廓線的位置得到三角面片，進(jìn)而擬合....

本文編號：3995741