Abstrakt. Laparoskopisk kirurgi, som är en minimalt invasiv kirurgisk teknik som nu allmänt utförs, görs genom att göra en arbetsyta (pneumoperitoneum) genom att infundera koldioxid (CO 2 ) gas i bukhålan. En virtuell pneumoperitoneum metod som simulerar bukväggen och viscera rörelse av pneumoperitoneum baserat på mass-spring-dammer modeller (MSDMs) med mekaniska egenskaper föreslås. Vår föreslagna metod simulerar pneumoperitoneum baserat på MSDM och Newtons ekvationer för rörelse. Parametrarna för MSDM bestäms av den anatomiska kunskapen om de mekaniska egenskaperna hos mänskliga vävnader. Virtuellt CO2-gastryck anbringas på bukhålans gränsyta. De bukformer efter skapandet av pneumoperitoneum beräknas genom att lösa ekvationer rörelse. De genomsnittliga positionsfelen för vår föreslagna metod med hjälp av 10 mmHg virtuellt gastryck var 26,9 AE 5,9 mm, och positionsfelet för den tidigare metoden som föreslogs av Kitasaka et al. var 35,6 mm. Skillnaderna i felen var statistiskt signifikanta (p < 0,001, Studentens t-test). Den föreslagna metodens positionsfel reducerades från 26,9 AE 5,9 till 23,4 AE 4,5 mm med hjälp av ett virtuellt gastryck på 30 mmHg. Den föreslagna metoden simulerade bukväggsrörelse genom ingjutet gastryck och genererade deformerade volymetriska bilder från en preoperativ volymetrisk bild. Vår metod förutspådde bukväggsdeformation genom att bara ge CO 2 gastrycket och vävnadens egenskaper. Mätning av viscerala förskjutningar kommer att krävas för att validera viscerala rörelser.
På liknande sätt beräknas en deformerad mesh med hjälp av en massfjäder-dämpare modell REF som ett resultat av tryckisolering, som tillämpas på volymen som gränsförhållanden.
Pneumoperitoneum simulation based on mass-spring-damper models for laparoscopic surgical planning
{'venue': None, 'journal': 'Journal of Medical Imaging', 'mag_field_of_study': ['Engineering', 'Computer Science', 'Medicine']}