목적: 수술 중 내비게이션은 주요 합병증의 위험을 줄이고 최적의 수술 결과를 얻을 가능성을 높인다. 본 논문은 3차원 뇌 모델에서 수술 기구의 움직임에 의해 발생하는 뇌 변형을 시각화하는 뇌실절개술을 위한 증강현실(AR) 기반 시뮬레이션 기법을 제시한다. 이는 수술 전 뇌 영상에 위치 기반 동역학(PBD) 물리 변형 방법을 적용하여 구현한다. 방법: 적외선 카메라 기반 AR 수술 환경은 현실 공간과 가상 공간을 정합시키고 수술 기구를 추적한다. 사실적인 표현과 시뮬레이션 계산 부담의 감소를 위해, 고해상도 메쉬 모델과 다중해상도 사면체 모델을 결합한 하이브리드 기하 모델을 사용한다. 뇌와 수술 기구 간의 충돌이 감지되면 충돌 처리를 수행한다. 연부조직의 특성을 보존하고 변형의 안정성을 확보하기 위해 제약조건을 사용한다. 결과: 실험은 팬텀 환경에서 1회, 실제 수술 환경에서 1회 수행하였다. 스마트 글래스를 통해 제시되는 내비게이션 정보만을 이용하여 수술 기구를 뇌실에 삽입하는 과제와 뇌척수액 배액을 확인하는 과제를 평가하였다. 배액이 확인됨에 따라 이러한 과제들은 성공적으로 완료되었고, 변형 시뮬레이션 속도의 평균은 18.78 fps였다. 결론: 본 실험을 통해 외부 뇌실 배액술을 위한 AR 기반 방법이 임상의에게 유익함이 확인되었다.

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