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Augmented reality-based visual-haptic modeling for thoracoscopic surgery training systems

Virtual Reality & Intelligent Hardware 2021年第4期3卷 274-286页

作者： Yonghang TAI junsheng shi Junjun PAN Aimin HAO Victor CHANG Yunnan Key Lab Optoelectronic Information Technology Yunnan Normal UniversityKunming 650500China State Key Laboratory of Virtual Reality Technology and Systems Beihang UniversityBeijing 100191China School of Computing Engineering and Digital TechnologiesTeesside UniversityMiddlesbrough TS13BXUK

Background Compared with traditional thoracotomy,video-assisted thoracoscopic surgery(VATS)has less minor trauma,faster recovery,higher patient compliance,but higher requirements for *** surgery training simulation systems are important and have been widely used in Europe and *** reality(AR)in surgical training simulation systems significantly improve the training effect of virtual surgical training,although AR technology is still in its initial *** reality has gained increased attention in technology-driven modern medicine but has yet to be used in everyday *** This study proposed an immersive AR lobectomy within a thoracoscope surgery training system,using visual and haptic modeling to study the potential benefits of this critical *** content included immersive AR visual rendering,based on the cluster-based extended position-based dynamics algorithm of soft tissue physical ***,we designed an AR haptic rendering systems,whose model architecture consisted of multi-touch interaction points,including kinesthetic and pressure-sensitive ***,based on the above theoretical research,we developed an AR interactive VATS surgical training *** Twenty-four volunteers were recruited from the First People's Hospital of Yunnan Province to evaluate the VATS training ***,content,and construct validation methods were used to assess the tactile sense,visual sense,scene authenticity,and simulator *** The results of our construction validation demonstrate that the simulator is useful in improving novice and surgical skills that can be retained after a certain period of *** video-assisted thoracoscopic system based on AR developed in this study is effective and can be used as a training device to assist in the development of thoracoscopic skills for novices.

关键词： Augmented reality VATS Surgery training XPBD

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沉浸式立体显示技术在临床医学领域中的应用

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中国图象图形学报 2021年第6期26卷 1536-1544页

作者：邰永航石俊生云南省光电信息技术重点实验室云南师范大学昆明650500 云南师范大学物理与电子信息学院昆明650500

随着现代科学技术的快速发展,立体显示技术为临床医生的双眼视觉功能和临床应用场景,提供了现实模拟度更高的载体,并成为当前计算机视觉和临床医学领域共同研究的热点。在微创手术术前,与传统的平面显示技术相比,沉浸式立体显示技术能... 详细信息

随着现代科学技术的快速发展,立体显示技术为临床医生的双眼视觉功能和临床应用场景,提供了现实模拟度更高的载体,并成为当前计算机视觉和临床医学领域共同研究的热点。在微创手术术前,与传统的平面显示技术相比,沉浸式立体显示技术能够提供更生动、准确的3维人体生理和病理影像,使医生更易于判断病变的层次、形状和血管等复杂结构及解剖关系;同时虚拟现实能够为医学培训及手术预演提供沉浸式的手术情境模拟,帮助医生高效地掌握手术技巧,提高医学术前诊断效率,从而进一步降低手术风险。在微创手术术中,基于增强现实的三维成像导航技术,能够将微创手术过程立体、直观地展现在医生面前,使术区各组织及其与手术器械间的位置关系和距离更加容易判断,同时通过叠加相同区域的术前检查影像,为手术提供实时的路径导航,实现精准微创手术。此外,在临床医疗资源共享中占据重要比重的远程诊疗领域,立体显示技术能够为远程诊断、线上会诊以及机器人手术等提供更为精确的深度信息,以及更多维度的图像信息,使医学数据的远程显示结果更具有真实性和实用性。现阶段立体显示技术在临床医学领域中也存在显示模式转换不舒适、三维重建图像信息缺失以及立体显示软、硬件系统带来的视觉疲劳等问题,但该技术在医学领域已经展露头角,在未来的临床医学进步中会成为不可或缺的一部分。本文详细分析了沉浸式立体显示技术在临床医学中的代表性应用,介绍了微创外科手术以及远程诊疗领域国内外的研究现状,从影像诊断、手术训练、规划与导航、治疗和教育培训4个方面,总结了立体显示技术在临床医学领域中的研究进展。

关键词：立体显示增强现实图像重建手术模拟手术导航远程手术

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腹腔镜胃癌根治术消化道重建相关并发症的防治

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中华胃肠外科杂志 2017年第2期20卷 156-159页

作者：彭俊生陈实中山大学附属第六医院食管胃肠外科中山大学胃癌诊治研究中心广州510655

随着腹腔镜外科技术的发展以及手术器械的进步，腹腔镜辅助或全腹腔镜下胃癌根治术均得到了顺利的开展。然而，腹腔镜下消化道重建并发症发生率仍高于开放直视下的消化道重建，因此，消化道重建并发症仍是腹腔镜胃癌根治术需要克服的主... 详细信息

随着腹腔镜外科技术的发展以及手术器械的进步，腹腔镜辅助或全腹腔镜下胃癌根治术均得到了顺利的开展。然而，腹腔镜下消化道重建并发症发生率仍高于开放直视下的消化道重建，因此，消化道重建并发症仍是腹腔镜胃癌根治术需要克服的主要障碍之一。与开腹手术类似．腹腔镜下胃癌根治术消化道重建的主要并发症包括吻合口瘘、吻合121出血、吻合口狭窄以及输入或输出袢狭窄；另外，由于腹腔镜操作本身缺乏手感以及视野较窄等局限性，术后可能出现与技术相关的特殊并发症。临床上，我们力争通过提高外科手术操作技巧和加强患者围手术期管理等方法来避免此类并发症的发生。根据本中心的经验，全腹腔镜下消化道重建相关并发症发生率会随着经验的累积而逐步得到有效控制。

关键词：胃肿瘤腹腔镜消化道重建并发症

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基于TV模型的暗原色理论雾天图像复原算法

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中国激光 2015年第8期42卷 273-278页

作者：高银云利军石俊生魏利云南师范大学颜色与图像视觉实验室云南昆明650500 云南师范大学信息学院云南昆明650500

针对经典的暗原色理论算法在处理雾天图像时,图像的边缘光晕现象,图像的色度、色调、亮度失真等问题,提出基于全变差(TV)模型的暗原色理论雾天图像增强算法。基于暗原色理论数学模型,粗略的获取透射率图像,并在此基础上,通过引入TV模型... 详细信息

针对经典的暗原色理论算法在处理雾天图像时,图像的边缘光晕现象,图像的色度、色调、亮度失真等问题,提出基于全变差(TV)模型的暗原色理论雾天图像增强算法。基于暗原色理论数学模型,粗略的获取透射率图像,并在此基础上,通过引入TV模型,对透射率图像进行保边平滑优化,为避免图像中高亮度区域出现光晕失真现象,结合容差机制,判断图像中的天空区域,对透射率图像进行修正,根据暗原色理论的数学模型反向求解,获得复原后的图像。通过主观观察和客观评价,在整体和细节方面该算法比经典的暗原色算法有更好的处理效果。

关键词：图像处理全变差模型透射率修正容差机制暗原色理论

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基于各向异性高斯滤波的暗原色理论雾天彩色图像增强算法

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计算机辅助设计与图形学学报 2015年第9期27卷 1701-1706页

作者：高银云利军石俊生丁慧梅云南师范大学颜色与图像视觉实验室昆明650500 云南师范大学信息学院昆明650500

针对经典的暗原色理论算法在处理雾天图像时色调和亮度失真问题,提出基于各向异性高斯滤波的暗原色理论雾天彩色图像增强算法.首先通过容差机制对图像区域进行分割,根据阈值判断明亮和非明亮区域;然后引入各向异性高斯滤波,对透射率图... 详细信息

针对经典的暗原色理论算法在处理雾天图像时色调和亮度失真问题,提出基于各向异性高斯滤波的暗原色理论雾天彩色图像增强算法.首先通过容差机制对图像区域进行分割,根据阈值判断明亮和非明亮区域;然后引入各向异性高斯滤波,对透射率图像进行保边平滑处理;最后再一次引入容差机制,实现对透射率图像的再次修正,得到准确透射率图像,进而获得无雾的图像.主观观察和客观评价结果表明,在整体和细节方面,该算法比经典的暗原色算法有更好的处理效果.

关键词：图像增强各向异性高斯滤波区域分割容差系数

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彩色打印机特性化多元回归模型的研究

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光学技术 2011年第1期37卷 25-30页

作者：韩喜君石俊生黄小乔云南师范大学颜色科学与图像视觉实验室昆明650092

多元回归法是彩色打印机特性化普遍采用的方法,实验对影响多元回归精度的阶数、色空间选择、以及训练样本选取进行了研究。研究结果表明:(1)二、三、四阶的特性化精度分别在10.9±0.3、6.6±0.2、6.0±0.2个CIELAB色差单位;(2)回归模型... 详细信息

多元回归法是彩色打印机特性化普遍采用的方法,实验对影响多元回归精度的阶数、色空间选择、以及训练样本选取进行了研究。研究结果表明:(1)二、三、四阶的特性化精度分别在10.9±0.3、6.6±0.2、6.0±0.2个CIELAB色差单位;(2)回归模型采用RGB到CIELAB或CIEXYZ的预测精度基本相同,大概相差1个CIELAB色差单位,但如果训练样本选择适当,两种色空间无差距;(3)训练样本的RGB取值要包括打印色域边界点0和255,这样将保证模型总体预测精度。研究结果将指导实际应用中回归阶数、色空间选择和训练样本的选择。

关键词：彩色打印机颜色特性化多元回归

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豆类蔬菜种业管理措施探讨

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浙江农业科学 2020年第5期61卷 822-824页

作者：施俊生浙江省种子管理总站浙江杭州310020

长豇豆、菜豆、菜用大豆、菜用豌豆和菜用蚕豆等为我国重要的豆类蔬菜,在我国蔬菜供应中占有重要地位.文章阐述了我国豆类蔬菜种业现状,包括我国和浙江省豆类蔬菜的种植面积、产值等;剖析了当前我国豆类蔬菜种业中存在的问题,同时从... 详细信息

长豇豆、菜豆、菜用大豆、菜用豌豆和菜用蚕豆等为我国重要的豆类蔬菜,在我国蔬菜供应中占有重要地位.文章阐述了我国豆类蔬菜种业现状,包括我国和浙江省豆类蔬菜的种植面积、产值等;剖析了当前我国豆类蔬菜种业中存在的问题,同时从加强种业管理和保护知识产权的角度提出了对应的解决措施.

关键词：豆类蔬菜知识产权保护种业管理

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基于四阶PDE模型的暗原色理论雾天图像增强算法

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南京理工大学学报 2015年第5期39卷 544-549页

作者：高银云利军石俊生李成立云南师范大学颜色与图像视觉实验室云南昆明650500 云南师范大学信息学院云南昆明650500

针对经典的暗原色理论算法在处理雾天图像时色调和亮度失真的问题,该文提出一种基于四阶偏微分方程(PDE)模型的暗原色理论雾天图像增强算法。该方法通过容差机制对图像区域进行分割,根据阈值判断明亮和非明亮区;并引入四阶PDE模型对透... 详细信息

针对经典的暗原色理论算法在处理雾天图像时色调和亮度失真的问题,该文提出一种基于四阶偏微分方程(PDE)模型的暗原色理论雾天图像增强算法。该方法通过容差机制对图像区域进行分割,根据阈值判断明亮和非明亮区;并引入四阶PDE模型对透射率图像进行平滑处理;再通过容差机制,实现对透射率图像的精确修正;最后采用暗原色理论数学模型求取增强后的图像。主观观察和客观评价证明,在整体和细节方面该算法比经典的暗原色算法有更好的处理效果。

关键词：图像增强四阶偏微分方程模型容差机制暗原色理论

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国家西兰花良种重大科研联合攻关2019年度十大优秀品种

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浙江农业科学 2020年第5期61卷 838-840页

作者：施俊生浙江省种子管理总站浙江杭州310020

2019年,国家西兰花良种重大科研联合攻关组围绕攻关目标,在西兰花新品种选育上取得重要进展.经分布在全国不同生态区一、二级测试点的联合测试测评,结合示范应用单位反馈意见,经专家会商,推选出2019年度十大优秀西兰花新品种(组合)浙青7... 详细信息

2019年,国家西兰花良种重大科研联合攻关组围绕攻关目标,在西兰花新品种选育上取得重要进展.经分布在全国不同生态区一、二级测试点的联合测试测评,结合示范应用单位反馈意见,经专家会商,推选出2019年度十大优秀西兰花新品种(组合)浙青75、台绿5号、中青16号、碧绿6号、KR1903、青城5544、沪绿88、鑫绿65、国王11和美青90.简介十大优秀西兰花新品种的表现.

关键词：西兰花联合攻关 2019年度优秀品种

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谈高速公路沥青路面建设质量控制

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山西建筑 2019年第14期45卷 118-119页

作者：施俊生山西物资供应有限公司

通过实际案例,对高速公路沥青路面建设质量进行了阐述,从原材料、配合比到施工过程中材料的控制,施工工艺等需要注意的要点进行了分析,对于控制多雨重载条件下的高速公路质量提供了借鉴。

关键词：高速公路沥青路面质量控制

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