AR기반 뇌실천자술을 위한 3차원 연체 조직의 물리 변형 시뮬레이션

본 논문에서는 PBD(Position Based Dynamics) 물리 변형 기법을 활용하여 수술 전 촬영된 뇌의 영상을 통해 생성한 3차원 뇌 모델에 수술기구의 움직임으로 인한 뇌의 변형을 반영하고, 이를 가시화하는 AR(Augmented Reality) 기반 뇌실천자술 시뮬레이션 기법을 제안한다. 적외선 카메라 기반 AR 수술 환경을 구축하여 현실 세계 와 가상 공간을 일치시키고 수술 기구를 추적하였으며, 연체의 특성을 유지하며 안정적인 변형을 가능하도록 하기 위해 constraint를 이용한 변형 안정화 및 특성 유지 기법을 적용하였다. 스마트글래스에 증강되는 정보를 이용하 여 수술기구를 뇌실까지 삽입하여 뇌척수액 배액을 성공적으로 수행하였으며, 변형 시뮬레이션 속도는 평균 7.24fps를 보였다.