Research on Virtual Reality Cardiovascular Intervention Simulator Based on Cardiac Motion : Focusing on the Implementation of a Training Serious Game
심장 움직임에 기반한 가상현실 심혈관 중재술 시뮬레이터 연구 : 훈련 기능성 게임의 구현을 중심으로
This study developed a patient-specific cardiac motion-based virtual reality cardiovascular intervention simulator for training purposes. Personalized 3D cardiac models were generated from medical images using AI-based nnU-Net segmentation, and ECG-synchronized motion was integrated to reproduce physiological cardiac cycles through P-QRS-T waveform analysis. In particular, this study went beyond simple simulation by designing and implementing serious game elements including difficulty adjustment by user skill level, real-time haptic feedback, and a quantitative scoring system to maximize educational effectiveness. Real-time stent insertion was implemented at performance exceeding 60fps through the Extended Position-Based Dynamics (XPBD) algorithm. Experimental results showed that the segmentation model achieved high accuracy with an average Dice Similarity Coefficient (DSC) above 0.90, and the dynamic model demonstrated biomechanical behavior similar to clinical data, showing 12.3% coronary artery diameter change and 3.2mm positional displacement during the cardiac cycle.
목차
ABSTRACT 1. 서론 2. 관련 연구 분석 2.1 의료 데이터에 기반한 세그멘테이션과 메쉬 생성 2.2 심전도 심장 움직임에 따른 스텐트 시뮬레이션 3. 가상현실 시뮬레이터 구현 3.1 연구 내용 전개 3.2 메쉬 재구성을 통한 최적화 3.3 심전도 신호 연동 움직임 이벤트 모델링 3.4 확장된 위치기반 동역학을 이용한 스텐트 시뮬레이션 3.5 훈련 기능성 게임(Serious Game) 요소 설계 및 구현 4. 연구 결과 5. 결론 및 제언 사사표기 참고문헌
키워드
Generative AI ImagesCellular AutomataVisual SimilarityAlgorithmic SelectionImage Ecosystem
저자
Taesoo Jang [ Biomedical Engineering Research Center, Asan Medical Center, Seoul 05505, Korea ]
Jae-Soon Choi [ University of Ulsan College of Medicine, Asan Medical Center, Seoul 05505, Korea ]
Corresponding Author
1. 게임산업을 활성화 하고,
2. 게임기술과 기술 인력을 양산할 수 있도록 교육기관의 교과과정을 개발하고,
3. 관련기술에 대한 연구발표회, 강연회, 강습회 등을 개최하며,
4. 학회지, 논문지 및 관련 문헌을 발간하고,
5. 게임 기술 개발을 위한 국제화, 표준화 등을 지원하고,
6. 산.학.연.관이 협동할 수 있는 국제적 학술교류 및 협력을 지원하고,
7. 회원 상호간의 공동 이익과 친목을 증진시킨다.
간행물
간행물명
컴퓨터게임및콘텐츠논문지(구 한국컴퓨터게임학회논문지) [Journal of Computer Games and Contents]
간기
월간
pISSN
3091-7409
eISSN
3092-3638
수록기간
2002~2026
등재여부
KCI 등재
십진분류
KDC 691DDC 793
이 권호 내 다른 논문 / 컴퓨터게임및콘텐츠논문지(구 한국컴퓨터게임학회논문지) 제38권 제7호