目的為滿足虛擬手術(shù)模擬實時性與真實性要求,本文采用位置動力學(xué)的算法建立虛擬手術(shù)系統(tǒng)的軟組織形變模型。方法首先以人體軟組織肝臟為例,對表面三角形網(wǎng)格進行四面體劃分,用四面體網(wǎng)格來構(gòu)造肝臟的形變模型;然后介紹位置動力學(xué)模型的算法原理并推導(dǎo)幾何約束投影,賦予軟組織形變模型距離約束和體積約束;提出手術(shù)器械拾取控制點的碰撞檢測方法,并利用觸覺交互設(shè)備搭建虛擬手術(shù)仿真平臺;最后對肝臟等軟組織進行形變模擬實驗及時間效率分析,并與質(zhì)點-彈簧模型對比。結(jié)果位置動力學(xué)模型相比質(zhì)點-彈簧模型形變效果更逼真,肝臟模型形變耗時僅為3.07 ms,系統(tǒng)幀率達到60幀/s以上。結(jié)論基于位置動力學(xué)的軟組織建模具有真實的變形模擬和較高的計算效率。 

【文章頁數(shù)】：6 頁

【文章目錄】：
0 引言
1 研究方法
    1.1 軟組織的形變模型
    1.2 PBD算法
        1.2.1 算法原理
        1.2.2 約束投影
        1.2.3 幾何約束
    1.3 碰撞檢測
    1.4 觸覺交互
2 初步實驗與結(jié)果
    2.1 PBD形變仿真視覺效果
    2.2 PBD模型與MSM模型形變對比
    2.3 時間效率分析
3 討論與結(jié)論


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于改進彈簧-質(zhì)點模型的形變建模及力反饋算法研究[J]. 陳衛(wèi)東,陳攀攀,朱奇光.  生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2015(05)
[2]用于軟組織變形仿真的層狀菱形鏈連接模型[J]. 張小瑞,宋愛國,孫偉,崔桐.  計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報. 2010(03)



本文編號：3701324