發(fā)布時間：2023-02-01 10:38

　　隨著虛擬技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,人們將其與醫(yī)學(xué)專業(yè)結(jié)合起來,設(shè)計出醫(yī)學(xué)仿真系統(tǒng)。虛擬外科手術(shù)系統(tǒng)的研發(fā)成為當(dāng)今國內(nèi)外的一個熱點研究課題,其中的人體軟組織建模也是一項重要研究內(nèi)容。本論文研究以無網(wǎng)格方法為其礎(chǔ)對人體軟組組織形變進(jìn)行建模,當(dāng)外力作用在虛擬軟組織上時,可以快速實時地獲得形變結(jié)果,同時充分發(fā)揮無網(wǎng)格方法建模適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢,對軟組織的切割形變也進(jìn)行了模擬分析。無網(wǎng)格建模方法是將軟組織看成一個問題域,在問題域里布置大量離散的節(jié)點,通過形函數(shù)將節(jié)點聯(lián)系起來建立剛度矩陣進(jìn)而構(gòu)建描述軟組織材料力學(xué)性能的近似函數(shù)模型,由函數(shù)模型獲得的全部節(jié)點位移就可以用來表現(xiàn)軟組織的形變。為了能更好地理解和應(yīng)用無網(wǎng)格方法,先分析典型的建模方法---有限元建模,考慮到建模過程中會涉及到軟組織的材質(zhì)特性,為此研究了軟組織材質(zhì)特性的測量方法。之后采用局部無網(wǎng)格法進(jìn)行了對軟組織形變進(jìn)行了二維簡化建模的嘗試,取得了比較好的結(jié)果。有了這些知識儲備,研究應(yīng)用全局無網(wǎng)格法對軟組織進(jìn)行三維建模,通過建模獲得模型函數(shù),經(jīng)求解可以得到全部節(jié)點位移表現(xiàn)的軟組織形變。但是模型函數(shù)的計算求解過程非常耗時,不能滿足虛擬手術(shù)中實時表現(xiàn)虛... 

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

醫(yī)學(xué)手術(shù)仿真實例示意圖

德國的腹腔鏡手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)

斯坦福大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系開發(fā)的血管縫合模擬器荷蘭CathSim公司開發(fā)了基于AccuTouch觸覺反饋裝置的靜脈導(dǎo)管穿刺模擬

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于壓力采集和FEM模型的軟組織參數(shù)測量方法[J]. 廖祥云,袁志勇,陳二虎,鄭奇.  東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(09)
[2]耦合無網(wǎng)格迦遼金與質(zhì)點彈簧實現(xiàn)軟組織形變仿真[J]. 劉雪梅,毛磊,李運華,郝愛民.  計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報. 2013(01)
[3]無網(wǎng)格數(shù)值方法中的形函數(shù)研究[J]. 劉家隆.  企業(yè)技術(shù)開發(fā). 2011(19)
[4]膝關(guān)節(jié)鏡手術(shù)仿真訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計[J]. 譚珂,郭光友,潘新華,熊岳山.  計算機(jī)仿真. 2009(12)
[5]無網(wǎng)格形函數(shù)構(gòu)造方法的改進(jìn)[J]. 韓加坤.  宜賓學(xué)院學(xué)報. 2009(06)
[6]無網(wǎng)格法中形函數(shù)對計算精度的影響[J]. 劉寒冰,焦玉玲,梁春雨,秦衛(wèi)軍.  吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2007(03)
[7]關(guān)于無網(wǎng)格方法中點插值形函數(shù)的研究[J]. 龍述堯,侯淑娟.  湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2004(03)

博士論文
[1]無網(wǎng)格法基函數(shù)的改進(jìn)與應(yīng)用[D]. 趙云亮.吉林大學(xué) 2008
[2]生物軟組織建模仿真方法研究[D]. 鮑春波.大連理工大學(xué) 2008

碩士論文
[1]虛擬手術(shù)仿真系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 張曉芹.電子科技大學(xué) 2014



本文編號：3734111