虛擬手術(shù)中的軟組織模型變形技術(shù)研究.pdf

1、虛擬手術(shù)系統(tǒng)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物，通過建立集成有視覺、觸覺、聽覺、嗅覺等多感知的虛擬手術(shù)環(huán)境，給予醫(yī)生逼真的手術(shù)場景，實(shí)現(xiàn)手術(shù)培訓(xùn)教學(xué)和手術(shù)方案三維構(gòu)思。一個(gè)典型的虛擬手術(shù)系統(tǒng)包括組織的建模、碰撞檢測、變形計(jì)算、切割計(jì)算、圖形繪制和觸覺繪制。目前虛擬手術(shù)系統(tǒng)研究中存在仿真精度和速度之間的矛盾，如何平衡這對(duì)矛盾是研究人員一直以來面臨的難題。本文圍繞著現(xiàn)存的技術(shù)難題對(duì)手術(shù)仿真中的常用的且具有代表性的變形計(jì)算展開深入研究，主要工

2、作如下:
　　首先，從力學(xué)角度分析了軟組織生物力學(xué)特性，分別介紹了人體軟組織的線彈性模型和粘彈性模型，及其適用環(huán)境。
　　其次，采用三維Delaunay網(wǎng)格生成算法對(duì)軟組織模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，對(duì)于網(wǎng)格質(zhì)量的判斷，本文提出了一種快速有效的判斷準(zhǔn)則。
　　再次，針對(duì)有限元法處理軟組織變形計(jì)算實(shí)時(shí)性差的問題，采用組織模型局部進(jìn)行有限元計(jì)算代替整體的思路。并利用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的“有向圖矩陣”，完成了對(duì)軟組織的局部模型快速提取工作。<