虛擬手術(shù)中支持實(shí)時(shí)切割的混合彈性模型.pdf

1、虛擬手術(shù)系統(tǒng)應(yīng)該同時(shí)滿足真實(shí)性和實(shí)時(shí)性的要求。彈簧質(zhì)點(diǎn)模型可以滿足實(shí)時(shí)性的要求，但它無(wú)法模擬人體軟組織器官的粘彈性特征；傳統(tǒng)的有限元模型雖然可以模擬人體的粘彈性特征，但其巨大的時(shí)間消耗使得這個(gè)方法無(wú)法給出實(shí)時(shí)的反饋。 混合彈性模型是一種基于有限元方法的優(yōu)化模型，它由只支持形變的靜態(tài)模型和支持切割與形變的動(dòng)態(tài)模型組成，該模型克服了彈簧質(zhì)點(diǎn)模型的缺陷；同時(shí)也滿足了虛擬手術(shù)的實(shí)時(shí)性要求。實(shí)驗(yàn)證明混合彈性模型在虛擬手術(shù)的真實(shí)性和實(shí)時(shí)性之

2、間達(dá)到了一個(gè)較好的折中效果，它可以實(shí)時(shí)的提供視覺反饋，并且為下一步在虛擬手術(shù)系統(tǒng)中加入力反饋器作好了準(zhǔn)備。 本文主要從事了以下幾個(gè)方面的研究工作： (1)混合模型的構(gòu)建。 分別建立混合模型的靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型，通過兩部分模型的邊界點(diǎn)傳遞力與位移，建立獨(dú)立格式的連接點(diǎn)文件。為了更好的對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，本文采用不同的構(gòu)建方法共建立了兩組混合模型。 (2)編寫仿真程序，本實(shí)驗(yàn)程序分為以下幾個(gè)主要模塊：基本變形