基于位置动力学的软组织建模研究

摘要：

目的 为满足虚拟手术模拟实时性与真实性要求,本文采用位置动力学的算法建立虚拟手术系统的软组织形变模型.方法 首先以人体软组织肝脏为例,对表面三角形网格进行四面体划分,用四面体网格来构造肝脏的形变模型;然后介绍位置动力学模型的算法原理并推导几何约束投影,赋予软组织形变模型距离约束和体积约束;提出手术器械拾取控制点的碰撞检测方法,并利用触觉交互设备搭建虚拟手术仿真平台;最后对肝脏等软组织进行形变模拟实验及时间效率分析,并与质点-弹簧模型对比.结果 位置动力学模型相比质点-弹簧模型形变效果更逼真,肝脏模型形变耗时仅为3.07 ms,系统帧率达到60帧/s以上.结论 基于位置动力学的软组织建模具有真实的变形模拟和较高的计算效率.

关键词：虚拟手术、软组织形变、位置动力学、四面体网格、触觉交互

所属期刊栏目：39

分类号：R318.04(医用一般科学)

在线出版日期：2020-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：344-349