虛擬手術(shù)中力覺臨場(chǎng)感增強(qiáng)技術(shù)研究.pdf

1、虛擬手術(shù)作為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)實(shí)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，以其突出的無損傷性和可重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn)而備受矚目，其力觸覺模型及再現(xiàn)技術(shù)研究更是當(dāng)前國內(nèi)外研究的前沿和熱點(diǎn)。由于人體組織柔性體受力與形變的復(fù)雜關(guān)系，如何建立穩(wěn)定的物理模型，準(zhǔn)確快速的描述柔性體形變及力反饋從而提高系統(tǒng)力覺臨場(chǎng)感，仍是現(xiàn)階段研究的難點(diǎn)。
　　針對(duì)柔性體力觸覺模型中物體形變和力的描述與計(jì)算效率難以平衡的問題，提出一種基于球面調(diào)和函數(shù)表達(dá)（Spherical Harmonic，S

2、PHARM）的柔性體力觸覺建模方法。首先，建立基于SPHARM表達(dá)的力觸覺模型，利用主成分分析方法實(shí)現(xiàn)柔性體在不同作用力下的形變比較，由簡(jiǎn)化后的波動(dòng)方程獲取對(duì)應(yīng)力反饋，量化柔性體的受力-形變計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了柔性體受力-形變的準(zhǔn)確描述。然后，基于徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Radial Basis Function neural network，RBF-NN）實(shí)現(xiàn)柔性體在給定力作用下的形變-力反饋估計(jì)預(yù)測(cè)，使柔性體形變的視覺刷新頻率與柔性體力觸覺的刷