虛擬手術(shù)中基于無網(wǎng)格下觸覺反饋算法的研究.pdf

1、虛擬手術(shù)仿真系統(tǒng)VirtualSurgerySimulationSystem(VSSS)是一種可以逼真地模擬真實(shí)手術(shù)各個(gè)過程的仿真系統(tǒng)。在虛擬手術(shù)中,要使用戶獲得更真實(shí)的感覺,就必須有真實(shí)的觸覺反饋效果。鑒于此,本文利用無網(wǎng)格方法,避免了彈簧質(zhì)點(diǎn)以及有限元等這些有網(wǎng)格算法在虛擬手術(shù)仿真系統(tǒng)中帶來的弊端。無網(wǎng)格算法不用考慮切割過程帶來的求解四面體切割的問題,去除或增加點(diǎn)容易,精度高且方便有效,而且系統(tǒng)更加穩(wěn)定。為了驗(yàn)證研究結(jié)果的正確性和有

2、效性,本文基于無網(wǎng)格方法,對(duì)腎臟虛擬手術(shù)仿真中軟組織器官的形變過程進(jìn)行模擬仿真,仿真結(jié)果表明用戶可以更好地感知虛擬物體的幾何形狀和物理屬性。
　　 本論文的研究主要有兩點(diǎn):首先,本文采用了一種利用形變張量的多個(gè)不變量來求取觸覺反饋的方法,該方法能夠有效地描述人體軟組織器官多種復(fù)雜的材料特性,因此觸覺反饋的效果更加真實(shí)可靠:其次,本文為系統(tǒng)增加了微觀的觸覺反饋,讓用戶可以感覺到虛擬物體表面的紋理結(jié)構(gòu),使仿真效果更加真實(shí)。