虛擬手術中軟組織形變和碰撞檢測的研究.pdf

1、虛擬手術(VirtualSurgery，VS)是虛擬現(xiàn)實技術(VirtualReality，VR)在醫(yī)學領域中的一個重要應用。它使得醫(yī)生可以通過特定的手術器械設備與虛擬場景進行交互，從而進行手術計劃、操作和訓練等。在虛擬手術系統(tǒng)中，虛擬交互環(huán)境不僅給用戶提供了一個可視化的場景，還提供了反饋力等交互信息，使用戶通過手術器械設備能夠獲得與虛擬對象交互時所產(chǎn)生的力覺。這樣就使得手術訓練操作過程就如操作真實的物體一樣，真實而可靠。
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2、虛擬手術系統(tǒng)的開發(fā)過程中，本文就軟組織形變物理建模和物體碰撞檢測算法做了重點研究。針對軟組織變形建模，本文采用了質點-彈簧模型來代替有限元的方法，進行建模以優(yōu)化計算效率；并且改進了質點-彈簧模型，加入了一層保持彤變的復位彈簧，使得模型形變效果更符合軟組織彈性形變的要求。對于實時物體碰撞檢測，本文設計了一種基于AABB包圍盒碰撞檢測的方法，它以AABB包圍盒碰撞檢測作為第一步，先找出碰撞面，然后進一步檢測是基于已建立的質點-彈簧模型，以質