虛擬手術(shù)中軟組織物理模型的建立及變形算法研究.pdf

1、虛擬手術(shù)是結(jié)合由生物醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺等諸多領(lǐng)域而成的一門新興學(xué)科。其主要內(nèi)容就是通過(guò)對(duì)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的可視化，在計(jì)算機(jī)中構(gòu)建虛擬的人體器官模型，并通過(guò)計(jì)算機(jī)逼真地仿真出真實(shí)手術(shù)過(guò)程中虛擬組織模型的各種形變效果。虛擬人體器官模型不僅是虛擬手術(shù)中操作的對(duì)象，而且直接決定著虛擬手術(shù)系統(tǒng)的整體性能，因而虛擬手術(shù)中軟組織物理模型的建立逐漸成為了虛擬手術(shù)領(lǐng)域一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容。
　　本文的具體研究?jī)?nèi)容包括：

2、　　(1)在軟組織物理模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面，為保證形變仿真的實(shí)時(shí)性，選擇了基于表面模型的質(zhì)點(diǎn)彈簧模型，為進(jìn)一步保證肝臟軟組織的體不可壓縮特性，引入包含體彈簧的表面質(zhì)點(diǎn)彈簧模型；
　　(2)在軟組織參數(shù)設(shè)定方面，采用了基于生物軟組織測(cè)量的方法。結(jié)合軟組織應(yīng)力應(yīng)變曲線的特點(diǎn)，提出了分段線性化的彈簧彈性系數(shù)確定方法，滿足了軟組織形變時(shí)應(yīng)力形變的非線性特征；
　　(3)在力學(xué)分析求解方面，研究了軟組織模型發(fā)生形變時(shí)的數(shù)值求解問題。將歐拉