虛擬手術(shù)仿真系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、在醫(yī)學(xué)教學(xué)與實(shí)踐中，虛擬外科手術(shù)仿真技術(shù)尤為重要，通過虛擬手術(shù)仿真系統(tǒng)，醫(yī)生可以進(jìn)行手術(shù)計(jì)劃、操作與學(xué)習(xí)來滿足自己臨床經(jīng)驗(yàn)的不足。本文分別對(duì)虛擬仿真系統(tǒng)的軟組織建模、碰撞、切割進(jìn)行深入研究，主要工作如下：
　　首先，介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究意義并對(duì)國內(nèi)外虛擬手術(shù)仿真系統(tǒng)中軟組織建模、碰撞檢測(cè)和切割仿真等方面的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了歸納。
　　其次，基于場(chǎng)理論將模型劃分為內(nèi)部域和外部域，在內(nèi)部域采用無數(shù)值積分的無網(wǎng)格強(qiáng)勢(shì)方法，減少模型建立

2、的計(jì)算量；在外部域采用無網(wǎng)格局部弱勢(shì)法來弱化邊界問題。為了進(jìn)一步提高模型的實(shí)時(shí)性，在強(qiáng)勢(shì)方法中，通過將節(jié)點(diǎn)值進(jìn)行兩次MLS導(dǎo)數(shù)插值，求出該節(jié)點(diǎn)的二階導(dǎo)數(shù)。結(jié)合無網(wǎng)格強(qiáng)弱勢(shì)法和雙重?zé)o網(wǎng)格配點(diǎn)法達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，有效提高了模型的實(shí)時(shí)性。
　　再次，分析層次包圍盒算法且采用自頂向下的方法進(jìn)行檢測(cè)；最后利用Unity3D可視化軟件對(duì)AABB包圍盒與包圍球進(jìn)行碰撞檢測(cè)，并且通過調(diào)整碰撞的角度對(duì)包圍盒進(jìn)行多角度觀測(cè)。
　　最后，在表面網(wǎng)格切