虛擬手術(shù)中軟組織模型的變形及切割.pdf

1、虛擬手術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中發(fā)揮越來越重要的作用。一個(gè)典型的虛擬手術(shù)系統(tǒng)包含模型重建、網(wǎng)格劃分、變形計(jì)算、模型切割以及真實(shí)感繪制等部分。它是一個(gè)綜合性的研究課題，它融合了生物醫(yī)學(xué)、機(jī)械力學(xué)、材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、機(jī)器人技術(shù)等諸多學(xué)科。在虛擬手術(shù)系統(tǒng)中，網(wǎng)格劃分是對早期軟組織模型處理的一個(gè)難點(diǎn)，它要求我們對幾何模型進(jìn)行體網(wǎng)格重建，在此基礎(chǔ)上才能順利地進(jìn)行后期的變形計(jì)算以及模型切割。變形計(jì)算及模型切割則是模擬手術(shù)操作的關(guān)鍵性步驟。
　　本文

2、對網(wǎng)格劃分、變形計(jì)算和模型切割這幾部分的關(guān)鍵技術(shù)做了研究。在網(wǎng)格劃分階段，本文采用了三維Delaunay網(wǎng)格生成算法，該結(jié)果具有很強(qiáng)的自適應(yīng)性。在變形計(jì)算階段，本文在對比了進(jìn)行變形計(jì)算常用的方法后，選取了混合凝聚有限元模型對軟組織進(jìn)行形變量的計(jì)算，該模型能夠有效地模擬網(wǎng)格變形的操作。在模型切割階段，本文提出了一種基于光順準(zhǔn)則的最少單元切割法，它對切割交點(diǎn)和相鄰單元的位置進(jìn)行調(diào)整，能在快速切割的基礎(chǔ)上，采用光順準(zhǔn)則對網(wǎng)格進(jìn)行平滑，提高切割