虚拟手术中软组织形变过程研究与实现

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随着现代科技不断的发展,计算机应用技术已经渗透各个学科的研究中。其中具有典型的是计算机技术与医学相结合的产生的虚拟手术课题的研究。虚拟手术主要涉及技术有医学手术技术,图像处理技术,人机交互技术,虚拟现实技术,人工智能以及传感器技术等。虚拟手术研究方向又可以分为六大分支,包括模型重构,碰撞检测,软组织形变,软组织切割,力反馈设备,以及真实感绘制六大方面。从中可以看出软组织形变研究是虚拟手术的关键研究技术之一。本文将对软组织形变这一关键技术进行详细的研究。软组织形变可分为三大部分,一是形变前期处理,二是形变计算,三是形变结果绘制。同时本文将从三个方面对软组织形变的进行研究。首先,本文介绍形变中软组织的质点弹簧与有限元模型两种模型,通过对这两种模型的理论分析,并就其模型的特点与适用范围给出了意见,同时通过实验对比模型在形变中的优劣性。其次,针对形变前期处理中受力点位置与受力点力的转移问题,提出了二维基于随机函数的受力点寻址算法,通过该算法,使得受力点移置到它的最邻近点上去。最后,给出了基于面积匹配约束的受力点寻址三维算法,主要是用于解决一些扁平状软组织受力时的受力点处理问题。
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