基于Bézier曲线的虚拟手术切割新算法  被引量:3

Novel cutting algorithm based on Bézier curve in virtual surgery

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作  者:朱玲[1] 叶秀芬[2] 希吉尔[2] 孙明[1] 

机构地区:[1]齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院,黑龙江齐齐哈尔161006 [2]哈尔滨工程大学自动化学院,哈尔滨150001

出  处:《计算机应用研究》2013年第10期3195-3200,共6页Application Research of Computers

基  金:齐齐哈尔大学青年教师科研启动支持计划项目(2012k-M13);国家青年科学基金资助项目(61100103)

摘  要:针对虚拟手术中现有切割算法存在的切口不光滑、对重组网格依赖大、容易生成病态网格等问题,提出了基于Bézier曲线的切割算法与切口边界独立绘制方案,在不增加重组网格的基础上,实现光滑的切口绘制;通过在切割区域边界点与Bézier曲线之间直接添加弹簧约束的方式,使模型能够控制切口的张裂度,实现切口的弹性张开;最后对切割操作中含摩擦力与不含摩擦力的反馈力计算模型进行了理论分析并与实测值进行了对比;结果表明该切割算法在视觉与触觉反馈方面都表现出非常好的逼真性。This paper presented a novel cutting algorithm in virtual surgery based on B6zier curve, aiming at the problems of existing algorithms such as poor smoothness at incision, high dependency on reconstructed meshes, ill-posed meshes and so on. The scheme using the idea of "incision boundary drawn independently" realized the smooth effect at the incision without adding reconstructed meshes. By adding spring constrain between the boundary points of cutting region and the B6zier curve, it could controlled the opening degree of incision. At last, it gave the feedback force computation model with and without fric- tion in cutting operation, the theory analyses and comparison with real tested value. And the results indicate that this new algo- rithm has excellent effect both in visual and haptic sense.

关 键 词:虚拟手术 软组织切割 BÉZIER曲线 局部模型 反馈力 

分 类 号:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术]

 

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