基于局部动态模型的软组织形变建模与仿真  被引量:4

Modeling and Simulation of Soft Tissue Deformation Based on Local Dynamic Model

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作  者:李艳东[1] 朱玲[1] 叶秀芬[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,齐齐哈尔161006 [2]哈尔滨工程大学自动化学院,哈尔滨150001

出  处:《计算机科学》2013年第10期283-288,共6页Computer Science

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

摘  要:选择人体软组织模型作为研究对象,针对医学触诊训练的特点,提出了可变区域的局部质点-弹簧/阻尼器(ALMSDM)模型。该模型具有位置可变及区域可扩展的动态特性,改善了以往文献中局部建模方法静态限定的局限,解决了全局"面模型"形变恢复能力差及数据量大的问题。结合ALMSDM的特点,提出了顶点法向量局部更新与预计算策略,从而极大地提高了系统的实时性。从形变恢复能力、反馈力及实时性3方面对不同模型下的系统性能进行了评价,结果显示所提算法能够保证虚拟软组织形变仿真的精确性与实时性,具有可行性与通用性。This paper selected human soft tissue model as a research object and proposed local mass-spring/damper (ALMSDM)aecording to characteristics of medical palpation training, Dynamic characteristics of this model include po-sition-changing and extensible area,which improves the restrictions of static limitation in local modeling method in ex-isting literature and resolves the problem of poor recovering ability and large volume data in global surface model. And the strategy of local updating for vertex normal and pre-computing was also proposed combining ALMSDM's features. This strategy dramatically enhances the real-time of system whose performance is assessed from recovery, feedback force and real-time under different models. This can guarantee the accuracy and real-time of virtual soft tissue deforma-tion and simulation, thus verifies feasibility and universal property of this proposed algorithm.

关 键 词:虚拟手术 软组织形变 局部动态模型 触觉反馈 面模型 体模型 

分 类 号:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术]

 

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