虚拟手术中肝脏形变仿真系统
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国家自然科学基金(61471124);福建省自然科学基金(2016J01293,2017J01107,2018J01787);福建省中青年教师教育科研项目(JA15574);校级国家自然基金校内培育项目(KY2017NS05)


Liver Deformation Simulation System in Virtual Surgery
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    摘要:

    由于肝脏具有复杂的生物力学特性,因此在进行形变仿真时,计算量大而难以达到实时性要求;同时在对肝脏形变实时仿真时却很难达到真实感.为了解决这一矛盾,需要研究一种可以自动依据手术器械操控区域及施力大小而动态转换的混合模型,通过理论分析提出了一种肝脏网格与无网格混合模型的构建方法.实验结果表明,该算法具有较高的计算效率且形变具有较好效果,能够满足虚拟肝脏手术仿真的真实感与实时性要求,对虚拟肝脏软组织手术研究具有一定的指导意义.

    Abstract:

    Liver has complex biomechanical properties. Therefore, it is difficult to achieve real-time requirement because of the large amount of calculation in deformation simulation. At the same time, it is inaccessible to achieve the reality in real-time simulation of liver deformation. In order to solve this contradiction, a hybrid model which can automatically change the operating area and force of surgical instruments is developed. According to theoretical analysis, a construction method for the mesh and meshless model of liver is proposed. The experimental results show that the algorithm has high computational efficiency and good deformation effect, which can meet the realistic and real-time requirements of virtual liver surgery simulation. The conclusions drawn in this paper can be used to guide the study of virtual liver soft tissue surgery.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

王娜,陈国栋,许少剑.虚拟手术中肝脏形变仿真系统.计算机系统应用,2019,28(10):92-97

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  • 收稿日期:2019-03-14
  • 最后修改日期:2019-04-17
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  • 在线发布日期: 2019-10-15
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