一种埋藏式缝合技术的实时模拟方法技术
【技术实现步骤摘要】
一种埋藏式缝合技术的实时模拟方法
本专利技术涉及一种虚拟手术的模拟方法，尤其是涉及一种埋藏式缝合技术的实时模拟方法。
技术介绍
随着科学技术的高速发展，虚拟手术的应用为医疗的现代化提供了越来越多的帮助。缝合作为虚拟手术中不可缺少的一部分，成为许多学者研究的课题。在缝合的模拟研究过程中，早期的学者仅仅着手于软组织表层缝合的模拟，然而，表层缝合不能代表缝合技术的整体，也不能给训练者很大的自由度，更不能全方位地对训练者进行训练和考察。埋藏式缝合对软组织、线的模拟有很高的要求，不仅要求软组织、线模型要有高的真实性，还对线与软组织之间交互的模拟有可靠的物理模型，并且由于要应用于虚拟手术，这就要求模型系统达到高的更新速度，并且能达到实时。一个完整的埋藏式缝合模拟包括了软组织模拟、缝合线模拟、碰撞检测及响应和埋藏式穿刺模型。对于软组织的模拟，一些早期的研究仅仅在软组织表面采用有结构的网格如：三角网格，来用于渲染，而在软组织的内部采用无网格结构。一些学者仅仅关注与软组织的表面网格，而忽略软组织的内部结构的建模。之后有些学者采用预定义的结构来用于软组织的模拟，如一些采用中心线(ce...
【技术保护点】
一种埋藏式缝合技术的实时模拟方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)采用基于物理模型的模拟方法，利用四面体弹簧模型，对软组织进行建模；2)借鉴头发模拟方法，采用四面体弹簧模型，对缝合线进行建模，并通过冲量传递机制对缝合线进行长度控制；3)进行缝合线的渲染，引入Bezier曲线进行差值，然后通过绘制小球来渲染出一个整条的缝合线；4)采用K？DOPS树进行碰撞检测及表面张力模拟；5)当针头和软组织发生碰撞且针头施加在软组织表面的力大于软组织表面可承受的最大张力，针头进入软组织，则执行步骤6)；6)进行软组织与缝合线的交互模拟，包括缝合线与软组织的表面网格的交互和缝合线与软组织的内部网格的交互。
【技术特征摘要】
1.一种埋藏式缝合技术的实时模拟方法，其特征在于，该方法用于虚拟手术训练系统中，包括以下步骤：1)采用基于物理模型的模拟方法，利用四面体弹簧模型，对软组织进行建模；2)借鉴头发模拟方法，采用四面体弹簧模型，对缝合线进行建模，并通过冲量传递机制对缝合线进行长度控制；3)进行缝合线的渲染，引入Bezier曲线进行差值，然后通过绘制小球来渲染出一个整条的缝合线；4)采用K-DOPS树进行碰撞检测及表面张力模拟；5)当针头和软组织发生碰撞且针头施加在软组织表面的力大于软组织表面可承受的最大张力，针头进入软组织，则执行步骤6)；6)进行软组织与缝合线的交互模拟，包括缝合线与软组织的表面网格的交互和缝合线与软组织的内部网格的交互；所述的缝合线与软组织的内部网格的交互具体为：601)在被缝合线刺穿的四面体的三角面片和刺穿这个三角面片的缝合线的线段上设置成对的控制点；602)利用弹簧模型作为基础，在成对的控制点之间加入弹簧，控制缝合线与软组织的运动，当缝合线被拉离开所穿过的软组织的三角面片时，两个控制点之间的弹簧被拉开，软组织和缝合线相互制约；所述的冲量传递机制是指，根据施加在线上一个点的力的大小和方向，以及力的作用时间计算出该点上的冲量，并根据该点的...
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