手术仿真中基于质点-弹簧模型的人体组织变形仿真

摘要

采用质点-弹簧建模方法提出了人体软组织面模型和体模型系统、程式化的计算模型建立方法.将连续的软组织离散为由弹簧/阻尼器及与其连接的质点构成的离散系统,用邻接表来表示离散系统的拓扑结构,即弹簧-质点间的邻接关系,依据该信息,可自动建立方程并计算与每个质点连接的弹簧、阻尼器对质点的粘弹性力的贡献,然后采用4阶Runge-Kutta方法对得到的微分方程组进行数值积分.通过小肠模型(面模型)和规则块状软组织模型(体模型)2个实例介绍了采用所提出的方法实施软组织变形仿真的过程.