虚拟手术系统中形变物体的实时模拟系统

摘要

一个虚拟手术系统中的实时模拟软组织物体形变系统，属于图形处理技术领域。本发明中：边界元模块首先为形变物体建立物理模型，划分物体表面网格单元，对边界积分方程进行离散化并求解出每个网格单元的形变向量。形状匹配模块根据划分好的网格单元，对每一个网格单元的形变位置和初始位置建立一一映射关系，根据网格单元的位置和物体材料属性建立运动学方程，计算物体的形变回复形状。有限状态机在软组织物体形变过程中，对物体的受力状态进行分析，并通过基本状态之间的切换来控制当前使用的形变运算模块。本发明实现了在交互式系统中实时并且精确对软组织形变进行模拟，特别是虚拟手术系统中手术器械与软组织交互变得更精确，更快速。