申请/专利权人：北京航空航天大学

申请日：2024-03-26

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN117950504A

主分类号：G06F3/01

分类号：G06F3/01;G06F17/11;G06T17/00;G06T17/20;G06T19/00;G06T7/66;G06T7/73

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.17#实质审查的生效;2024.04.30#公开

摘要：本发明公开了一种面向实时虚拟手术的软组织按压与夹取仿真方法，属于虚拟现实领域的手术实时仿真方向。按压和夹取是手术过程中常用的两种操作，针对上述操作仿真需求，本发明采用多尺度多重模型进行软体器官的变形交互模拟：粗尺度网格是四面体网格，用来模拟器官整体的形变；细尺度网格是表面三角网格，用来模拟器官与手术器械交互过程中的精细形变；球树模型用来计算顶点发生接触后被排出的方向。针对按压操作仿真，采用连续碰撞检测获取手术工具与软组织的碰撞位置，发生碰撞后，使用指导向量计算顶点位置的排出方向，从而保证手术工具与软组织表面的无穿透效果。针对夹取操作仿真，采用动态附着约束实现钳嘴与软组织的精细交互。

主权项：1.一种面向实时虚拟手术的软组织按压与夹取仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、软组织仿真模型包含三个部分：表面三角网格、四面体网格和球树，表面三角网格、四面体网格和球树之间采用的交互方式具体包括：S11、球树与四面体网格之间的同步；S12、四面体顶点受来自表面三角网格顶点的位置约束；S13、表面三角网格顶点受来自四面体顶点的位置约束；S2、在按压仿真过程中，手术工具相邻两帧构建碰撞空间，通过指导向量优化排出方向，位置约束系数动态调整；S3、基于动态附着约束的夹取仿真操作，具体包括：S31、通过手术工具的包围盒计算发生碰撞的软组织顶点位置，并计算发生碰撞的软组织顶点在手术工具上的相对位置和局部坐标；根据手术工具的闭合状态，选择性进行步骤S32或步骤S33；S32、手术工具仍未闭合，则使用软组织顶点与手术工具的包围盒进行离散碰撞检测，并对发生碰撞的软组织顶点施加附着约束；S33、手术工具已经闭合，则对预计算手术工具闭合时能抓取到的软组织顶点施加附着约束。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京航空航天大学 一种面向实时虚拟手术的软组织按压与夹取仿真方法

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