[发明专利]一种埋藏式缝合技术的实时模拟方法

权利要求书

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。

2.根据权利要求1所述的一种埋藏式缝合技术的实时模拟方法，其特征在于，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，并根据该点的质量进一步计算施加冲量后该点的速度，并将冲量沿线向两边进行传递，从而对线进行长度控制。

3.根据权利要求1所述的一种埋藏式缝合技术的实时模拟方法，其特征在于，所述的碰撞检测包括缝合线自碰撞检测、缝合线与软组织之间的碰撞检测、软组织的自碰撞检测、针头与软组织之间的碰撞检测以及针头与缝合线之间的碰撞检测。

4.根据权利要求1所述的一种埋藏式缝合技术的实时模拟方法，其特征在于，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。

5.根据权利要求4所述的一种埋藏式缝合技术的实时模拟方法，其特征在于，当两个控制点之间的弹簧被拉开，所产生的弹力分别施加到四面体的三角面片的三个顶点和缝合线的线段的两个端点上：

首先依据三角面片上的控制点的坐标和三角面片三个顶点的坐标，可以计算出三个顶点的质心重量，根据所算出的质心重量，将虚拟的控制点上所受到的弹簧的力，分别施加到面片的三个顶点上；

缝合线的线段上的两个端点所受的力控制点分线段的比例相对应，离控制点越近的端点所受的力越大。

6.根据权利要求4所述的一种埋藏式缝合技术的实时模拟方法，其特征在于，所述的缝合线的线段上的控制点为可沿着缝合线滑动的控制点；当上一个线段划过三角面片时，根据三角面片上的控制点到上一个线段的反向延长线的投影点，这个投影点到最近的上一个线段的最近的端点的距离占线段的比例，将控制点移到正处于和这个三角面片相交的线段上。