[发明专利]软组织形变仿真方法

权利要求书

1.一种软组织形变仿真方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤1）：采集软组织的数据信息，并采用基于四面体的质点-弹簧体模型建立软组织的生物力学模型，该生物力学模型由n个质点组成，并且对于其中任意一个质点i，满足以下方程：

mi∂2xi∂t2+Fini=Fexti]]>

Fini=Σj=j1jqμ(|xj-xi|-|xj-xi|0)(xj-xi)|xj-xi|+Σj=j1jqη(vj-vi)]]>

ai=Fexti-Finimi]]>

其中，m_i为质点i的质量，x_i表示质点i的位置矢量，表示与质点i相连的所有质点j（包括j1至jq）施加于质点i的内力，x_j表示质点j的位置矢量，表示质点i所受外力，|x_j-x_i|表示两个质点间位置矢量之差，|x_j-x_i|⁰是发生形变前弹簧的长度，v_i为质点i的速度，v_j为质点j的速度，a_i为质点i的加速度，μ为弹簧的弹性系数，η为阻尼器的阻尼系数；

步骤2）：依据步骤1）所建的生物力学模型，对其中的各个质点进行初始化，构建模型的初始状态，并且计算该模型中的每个质点与相连质点间的弹簧初始长度；

步骤3）：外接的力反馈设备对软组织施加作用力，进行碰撞检测，确定软组织上发生碰撞的质点和受力发生形变的区域，以及软组织被按压或者拉伸的长度；

步骤4）：用改进的欧拉算法计算发生形变区域内的各个质点的运动状态信息；

步骤5）：依据步骤3）和步骤4）计算反馈力，并将该反馈力输出至力反馈设备；

步骤6）：循环执行步骤4）至步骤5），计算每个时间步长中各质点的运动状态，并在显示器上动态显示软组织的形变过程。