[发明专利]一种基于高融合度增强现实的虚拟脑外科手术仿真方法

权利要求书

1.一种基于高融合度增强现实的虚拟脑外科手术仿真方法，其特征在于，包括：

步骤一、采用医学设备获得患者脑组织的真实形态图，根据所述形态图对脑组织进行三维建模，得到患者虚拟软组织的几何模型，并将手术器械和手术设备导入到所述几何模型中；

步骤二、通过对真实软组织进行生物力学试验确定真实脑组织的物理力学模型参数；

步骤三、结合所述步骤二中得到的物理力学模型参数几何模型，采用径向基函数和多项式基函数确定虚拟脑组织形变模型中任意点的位移函数；

步骤四、判断所述手术器械与所述几何模型是否发生接触，若是，计算虚拟脑组织的所有节点受力的大小及方向，同时利用形变模型计算出所有节点的位移；根据每个节点的新位移计算出它们的新位置；

步骤五、由软组织物理模型计算得到的软组织应力应变数据，得到手术器械受力大小；

根据所述任意点受力的大小计算虚拟手术器械受力大小：

其中，σ为内力向量；σ′为虚拟手术器械受力大小，为手术器械材料与脑组织的剪切模量比，A为样本表面积，h为样本原有高度；h₀为样本受力后高度；μ为泊松比，λ为受力系数，其数值为0.23；E₁为真实脑组织在细微形变时的弹性模量。

2.根据权利要求1所述的基于高融合度增强现实的虚拟脑外科手术仿真方法，其特征在于，所述步骤一中的三维建模采用双目投影模型建立。

3.根据权利要求1所述的基于高融合度增强现实的虚拟脑外科手术仿真方法，其特征在于，所述步骤二中真实脑组织的物理力学模型参数，包括：

真实脑组织的弹性模量，其计算公式为：

其中，E_i为真实脑组织的弹性模量，E₁为真实脑组织在细微形变时的弹性模量，E₂为真实脑组织在较大形变时的弹性模量，F_i为作用于样本表面上的外力，F₁为作用于样本表面小于1N的力，F₂为作用于样本表面大于1N的力，A为样本表面积，h为样本原有高度，h₀为样本受力后高度。