[发明专利]一种埋藏式缝合技术的实时模拟方法

摘要

本发明涉及一种埋藏式缝合技术的实时模拟方法，该方法包括以下步骤：1)采用四面体弹簧模型，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；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。与现有技术相比，本发明具有稳定可靠、实现方便、真实高效等优点。

主权项

一种埋藏式缝合技术的实时模拟方法，其特征在于，该方法用于虚拟手术训练系统中，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；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；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。