[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

摘要

本发明公开了一种基于高融合度增强现实的虚拟脑外科手术仿真方法，包括：充分考虑活体软组织的力学特性，把粘弹性集成到人体软组织形变模型中，通过对真实软组织进行生物力学试验，确定软组织物理力学模型参数，从而得到精确的形变计算结果。通过动态纹理映射渲染高仿真脑组织区域背景，建立了高真实感的实时动态场景信息；对虚拟脑肿瘤模型进行镜面环境纹理映射，获得与脑组织环境同源的真实感纹理；将两者配准融合输出，实现虚实在纹理上的同步效果，通过双目视觉系统呈现三维立体场景，增强系统的真实感和沉浸感。

主权项

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。