虚拟膝关节镜手术仿真系统的关键技术研究

虚拟手术仿真系统是医学仿真训练的有力工具,在医学教育领域有很好的应用前景。结合虚拟膝关节镜手术系统开发中的实际经验,介绍了系统开发过程中的几何建模、形变计算、力反馈与场景特效处理等关键技术与模拟仿真效果;文中的技术可推广应用到其他虚拟手术仿真系统的开发中。     

虚拟心脏介入手术系统的血流模拟

虚拟心脏介入手术系统的血流效果模拟是系统中模型模拟的关键。实时而准确的血液流动效果增强了虚拟手术系统的真实感。在分析心血管内的血液流动物理模型的基础上,结合弹性腔模型,采用了改进的粒子系统方法,建立和实现了新的虚拟心脏介入手术系统的血流模型,满足了心脏介入系统的实时性和真实感要求。     

一种小量流血形成的弯曲血槽模型

特殊效果模拟是虚拟手术系统中的一个重要组成部分,快速准确的特效能够增强手术过程的真实感。流血效果是虚拟手术系统必不可少的特效之一。针对小量流血形成的弯曲血槽的模拟,提出了一个比较简单的模型,采用元球造型的方法绘制血槽。只考虑血流前端动态效果的模拟,血槽部分采用静态绘制。这种动态与静态结合的模拟方法有效地减少了计算开销,真实感明显,具有很好的实时性。