计算机辅助设计与图形学学报

作者：韩靖, 田歌, 潘俊君, 王玉辉, 王晶, 骆岩林

关键词：虚拟手术, 颅底肿瘤形变, Voigt模型, 力反馈, 黏膜钳

目前还没有针对黏膜钳力交互的颅底肿瘤形变研究, 黏膜钳作为鼻-颅底手术的主要工具之一, 研究其虚拟仿真可以为鼻-颅底虚拟手术系统提供技术支撑. 首先, 基于 CT 重建颅底脊索瘤模型, 参照实物建立黏膜钳模型; 其次, 根据碰撞点与三角面片的位置关系进行精确碰撞检测; 再次, 根据碰撞点与三角面片顶点的距离的比例将外力分配到顶点上; 从次, 基于 Voigt 模型模拟肿瘤形变, 采用 4 阶龙格-库塔法求解动力学方程; 最后, 基于 GeomagicTouch 设备与弹簧-阻尼器模型实现力反馈. 实验所用脊索瘤模型有 2 601 个顶点, 在 CPU i7-9700K, GPU 1660Ti 环境下的实验结果表明, 形变效果符合软组织的黏弹性、应力-应变非线性与应变滞后性, 形变帧速超过 60 帧/s, 达到实时性要求, 针对 17 位医师的问卷调查也获得了较好评价.

来源：2023年第10期

《计算机辅助设计与图形学学报》期刊编辑部

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