一种用于软组织变形仿真的支撑球弹簧模型

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第３０卷第１期
２０１３年１月
计算机应用与软件
ＣｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅ
Ｖｏ１．３０Ｎｏ．１
Ｊａｎ．２０１３
一
种用于软组织变形仿真的支撑球弹簧模型
ｓｕｒｆａｃｅｏｆｓｏｔｆｔｉｓｓｕｅｗｈｏｓｅｃｅｎｔｒｅｓａｒｅｃｏｎｎｅｃｔｅｄｂｙａｓｅｔｏｆｓｐｒｉｎｇｓ，ｔｈｅｙｊｏｉｎｔｌｙｃｏｍｐｏｓｅａｓｕｐｐｏａｉｎｇｓｋｅｌｅｔｏｎｏｆｓｏｆｔｔｉｓｓｕｅｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅ
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（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｗｅｎｉ￣ｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｇ２１００１６，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）
史双瑶沈建新梁春
（南京航空航天大学机电学院江苏南京２１００１６）
摘
要
基于经典的质点弹簧模型原理，提出一种用于软组织变形仿真的物理模型—— 支撑球弹簧模型。定义一系列具有质量、
惯性以及体积特征的六自由度弹性支撑球，贴近软组织面模型下表面排布，支撑球之间由弹簧连接，共同构成软组织的支撑骨架来控制软组织的整体变形。软组织面模型的网格节点通过独立的弹簧与支撑骨架相连，当支撑骨架发生变形时将带动整个软组织发生变形。将此模型运用到角膜变形仿真中，获得了快速、稳定的变形效果，可进一步用于角膜虚拟手术。理论与实践均表明，该模型简单实用，效果良好。
关键词中图分类号软组织变形物理建模支撑球弹簧模型角膜变形仿真力反馈技术ＴＰ３９１文献标识码ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－３８６ｘ．２０１３．０１．０２４
ＡＳＵＰＰｏＲＴＩＮＧＢＡＬＬ．ＳＰＩＵＮＧＭｏＤＥＬＦｏＲＳＩＭＵＬＡＴＩｏＮｏＦＳｏＦＴ
ＴＩＳＳＵＥＤＥＦＯＲＭＡＴＩｏＮ
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