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Real-Time Deformation Simulation of Kidney Surgery Based on Virtual Reality

Journal of Shanghai Jiaotong university(Science) 2021年第3期26卷 290-297页

作者： JING Mengjie CUI Zhixin FU Hang CHEN Xiaojun Institute of Biomedical Manufacturing and Life Quality Engineering State Key Laboratory of Mechanical System and VibrationSchool of Mechanical EngineeringShanghai Jiao Tong UniversityShanghai200240China Institute of Medical Robotics Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai200240China

Virtual reality-based surgery simulation is becoming popular with the development of minimally invasive abdominal surgery,where deformable soft tissue is modelled and *** mass-spring model(MSM)and finite element method(fem)are common methods used in the simulation of soft tissue ***,MSM has an issue concerning accuracy,while fem has a problem with *** achieve higher accuracy and efficiency at the same time,we applied a co-rotational fem in the simulation of a kidney with a tumour inside,achieving a real-time and accurate deformation *** addition,we set a multi-model representation for mechanical simulation and visual *** implicit Euler method and conjugate gradient method were adopted for setting and solving the linear *** a realistic simulation of surgery,constraints outside the kidney and between the kidney and tumour were set with two series of mechanical properties for the two *** were conducted to validate the accuracy and real-time performance.

关键词： computer-assisted surgery virtual reality real-time simulation finite element method(fem) corotation fem

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