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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

在日常生活中，健康问题对于我们来说变得越来越重要，人们对自身健康问题也更加重视。因此，人们对于手术的安全性、准确性的要求将会越来越高，这就必然使得医生要更加训练有素，不能有失误。然而，要培养一位熟练的外科医生需要很长的时间。据统计，在颅面外科中，将花二十年或更多的时间培养一位熟练的外科医生。国内的医学院课堂里的教学主要还是老师写黑板的方式、印刷图片和录像作为主要辅助教学手段。虽然计算机的应用正在兴起，但由于相关医学教育软件不足限制了它的应用。像心脏外科操作讲究的是精密和技术，而目前大多数年轻的临床医师没有足够的操作经验，无法达到高级住院医师的要求。因此为了解决这些问题，虚拟手术的研究显得必不可少。通过这方面的研究可以在将来给医生一个快捷、方便、高效的练习平台，使医生得到更多的练习，缩短成为一位熟练的外科医生的时间。

国内外研究现状

目前国内外软组织建模采用的模型较为代表性的为质点-弹簧模（mass-spring model）和有限元模型（finite element model）。对模型的选择，主要受模拟组织拓扑结构变化、模拟区域大小、是否需实时交互及力反馈等因素的影响。

表面切割算法方面，2010年，韩国科学技术学院的seokyeol等人提出一种改进的状态机法，计算出刀痕上各点的曲率，将拥有最大曲率的点作为新增的转折点来细分三角网格2011年，贝鲁特美国大学的turkiyyah等人提出利用不连续的有限元法模拟切割的方法，考虑了大的形变。2010年，中山大学的郁松提出了顶点复制的方法，在面模型上实现了无形变的切割，可避免产生大量的畸形面片。

2. 研究的基本内容

1、设计软组织切割变形仿真算法；

2、maya建模技术的学习与掌握；

3. 实施方案、进度安排及预期效果

方案拟定：

基于上述的分析，选用三维图形软件maya建立对象的几何模型,采用一种切割模型分析人体肝脏等软组织受到切割时的形变情况，利用ae视频软件制作受力形变过程的视频，完成对以上软组织变形仿真的模拟。

4. 参考文献

[1]张小瑞,孙伟,宋爱国,李佳璐. 双通道力/触觉交互的虚拟肺手术仿真系 统[j]. 仪器仪表学报,2012,02:421-428.

[2]万文章,陆熊. 基于蜂窝状多孔固体结构的柔性物体模型研究[j]. 电子 科技,2012,03:4-7.

[3]郁松,樊晓平,廖志芳. 虚拟手术中顶点复制切割算法的设计研究[j]. 小型微型计算机系统,2010,05:959-963.