[发明专利]生物组织剪切仿真方法、终端设备及存储介质

权利要求书

1.一种生物组织剪切仿真方法，其特征在于，包括：

采用复合有限元方法构建生物组织模型的离散化拓扑结构；其中，所述离散化拓扑结构的所有相邻的细网格单元之间建立有一条连接，所有所述连接组成包括若干连接网格单元的连接网格；

根据手术器械的刀口在上一帧和当前帧的位置，生成所述刀口的轨迹面；

检测所述轨迹面与所述连接是否相交；

在所述轨迹面与所述连接相交时，检测与所述轨迹面相交的连接、交点和交点法线是否满足切裂标准；

在与所述轨迹面相交的连接、交点和交点法线满足切裂标准时，根据所述交点和所述法线更新所述离散化拓扑结构，生成切面；

在所述轨迹面与所述连接不相交，与所述轨迹面相交的连接、交点和交点法线不满足切裂标准时或生成切面之后，根据所述刀口的当前位置确定所述刀口剪切到的连接网格单元，并获取所述刀口剪切到的连接网格单元内与所述刀口相交的线段的中点位置；

激活所述刀口剪切到的连接网格单元内预设的虚拟节点并赋值为所述中点位置；

生成所述生物组织模型的剪切仿真效果图，并返回根据手术器械的刀口在上一帧和当前帧的位置，生成所述刀口的轨迹面。

2.如权利要求1所述的生物组织剪切仿真方法，其特征在于，采用复合有限元方法构建生物组织模型的拓扑结构，包括：

将生物组织模型划分为若干六面体型的粗网格单元；

将每个所述粗网格单元划分为若干六面体型的细网格单元；

建立所有相邻的所述细网格单元的中心点之间的连接，组成连接网格；

计算所述生物组织模型的表面与所述连接网格之间的交点和法线，根据所述生物组织模型的表面的法向和每个所述连接的方向的点积符号，将每个所述连接对应的两个细网格单元分别标记为内和外；

根据所述生物组织模型的表面与所述连接网格之间的交点和法线，采用双轮廓算法重建所述生物组织模型的表面，并将重建后的所述生物组织模型的表面顶点绑定至离所述表面顶点最近的细网格单元；

删除标记为外的细网格单元和不包含细网格单元的粗网格单元。

3.如权利要求2所述的生物组织剪切仿真方法，其特征在于，将生物组织模型划分为若干六面体型的粗网格单元之前，包括：

导入生物组织模型；

计算所述生物组织模型的重心位置；

移动所述生物组织模型，使所述生物组织模型的重心位置与世界坐标系的原点位置重合；

归一化所述生物组织模型。

4.如权利要求2所述的生物组织剪切仿真方法，其特征在于，将生物组织模型划分为若干六面体型的粗网格单元，包括：

构建生物组织模型的轴对称包围盒；

选择所述包围盒的最长轴，将所述包围盒扩展为正方体；

按照预设粗网格分辨率将所述正方体划分为若干六面体型的粗网格单元；

分别存储每个所述粗网格单元的粗网格顶点数组和粗网格六面体数组；

建立并存储每个所述粗网格单元的八个顶点到粗网格顶点数组的索引；

将每个所述粗网格单元划分为若干六面体型的细网格单元，包括：

按照预设细网格分辨率将每个所述粗网格单元划分为若干六面体型的细网格单元；

分别存储每个所述细网格单元的细网格顶点数组、细网格六面体数组和中心点坐标；

建立所有相邻的所述细网格单元的中心点之间的连接，组成连接网格，包括：

根据每个所述细网格单元的中心点坐标，建立所有相邻的所述细网格单元的中心点之间的连接，组成包括若干六面体型的连接网格单元的连接网格；

分别存储每个所述连接网格单元的连接网格顶点数组和连接网格六面体数组；

建立并存储每个所述连接网格单元的八个顶点到对应的细网格六面体数组的索引。

5.如权利要求2所述的生物组织剪切仿真方法，其特征在于，删除标记为外的细网格单元和不包含细网格单元的粗网格单元之后，包括：

初始化渲染环境和力反馈设备的环境；

预计算每个所述粗网格单元的单位刚度矩阵。