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公开(公告)号：CN113705039B
公开(公告)日：2023-11-03
申请号：CN202110879656.5
申请日：2021-08-02
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06F30/23 , G16C60/00 , G16C10/00 , A61B34/10 , G06F119/14
Abstract: 一种融入生物特性的高保真度肺部变形模型及其建模方法，属于非接触医疗技术领域。其包含右柯西‑格林变形张量的第四不变量、非线性黏弹塑性模型和PHANTOM OMNI手控器，所述右柯西‑格林变形张量的第四不变量表示肺部组织的各向异性，所述非线性黏弹塑性模型表示肺部组织的非线性、黏弹性和黏塑性的生物特性，所述PHANTOM OMNI手控器进行操作来感知手术过程中的反馈力；所述非线性黏弹塑性模型由三元素模型与非线性黏塑性模型相串联形成，真实地描述肺部虚拟手术蠕变的全过程，提高模型的保真度。
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公开(公告)号：CN113705039A
公开(公告)日：2021-11-26
申请号：CN202110879656.5
申请日：2021-08-02
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06F30/23 , G16C60/00 , G16C10/00 , A61B34/10 , G06F119/14
Abstract: 一种融入生物特性的高保真度肺部变形模型及其建模方法，属于非接触医疗技术领域。其包含右柯西‑格林变形张量的第四不变量、非线性黏弹塑性模型和PHANTOM OMNI手控器，所述右柯西‑格林变形张量的第四不变量表示肺部组织的各向异性，所述非线性黏弹塑性模型表示肺部组织的非线性、黏弹性和黏塑性的生物特性，所述PHANTOM OMNI手控器进行操作来感知手术过程中的反馈力；所述非线性黏弹塑性模型由三元素模型与非线性黏塑性模型相串联形成，真实地描述肺部虚拟手术蠕变的全过程，提高模型的保真度。
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公开(公告)号：CN106777658B
公开(公告)日：2020-02-18
申请号：CN201611139003.9
申请日：2016-12-12
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06F30/20 , G06F111/10
Abstract: 本发明公开了基于放松LRA约束算法的缝合模拟方法，所述方法基于弹簧质点模型重建皮肤，利用FTL方法跟踪缝合线轨迹，使用放松LRA约束算法对皮肤在外力作用下的形变效果进行优化，模拟缝合打结过程，产生左右两个拉力更符合现实情况一针一结的缝合过程。本发明方法外力和外力与皮肤的夹角会实时影响力平衡方程从而影响缝合点的运动方程，运动方程的改变会实时影响皮肤的形变从而影响力平衡方程，两个过程相辅相成从而达成力反馈与皮肤形变的实时更新，实现快速而逼真的力反馈计算，弹簧质点模型使力反馈的求解方便快捷。
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公开(公告)号：CN106446452A
公开(公告)日：2017-02-22
申请号：CN201610910611.9
申请日：2016-10-19
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06F17/50
CPC classification number: G06F17/5004
Abstract: 本发明公开了一种基于力触觉交互的拱梁弹簧形变模型的建模方法，首先对虚拟场景进行初始化；然后进行位置检测，当虚拟代理碰撞到虚拟柔性体表面时，在给定虚拟接触压力 F的作用下，利用拱梁弹簧形变模型来填充虚拟代理与虚拟柔性体交互的局部区域内部；接着，利用拱梁弹簧形变模型计算虚拟柔性体局部区域变形量；最后根据计算出的虚拟柔性体表面的形变刷新图形，并反馈输出力触觉信息。本发明变形计算速度快，计算量少，且通过改变建模方法中相应的参数，就可对不同的柔性体进行变形仿真，建模方法适用性广。
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公开(公告)号：CN103714205B
公开(公告)日：2016-10-05
申请号：CN201310713728.4
申请日：2013-12-23
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明提出了一种模拟柔性体可旋转变形的发条弹簧模型，所述发条弹簧模型由多个发条弹簧依次串接组成，在交互过程中，输出回馈为采用发条弹簧模型计算出来的反应在扭矩作用下柔性体实时变形仿真的力触觉信息的信号，该发条弹簧模型中所有圈上产生扭转变形量之和的叠加对外等效为柔性体表面的变形。本发明发条弹簧模型每圈发条弹簧的扭转变形量计算方法相同，计算简单，加快了扭转变形计算的速度；通过调节发条弹簧可旋转芯轴半径，发条弹簧的厚度和悬挂截面宽度，就可模拟不同类型的柔性体，适用性广；可应用于虚拟外科手术仿真、遥控操作机器人控制、远程医疗等领域。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN103699753B
公开(公告)日：2016-08-17
申请号：CN201310751185.5
申请日：2013-12-31
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明提出了一种支持增强力触觉反馈的多股螺旋弹簧模型，所述模型在虚拟代理未碰撞到虚拟柔性体之前，仅反馈输出相位噪声信号；交互过程中，虚拟柔性体产生实时变形力触觉仿真信息，该力触觉仿真信息与相位噪声信号相加，将得到的相加值作为反馈输出信号；该多股螺旋弹簧模型中所有层上产生拉伸或压缩的变形量之和，等效为柔性体表面的变形。本发明多股螺旋弹簧模型每层拉伸或压缩变形量计算方法相同，计算简单，加快了变形计算的速度；通过调节多股螺旋弹簧的直径、中径、股数等就可模拟不同类型的柔性体，适用性广；可应用于虚拟外科手术仿真、遥控操作机器人控制、远程医疗等领域。
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公开(公告)号：CN104063540A
公开(公告)日：2014-09-24
申请号：CN201410256000.8
申请日：2014-06-10
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明提出了一种支持增强力触觉反馈的涡卷弹簧模型，所述涡卷弹簧模型由多个涡卷弹簧依次串接组成，在交互过程中，输出回馈为采用涡卷弹簧模型计算出来的反应在压力作用下柔性体实时变形仿真的力触觉信息的信号，该涡卷弹簧模型中所有层上产生压缩变形量之和的叠加对外等效为柔性体表面的变形。本发明涡卷弹簧模型每层涡卷弹簧的压缩变形量计算方法相同，计算简单，加快了压缩变形计算的速度；通过调节涡卷弹簧第一层半径，涡卷弹簧的节距和涡卷弹簧丝的直径等，就可模拟不同类型的柔性体，适用性广；可应用于虚拟外科手术仿真、遥控操作机器人控制、远程医疗等领域。
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公开(公告)号：CN103699753A
公开(公告)日：2014-04-02
申请号：CN201310751185.5
申请日：2013-12-31
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明提出了一种支持增强力触觉反馈的多股螺旋弹簧模型，所述模型在虚拟代理未碰撞到虚拟柔性体之前，仅反馈输出相位噪声信号；交互过程中，虚拟柔性体产生实时变形力触觉仿真信息，该力触觉仿真信息与相位噪声信号相加，将得到的相加值作为反馈输出信号；该多股螺旋弹簧模型中所有层上产生拉伸或压缩的变形量之和，等效为柔性体表面的变形。本发明多股螺旋弹簧模型每层拉伸或压缩变形量计算方法相同，计算简单，加快了变形计算的速度；通过调节多股螺旋弹簧的直径、中径、股数等就可模拟不同类型的柔性体，适用性广；可应用于虚拟外科手术仿真、遥控操作机器人控制、远程医疗等领域。
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公开(公告)号：CN106650237B
公开(公告)日：2019-07-02
申请号：CN201611025195.0
申请日：2016-11-16
Applicant: 南京信息工程大学
Abstract: 本发明公开了一种支持力触觉反馈的虚拟柔性体手术仿真系统，其位置检测模块检测虚拟代理的位置；碰撞检测模块检测虚拟代理与虚拟柔性体是否发生碰撞；力触觉计算变形模块当虚拟代理与虚拟柔性体以给定虚拟接触压力F发生碰撞时计算虚拟柔性体的局部区域变形量；图形刷新模块根据力触觉计算变形模块计算出的局部区域变形量不断反馈输出视觉信息到显示设备；力触觉信息反馈模块通过力触觉交互设备不断反馈输出力触觉信息给操作者。本发明通过计算机主机、力触觉交互设备、电源模块、显示设备的设置及整合，有利于提高仿真系统智能化程度，降低能耗，提高运算速度，降低维护成本，延长使用寿命。
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公开(公告)号：CN109598799A
公开(公告)日：2019-04-09
申请号：CN201811451265.8
申请日：2018-11-30
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06T19/00
CPC classification number: G06T19/00 , G06T2210/21 , G06T2210/41
Abstract: 本发明提出了一种基于CycleGAN的虚拟切割方法，包括以下步骤：S1、基于无网格方法建立弹性软组织模型虚拟切割力的方程；S2、基于准线性粘弹性模型建立非线性粘弹性软组织模型虚拟切割力的方程；S3、根据碰撞点确定虚拟切割面；S4、基于磁性氧化网格模型得到虚拟切割的综合外力，并计算非线性粘弹性软组织模型虚拟切割的位移；S5、基于CycleGAN实时更新虚拟切割中软组织模型贴图。本发明方法引入了粘弹性和磁性氧化模型，可以更好地实现力的反馈并能使手术医生把控手术进程，基于CycleGAN实时更新模型贴图，增加了虚拟手术的真实性。
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