ارائه الگوریتمی ترکیبی برای شبیه سازی برش بافت نرم با استفاده از روش اجزای محدود

شبیه­­سازی بی درنگ برای نشان دادن رفتار واقعی بافت نرم به مدل­های بیومکانیک دقیقی نیاز دارد که دارای محاسبات سریع باشد. این مدل­ها در خدمت کاربردهایی از جمله تشخیص پزشکی، برنامه­ریزی و آموزش جراحی است. یکی از چالش­ها در شبیه­سازی عمل جراحی، برش بافت نرم است که به تغییرات ساختار هندسی و مش­بندی مجدد عناصر در زمان بصورت آنی نیاز دارد. در این مقاله الگوریتم برشی با توجه به تحلیل هندسی بافت پیشنهاد شده است به طوری که تعداد درجات آزادی کمی تولید کرده و شبیه­سازی پایدارتری را با آسیب کمتر به بافت نشان می­دهد. با توجه به نتایج حاصل از شبیه ­سازی، الگوریتم پیشنهادی از سرعت نسبتاً زیادی برخوردار است. علاوه بر الگوریتم پیشنهادی برش، روش نگاشتی پیشنهاد شده است که ارتباط بین مدل فیزیکی عناصر و مش­بندی بصری و برخورد را برقرار ساخته و عمل جراحی واقعی­تری را نشان می­دهد. در این مقاله برای به­ دست آوردن نتایج قابل اعتماد، از مدل فیزیکی، دقیق و محاسباتی اجزای محدود استفاده شده است. روش اجزای محدود برای پایداری، دقت و عملکرد کافی در شبیه ­سازی آنی به ­کار می­ رود. الگوریتم پیشنهادی در محیط شبیه­ سازی sofaبرای بافت نرم سه ­بعدی توموری ­شکل ارزیابی شده است.