Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

1 Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

1 2012

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: ROCH-1

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Modelowanie narządów wewnętrznych człowieka za pomocą wielościanów na potrzeby systemu treningowego dla robota chirurgicznego ROCH-1

Leniowski R., Zima M., Jurkowski S.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

2012

z. 182, t. 1

115--127

Modele matematyczne miękkich tkanek spełniają istotną role w wirtualnych narzędziach treningowych stosowanych w chirurgii małoinwazyjnej. Umożliwiają one modelowanie i symulację zjawisk zachodzących podczas rzeczywistej operacji tkanką. W pracy zaproponowano oryginalną koncepcję modelowania narządów wewnętrznych człowieka w oparciu o elementarny model składowy o zredukowanej dynamice, który ma kształt wielościanu. Zastosowany model masa – sprężyna – tłumik (MSD) tworzy strukturę bryłową, ma własności lepko-sprężyste, zbliżone do tkanki biologicznej i reaguje prawidłowo na oddziaływania zewnętrzne, powodujące deformację elementu. Wielościan, nazywany dalej „kostką”, można dopasować do rozpatrywanego narządu człowieka poprzez modyfikację jego parametrów. „Kostkę” charakteryzuje ponadto łatwa implementacja programowa, dzięki czemu model fizyczny połączono z modelem graficznym, uzyskując wirtualne narządy (jelito grube, serce, nerkę), o bardzo realistycznych właściwościach. Istotne jest również to, że bieżąca implementacja modelu uwzględniania oddziaływania grawitacyjne oraz ciśnienia: wewnętrzne i zewnętrzne, występujące w warunkach rzeczywistych. Opracowany model wykorzystano do wytworzenia wirtualnej postaci jelita grubego, które poddano prostym i złożonym deformacjom. Jelito grube jest częścią składową systemu treningowego, opracowanego dla prowadzenia wirtualnych zabiegów (treningów) z użyciem robota chirurgicznego ROCH-1.

Mathematical models of soft tissues play an important role in virtual simulation of surgical robots. The paper described an original adaptation of the reduced model of a polyhedron, which is very well suited for modeling of human organs (soft tissue). The proposed model MSD (mass-spring-damper) creates a solid structure which has viscoelastic properties similar to biological tissue. The elementary polyhedron, called the “cube”, can be tuned, depending on the type of human organs in question, by modifying the material parameters. Moreover, the “cube” is characterized be easy implementation of the program, so that the physical model is combined with a graphical model, to yield organs behaving very realistic. It should be noted that the current implementation of the model takes into account: gravitation, internal and external pressure and forces that occur in real terms. The example shows the complex deformations of the large intestine. This organ is part of the simulator software, developed for conducting virtual operations using a surgical robot ROCH-1.