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虚拟膝关节镜手术中保持单元质量的体网格形变方法

         

摘要

在虚拟膝关节手术中,需要对膝关节进行大范围形变的实时模拟.本文针对四面体网格的膝关节模型,提出了采用LSD度量建立形变能量,然后将带约束的最优化问题转化为不带约束的最优化问题,最后通过带Armio线性查找的非精确牛顿法求解最优化问题.在求解过程中,通过预估未知点的位置,减少迭代步数,提高了算法的效率.这种方法具有较好的保体积性,同时保证形变后的四面体网格不出现体元翻转和退化.该方法也能推广应用于其它类似的关节弯曲运动的变形中.

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