A levels-of-precision approach for physics-based soft tissues modeling

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Daniele Fernandes e
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/119120
Resumo: Simulação computacional de ambientes cirúrgicos têm sido amplamente utilizados, normalmente para treinamentos, ajudando no desenvolvimento de habilidades essenciais e minimizando erros em procedimentos cirúrgicos. Para estes ambientes, é essencial a obtenção de um comportamento mais realista, sendo importante o uso de técnicas com alta precisão, além de uma simulação em tempo real. A fim de melhor controlar este trade-off entre eficiência e eficácia, apresentamos um ambiente híbrido e adaptativo que combina um conjunto de métodos para alcançar uma boa precisão e desempenho na simulação. Nosso sistema mescla métodos físicos de deformação (Método de Elementos Finitos e Mass-Mola) com um método não-físico que aproxima o comportamento dos primeiros (Green Coordinates), sendo capaz de utilizar o método apropriado dependendo da situação. Para melhor simular um ambiente cirúrgico completo, foram implementadas ferramentas adicionais para interação, permitindo pegar e manipular, queimar, e sentir os objetos do cenário. Nosso sistema proporciona grande imersão ao usuário, consumindo menos recursos computacionais e aumentando as taxas de atualização da simulação.
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spelling Silva, Daniele Fernandes eMaciel, Anderson2015-07-11T02:00:17Z2015http://hdl.handle.net/10183/119120000969736Simulação computacional de ambientes cirúrgicos têm sido amplamente utilizados, normalmente para treinamentos, ajudando no desenvolvimento de habilidades essenciais e minimizando erros em procedimentos cirúrgicos. Para estes ambientes, é essencial a obtenção de um comportamento mais realista, sendo importante o uso de técnicas com alta precisão, além de uma simulação em tempo real. A fim de melhor controlar este trade-off entre eficiência e eficácia, apresentamos um ambiente híbrido e adaptativo que combina um conjunto de métodos para alcançar uma boa precisão e desempenho na simulação. Nosso sistema mescla métodos físicos de deformação (Método de Elementos Finitos e Mass-Mola) com um método não-físico que aproxima o comportamento dos primeiros (Green Coordinates), sendo capaz de utilizar o método apropriado dependendo da situação. Para melhor simular um ambiente cirúrgico completo, foram implementadas ferramentas adicionais para interação, permitindo pegar e manipular, queimar, e sentir os objetos do cenário. Nosso sistema proporciona grande imersão ao usuário, consumindo menos recursos computacionais e aumentando as taxas de atualização da simulação.Computational simulation of surgical environments have been widely used usually for trainings, improving essential skills and minimizing errors in surgical procedures. As these environments are always looking for a more realistic behavior, it is important to use high-precision techniques while ensuring a real-time simulation. In order to better manage this trade-off between efficiency and effectiveness, we present a hybrid and adaptive environment that combines a set of methods to achieve good accuracy and performance for a simulation. Our system merges physically deformation methods (Finite Elements Method and Mass Spring Damper) with a non-physical method that approximates the formers behavior (Green Coordinates), being able to use the appropriate method depending on the situation. To simulate an approximation of a complete surgical environment, we also implement interaction tools, such as picking, burning, and haptic feedback. Our system provides great immersion for the user, consuming less computational resources and increasing update rates.application/pdfengSimulação computacionalInformática médicaDeformable modelPhysics-based animationHaptic feedbackHeat diffusionMinimally invasive surgeryA levels-of-precision approach for physics-based soft tissues modelingUma abordagem de níveis de precisão para modelagem de tecidos moles fisicamente baseados info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulInstituto de InformáticaPrograma de Pós-Graduação em ComputaçãoPorto Alegre, BR-RS2015mestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSORIGINAL000969736.pdf000969736.pdfTexto completo (inglês)application/pdf6050005http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/119120/1/000969736.pdffa96c39402e71ffd4577285fdadea64cMD51TEXT000969736.pdf.txt000969736.pdf.txtExtracted Texttext/plain119659http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/119120/2/000969736.pdf.txt76a023ded456f84efe373ffd9f10878aMD52THUMBNAIL000969736.pdf.jpg000969736.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1003http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/119120/3/000969736.pdf.jpgbcbf3a039b37d5ce4c58ff7475069043MD5310183/1191202021-05-26 04:33:35.474932oai:www.lume.ufrgs.br:10183/119120Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br||lume@ufrgs.bropendoar:18532021-05-26T07:33:35Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
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