Deformação de tecidos moles para simuladores médicos: uma abordagem sem malha

• Main Author: Hipólito Douglas França Moreira
• Other Authors: Helton Hideraldo Biscaro
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2015
• Subjects: Deformação de tecidos moles; Hidrodinâmica de partículas suavizadas; Simulação médica; Medical simulation; Smoothed particle hydrodynamics; Soft tissue deformation
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/100/100131/tde-25012016-172839/

Esta dissertação de mestrado propõe o estudo e a implementação de um método de deformação usando modelos tridimensionais sem o uso de malhas baseado na técnica Smoothed Particles Hydrodynamics (SPH), que consiste num sistema de resolução de equações diferenciais para aplicação de conceitos físicos para simular deformação de tecidos moles. A opção pelo método sem malha para processo de deformação é apresentado nesta dissertação como alternativa a um dos métodos mais comuns em simulação de deformação de tecidos, o método massa-mola, explorando questões referentes ao uso de recursos computacionais. Para chegada a definição do método foram analisados os temas envolvendo métodos de deformação, modelos baseados em pontos e o SPH como plataformas para alcançar o desenvolvimento do método proposto pela dissertação. Como forma de comprovar as propriedades do método desenvolvido foi realizada a implementação e testes levando em consideração os modelos de deformação e a interação em tempo real num ambiente de simulação que contempla a deformação de uma mama, levando em conta a comparação com o método massa-mola, o uso de recursos do próprio método em função do aumento de detalhe e do uso de objeto com múltiplas propriedades === This master thesis proposes a study and implementation of deformation method using tridimensional models without edge composed meshes based on Smoothed Particles Hydrodynamics (SPH) technique, that consists on diferential equation solving system to reproduce physical concepts to simulate soft tissue deformation. The option for a meshless method to deformation process is shown in this thesis as an alternative to a very common method in tissue deform simulation, the mass-spring method, reviewing a comparison based on computational resources. To achieve a method definition were analyzed fields of study involving deformation methods, point-based models and SPH as platforms to build and deploy the proposed method for this thesis. To show the characteristics for this developed deformation method was realized the implementation and tests based on deformation models and real time interaction on a simulation environment that includes a breast deformation, taking in account the comparison to mass-spring, number of points of the cloud model and multiple properties