New Mass Spring System formulation to model the behavior of soft tissues

Autor: Karolina Golec, Florence Zara, Stéphane Nicolle, Jean-François Palierne, Guillaume Damiand
Přispěvatelé: Geometry Processing and Constrained Optimization (M2DisCo), Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS), Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Simulation, Analyse et Animation pour la Réalité Augmentée (SAARA), Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (LBMC UMR T9406), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon), Golec, Karolina, Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: 22nd European Society of Biomechanics Congress (ESB 2016)
22nd European Society of Biomechanics Congress (ESB 2016), Jul 2016, Lyon, France
HAL
Popis: International audience; Computer-based medicine has been largely developed in recent years for helping surgery, diagnosis and treatment [1]. Unfortunately, from a mechanical standpoint, modeling complex materials such as soft tissues is still a challenge requiring accuracy and possibility of user interaction. Among computational models (such as Finite Element Method [2], or Position Based Dynamics [3]), we chose the Mass-Spring System (MSS) as model. It offers several advantages, like adaptability and fast computation, while allowing topological modifications (like cutting or piercing) without pre-computations. In this paper we present a new MSS formulation for soft tissue simulations. The validation of the mechanical response of the model is based on work of Nicolle et al. [4] which reported the shear behavior of three vital internal organs (kidney, liver and spleen). Our method is based on a topological-physical model called TopoSim [5,7] which allows to easily implement different physical models and performs fast and accurate modeling of different kinds of tissues. Thanks to this model, we are able to easily adapt the simulation to desired requirements and to perform topological modifications during simulations if necessary.
Databáze: OpenAIRE