Article (Périodiques scientifiques)
Real-time error controlled adaptive mesh refinement in surgical simulation: Application to needle insertion simulation
Bui, Huu Phuoc; TOMAR, Satyendra; Courtecuisse, Hadrien et al.
n.d.In IEEE Transactions on Biomedical Engineering
Peer reviewed vérifié par ORBi
 

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Mots-clés :
Finite element method; real-time error estimate; adaptive refinement; constraint-based interaction
Résumé :
[en] This paper presents the first real-time discretisation-error-driven adaptive finite element approach for corotational elasticity problems involving strain localisation. We propose a hexahedron-based finite element method combined with local oct-tree $h$-refinement, driven by a posteriori error estimation, for simulating soft tissue deformation. This enables to control the local error and global error level in the mechanical fields during the simulation. The local error level is used to refine the mesh only where it is needed, while maintaining a coarser mesh elsewhere. We investigate the convergence of the algorithm on academic examples, and demonstrate its practical usability on a percutaneous procedure involving needle insertion in a liver. For the latter case, we compare the force displacement curves obtained from the proposed adaptive algorithm with that obtained from a uniform refinement approach.
Disciplines :
Ingénierie, informatique & technologie: Multidisciplinaire, généralités & autres
Auteur, co-auteur :
Bui, Huu Phuoc;  University of Strasbourg, CNRS, ICube, F-67000 Strasbourg, France
TOMAR, Satyendra ;  University of Luxembourg > Faculty of Science, Technology and Communication (FSTC) > Engineering Research Unit
Courtecuisse, Hadrien;  University of Strasbourg, CNRS, ICube, F-67000 Strasbourg, France
Cotin, Stephane;  Inria Nancy Grand Est, 54603 Villers-les-Nancy, France
BORDAS, Stéphane ;  University of Luxembourg > Faculty of Science, Technology and Communication (FSTC) > Engineering Research Unit
Co-auteurs externes :
yes
Langue du document :
Anglais
Titre :
Real-time error controlled adaptive mesh refinement in surgical simulation: Application to needle insertion simulation
Date de publication/diffusion :
n.d.
Titre du périodique :
IEEE Transactions on Biomedical Engineering
ISSN :
0018-9294
eISSN :
1558-2531
Maison d'édition :
IEEE, New York, Etats-Unis - New York
Peer reviewed :
Peer reviewed vérifié par ORBi
Focus Area :
Computational Sciences
URL complémentaire :
Projet européen :
FP7 - 279578 - REALTCUT - Towards real time multiscale simulation of cutting in non-linear materials with applications to surgical simulation and computer guided surgery
Organisme subsidiant :
University of Strasbourg, Institute for Advanced Study (BPC 14/Arc 10138)
RASimAs (FP7 ICT-2013.5.2 No610425)
ERC-StG RealTCut
CE - Commission Européenne
Disponible sur ORBilu :
depuis le 14 octobre 2016

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