仮想モデルを構成する三角形メッシュを用いて病変部位を吸引する脳外科手術を仮想的にシミュレーションする仮想脳外科手術シミュレータであって、吸引された部位の境界を算出するために、球の方程式で、前記仮想モデルを構成する三角形メッシュを切断する切断手段と、吸引された部位の曲面を三角形メッシュ化するために必要な点の座標を計算する座標計算手段と、前記座標計算手段で計算した点を繋げて三角形メッシュを生成する生成手段と、を備えることを特徴とする仮想脳外科手術シミュレータ。前記脳外科手術の仮想的なシミュレーションは、仮想吸引管の先端部が前記仮想脳モデルの表面に当たった状態で吸引すると、除去された仮想モデルの部位を球面の形でモデリングするものであり、前記球の方程式は、前記仮想吸引管の先端部により吸引される部位の球形状を表すものであることを特徴とする請求項1に記載の仮想脳外科手術シミュレータ。前記球の方程式は、前記仮想吸引管の先端部の中心点が球の中心、前記仮想吸引管の先端部の半径が球の半径となるものであることを特徴とする請求項2に記載の仮想脳外科手術シミュレータ。前記切断手段は、前記球の方程式と前記仮想モデルを構成する三角形メッシュとが交差する交差点を用いて三角形メッシュを再生成し、除去された部位の境界線と境界点を得ることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の仮想脳外科手術シミュレータ。前記再生成された三角形メッシュの中で、一番長い辺と境界に接している辺の長さの比が所定値以下となる細い三角形メッシュを除去する除去手段を備え、この除去後に前記座標計算手段が前記座標の計算を行うことを特徴とする請求項4に記載の仮想脳外科手術シミュレータ。本発明は、以上に述べた従来の仮想手術シミュレータの問題を解決しようとするものであり、仮想吸引モデリング法を汎用化して、三角形メッシュで構成されている一般的な仮想脳モデルに対しても仮想吸引シミュレーションが可能なシミュレータを実現することを目的とする。上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、仮想モデルを構成する三角形メッシュを用いて病変部位を吸引する脳外科手術を仮想的にシミュレーションする仮想脳外科手術シミュレータであって、吸引された部位の境界を算出するために、球の方程式で、前記仮想モデルを構成する三角形メッシュを切断する切断手段と、吸引された部位の曲面を三角形メッシュ化するために必要な点の座標を計算する座標計算手段と、前記座標計算手段で計算した点を繋げて三角形メッシュを生成する生成手段と、を備えることを特徴とする。この特徴により、これまで実現されていなかった脳の吸引部位の仮想モデリングが可能となる。上記した脳外科手術の仮想的なシミュレーションは、請求項2に記載の発明のように、前記仮想吸引管の先端部が前記仮想脳モデルの表面に当たった状態で吸引すると、除去された仮想モデルの部位を球面の形でモデリングするものとすることができ、この場合、前記球の方程式は、前記仮想吸引管の先端部により吸引される部位の球形状を表すものとすることができる。具体的には、請求項3に記載の発明のように、前記球の方程式は、前記仮想吸引管の先端部の中心点が球の中心、前記仮想吸引管の先端部の半径が球の半径となるものとすることができる。また、上記した切断手段は、請求項4に記載の発明のように、前記球の方程式と前記仮想モデルを構成する三角形メッシュとが交差する交差点を用いて三角形メッシュを再生成し、除去された部位の境界線と境界点を得るものとすることができる。この場合、請求項5に記載の発明のように、前記再生成された三角形メッシュの中で、一番長い辺と境界に接している辺の長さの比が所定値以下となる細い三角形メッシュを除去する除去手段を備えて、境界で生成された細い三角形メッシュを除去するようにすれば、より細かい三角形メッシュの生成が防止され、脳の吸引部位の仮想モデリングをより容易に行うことができる。本発明の仮想脳外科手術シミュレータにより、吸引ツールを用いた脳外科手術環境を仮想的に提供することが可能となり、安全な脳外科手術に向けた訓練が実施できるようになる。以下、本発明の実施の形態を図1~図14に基づいて説明する。一般的に仮想医療シミュレーションシステムは、図1に示すように、仮想手術環境を構築するコンピューター1と仮想環境で生成された力情報を訓練者に呈示する力呈示デバイス2で構成されている。訓練者が力呈示デバイス2を操作すると、その動作情報がコンピューター1に転送され、図2に示すように、コンピューター上で構成されている仮想手術環境の中で仮想手術装置を操作することが可能であり、仮想手術環境で発生した物理的な感覚が力呈示デバイス2で呈示されることで、訓練者が操作感覚を感じながら手術訓練を繰り返すことが可能である。なお、図2中の3は、仮想脳外科手術シミュレータで表示される仮想脳モデルを示している。脳外科手術では吸引管で腫瘍を吸って除くのが主な作業であるため、仮想脳外科手術シミュレーションでは吸引作業によって除去された部位を仮想的にモデリングするのが必要である。図3aに示すように、力呈示デバイス2を動かすと仮想吸引管が動き、仮想吸引管の先端部4が仮想脳モデル3の表面に当たった状態で吸引すると、図3bに示すように、除去された仮想脳モデルの部位5を球面の形でモデリングする。仮想吸引作業で除去された部位の仮想モデリング法は、図4に示すように、四つのステップで構成される。第1ステップでは、吸引された部位の境界を生成するため、数式1の球の方程式を用いて仮想脳モデルを切断する。球の方程式と仮想脳モデルの三角形メッシュとの交差テストを行い、交差された場合は交差点を用いて周辺の三角形メッシュを再生成する。そうすることで、図5に示すように、除去された部位の境界を構成する境界線6と境界点7が得られる。球の方程式は、仮想吸引管の先端部4により吸引される部位の球形状を表すものであり、数式1の球の方程式では、は仮想吸引管の先端部4が仮想脳モデル3の表面に当たった時の仮想吸引管の先端部4の中心位置を、は仮想吸引管の先端部4の半径を示している。第1ステップで三角形メッシュを再生成した場合、図6に示すように、切断される三角形メッシュの位置によって境界に細い三角形メッシュ8が生成される場合がある。細い三角形メッシュ8は、境界に接している三角形メッシュで、図7に示すように、一番長い辺9と境界に接している辺6の長さの比が所定値例えば01以下になる三角形メッシュをいい、仮想吸引作業を繰り返すことでさらに細かいメッシュが生成される。このように細かいメッシュが生成されると、脳の吸引部位における表面変形計算の安定性が損なわれる。そこで、第2ステップでは、切断によって境界部分で生成された細い三角形メッシュ8を除去する。例えば、図8に示すように、細い三角形メッシュ8と細い三角形メッシュ8を構成する三つの辺と一つの点11をコンピューター1のメモリから削除し、隣の三角形メッシュの共通辺17を生成して連結関係を更新することで、細い三角形メッシュ8の削除が可能である。このように境界で生成された細い三角形メッシュを除去することで、脳の吸引部位における表面変形計算の安定性を向上させることができる。第3ステップでは、除去された仮想脳モデルの部位5の曲面のメッシュを生成するために必要な点の座標を計算する。図9に示すのは極座標系の一般的な定義であって、球面18のある位置の座標は数式2により計算が可能である。θを0oから180oまで、φを0oから360oまでの区間で変更しながら座標を計算すると、図10のように球面上の点19が取れる。球の方程式で切断された仮想脳モデルの表面20と球面上の点19の位置関係を比較し、球の方程式で切断された仮想脳モデルの表面20の下にある点だけを集めると、図11に示すように切断された表面の下にある点21の分類が可能である。図12は切断された表面の下にある点21を三次元的に表示した概念図である。第4ステップでは、第1ステップで得た境界線6や境界点7と、第3ステップで計算した切断された表面の下にある点21を繋げて三角形メッシュを構成する。図13aに示すように、境界線6の中で一番短い境界線を検索してその線を構成する二つの点と、第3ステップで計算した切断された表面の下にある点21の中で任意の点を一つ選んで平面方程式を計算する。その平面の裏に他の点が存在するかを確認し、平面の裏に他の点があった場合、その点と二つの境界点で新しい平面を構成する。平面の裏に点がない時までこのプロセスを繰り返し、図13のようにその三つの点で最初の三角形メッシュ22を構成する。生成された三角形メッシュの各辺に対して同様なプロセスを繰り返すことで、図13のように吸引部位の三角形メッシュ23の生成が可能である。図14は、以上の手順によって生成された吸引された部位の仮想モデリングを示している。なお、図4に示す仮想モデリング法は、コンピューター1によるソフトウェアによって実現されるものであり、第1~第4ステップはそれぞれの機能を実現する手段として把握される。すなわち、第1ステップは、吸引された部位の境界を算出するために、球の方程式で仮想脳モデルを構成する三角形メッシュを切断する切断手段を構成し、第2ステップは、境界で生成された細い三角形メッシュを除去する除去手段を構成し、第3ステップは、吸引された部位の曲面を三角形メッシュ化するために必要な点の座標を計算する座標計算手段を構成し、第4ステップは、座標計算手段で計算した点を繋げて三角形メッシュを生成する生成手段を構成するものとして把握される。