基于无网格的软组织物理建模及模型验证  被引量:3

Meshless based physical modeling of soft tissue and model verification

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作  者:邹艳妮[1,2] 刘小平[1,3] 李春泉[1] 程强强[1] 

机构地区:[1]南昌大学信息工程学院,南昌330031 [2]九江学院信息科学与技术学院,江西九江332005 [3]加拿大卡尔顿大学系统与计算机工程系

出  处:《计算机应用研究》2016年第5期1584-1586,1600,共4页Application Research of Computers

基  金:国家"863"计划资助项目(2013AA013804);国家自然科学基金资助项目(61175072;61163023;51165033);国家"973"计划资助项目(2011CB302400);江西省科技支撑计划资助项目(20121BBE50023;20133BBE50046);江西省教育厅青年基金资助项目(14228)

摘  要:为了建立精确可靠的软组织物理形变模型,对肝脏的生物力学模型进行了研究。首先,将人体肝脏CT图像在Mimics软件中进行三维重建,通过阈值化操作提取出肝脏的三维模型;其次,采用无网格的物理形变算法在虚拟肝脏仿真系统中对三维模型进行形变模拟,且通过对真实的猪肝进行单轴压缩实验获取肝脏的材料参数及应力应变曲线;最后,对实验结果进行优化计算选取合适的材料参数,并将使用该参数进行仿真计算的数据与真实实验数据进行比较。对比结果表明,在相同的位移条件下,仿真计算力与真实实验测试力的平均相对误差小于0.1,这证实了无网格形变模型的正确性和有效性。In order to establish a precise and reliable soft tissue deformation model based on physics,this paper studied a biomechanical model of the liver. Firstly,it reconstructed a 3D model of the liver in Mimics with CT images and extracted it by threshold operation. Secondly,it applied the physical deformation algorithm to the virtual simulation system of liver,furthermore obtained material parameters and stress-strain curve of the pork liver through uniaxial compression experiment. Finally,it selected suitable material parameters with optimization of the experimental results. Compared simulation data based on material parameters with the experimental data,the comparison results show that under the condition of the same displacement,the average relative error of two kinds of force is less than 0. 1,which confirms the validity and the correctness of the meshless deformation model.

关 键 词:生物力学模型 三维模型 阈值化操作 无网格 单轴压缩 材料参数 

分 类 号:TP391.41[自动化与计算机技术—计算机应用技术]

 

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