[发明专利]唇腭裂病人的生物力学仿真模型的构建方法在审
申请号: | 201710971965.9 | 申请日: | 2017-10-18 |
公开(公告)号: | CN109686449A | 公开(公告)日: | 2019-04-26 |
发明(设计)人: | 王德峰;林晖;梁志刚;郑苍尚 | 申请(专利权)人: | 香港中文大学深圳研究院 |
主分类号: | G16H50/50 | 分类号: | G16H50/50;G06F17/50;G06T17/20 |
代理公司: | 深圳新创友知识产权代理有限公司 44223 | 代理人: | 江耀纯 |
地址: | 518057 广东省深*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 唇腭裂 生物力学 仿真模型 术后康复 构建 三维数据模型 普遍适用性 材料特征 机械环境 数据支撑 医疗成本 影响因素 骨材料 人体骨 推广性 重构的 重构 挖掘 评估 优化 分析 制定 | ||
本发明提供一种唇腭裂病人的生物力学仿真模型的构建方法,该方法包括如下步骤:重构三维数据模型;优化重构的模型以便进行生物力学的分析;建立基于人体骨材料特征的骨材料模型;建立唇腭裂的机械环境。本发明具有普遍适用性与临床推广性,并可基于此成果进一步挖掘唇腭裂患者术后康复效果的主要影响因素,为患者术后康复效果的评估和下次手术方案的制定提供理论和数据支撑,可节省医疗成本。
技术领域
本发明涉及计算机仿真领域,特别涉及一种唇腭裂病人的生物力学仿真模型的构建方法。
背景技术
唇腭裂为先天性畸形中最为常见的病症之一,它不仅影响了孩子的容貌,更影响了孩子在日后人际交往中的心理发育。唇腭裂的手术方法多种多样,但是手术效果的验证时间较长,很难在短期内对其有统一的评价标准。此外,由于不同医生对手术原理的理解和技术水平存在差异,也出现了很多术后畸形的病例。针对这些临床实际问题,最好的解决方案是将计算机辅助与三维医学影像相结合。但是目前国际上缺乏唇腭裂先进的三维容积影像(如CT、核磁等),大部分医院唯一的影像数据为术前、术后的二维照片。但是此类照片无法完成相关计算机模拟仿真,难以评估患者术后康复效果和制定下次手术方案。而唇腭裂在计算机干预方面几乎为零,仅有若干段教学视频用以贫困地区医生的手术教学。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中难以评估患者术后康复效果和制定下次手术方案的问题,提出一种唇腭裂病人的生物力学仿真模型的构建方法。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种唇腭裂病人的生物力学仿真模型的构建方法,包括如下步骤:
重构三维数据模型;
优化重构的模型以便进行生物力学的分析;
建立基于人体骨材料特征的骨材料模型;
建立唇腭裂的机械环境。
在一些优选的实施方式中,所述优化重构的模型以便进行生物力学的分析包括:去除细小的骨碎片以使用于工程分析的模型平滑。
在一些优选的实施方式中,所述建立基于人体骨材料特征的骨材料模型包括:将颅骨外表层节点的单元选为密质骨单元,将颅骨内层节点的单元选为松质骨单元,将牙齿部位的单元选为牙组织单元。
在一些优选的实施方式中,所述建立唇腭裂的机械环境包括:将环绕颅骨枕骨大孔周边的单元设定为固定。
在一些优选的实施方式中,所述建立唇腭裂的机械环境包括:将鼻齿槽正畸器的颌托产生的整形力作用于在上颌骨的牙槽嵴。
在进一步优选的实施方式中,最狭窄部分的细长或者狭小骨头的几何尺寸的小于重构三维数据模型的模型单元的尺寸的两倍。
在一些优选的实施方式中,所述重构三维数据模型的颅骨重构模型的单元尺寸大于2mm。
在进一步优选的实施方式中,所述整形力的值小于1Mpa。
在一些优选的实施方式中,所述重构三维数据模型的三维数据模型来自于CTScan数据。
在另一方面,本发明还提供一种计算机可读存储介质:
一种计算机可读存储介质,其存储有与计算设备结合使用的计算机程序,所述计算机程序被处理器执行以实现上述方法。
与现有技术相比,本发明的有益效果有:
本发明具有普遍适用性与临床推广性,并可基于此成果进一步挖掘唇腭裂患者术后康复效果的主要影响因素,为患者术后康复效果的评估和下次手术方案的制定提供理论和数据支撑,可节省医疗成本。
附图说明
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