[发明专利]具有力学仿真功能的女性盆底结构有限元模型建立方法

权利要求书

1.一种具有力学仿真功能的女性盆底结构有限元模型建立方法，其特征在于，采用冷冻铣切方式获取女性盆底薄层高精度真彩色连续断层解剖图像并将其作为建模素材，采用医学图像重建软件Amira对断层解剖图像进行灰阶转换、结构分割和三维几何模型重建，采用逆向工程软件Geometric对三维几何模型进行曲面优化和曲面拟合，得到盆底组织的曲面模型，采用有限元模型建立软件Hypermesh对盆底组织的曲面模型进行网格划分、模型设置和材料属性赋值，并根据模型设置和材料属性赋值建立各个骨骼、器官和组织的有限元模型，以及整个盆底结构的有限元模型；利用建立起来的有限元模型进行不同盆底肌肉损伤的女性盆腔脏器脱垂的有限元力学仿真，将仿真结果与临床真实女性盆腔脏器脱垂病例的影像学图像进行对比，并根据对比结果对有限元模型进行修改和优化，直至有限元模型趋于完善。

2.根据权利要求1所述具有力学仿真功能的女性盆底结构有限元模型建立方法，其特征在于，所述采用冷冻铣切方式获取女性盆底薄层高精度真彩色连续断层解剖图像，包括，在-25℃低温条件下，采用冰冻、薄层铣切的方式获取女性盆底连续断层解剖图像，图像区域从下腹部到臀部，图像层厚0.2mm，分辨率4064×2704，像素0.12×0.12mm，共计300张。

3.根据权利要求1所述具有力学仿真功能的女性盆底结构有限元模型建立方法，其特征在于，采用医学图像重建软件Amira对断层解剖图像进行灰阶转换、结构分割和三维几何模型重建，包括：

S201、将断层解剖图像导入Amira软件，在Voxel Size中输入体素值0.12×0.12×0.2，利用Cast Field命令将彩色图像集转换为Amira软件可分割的灰阶图像集；

S202、在Segmentation Editor中利用Lasso和Magic Wand分割工具，按照灰阶图像中解剖结构的颜色值差异和组织纹理走向对女性盆腔主要脏器及支持结构进行分割提取，得到结构轮廓数据集；所述盆腔主要脏器及支持结构包括左髋骨、右髋骨、尾骨、骶骨、子宫、膀胱、阴道、直肠、尿道括约肌、直肠尾骨肌、耻骨内脏肌、耻骨外侧肌、耻骨联合、尾骨肌、耻骨直肠肌深部、耻骨直肠肌浅部、联合纵肌、肛门外括约肌、肛门内括约肌、会阴中心体、肛门尾骨韧带、子宫主韧带、子宫圆韧带、子宫骶骨韧带、骶结节韧带、骶棘韧带、盆筋膜腱弓，共计27个结构；

S203、利用Amira的SurfaceGen命令，结合结构轮廓数据集对分割结构进行三维几何模型重建。

4.根据权利要求1所述具有力学仿真功能的女性盆底结构有限元模型建立方法，其特征在于，所述采用逆向工程软件Geometric对三维几何模型进行曲面优化和曲面拟合，得到盆底组织的曲面模型，包括：将Amira软件重建生成的三维几何模型以stl格式导入逆向工程软件Geometric中，在该软件中通过消除噪点和杂点的方式进行曲面优化和曲面拟合，得到盆底组织的曲面模型，并将其保存为iges的格式。