[发明专利]骨盆建模中降低硬件需求和提高精度的非流形装配方法

说明书

本发明涉及骨盆建模中降低硬件需求和提高精度的非流形装配方法，包括以下步骤：构建三维模型，选取初始面，基于初始面进行均匀偏移处理，得到面与面相交的双模型；通过合并和自相交分裂曲面处理，将多余面删除，生成共节点的一个整体模型；通过自适应网格划分功能对整体模型重新划分网格，再通过分析网格质量技术功能进行分析，得到标记缺陷的新模型；通过修理功能进行微处理，得出完整的新模型；利用分析网格质量功能对完整的新模型进行分析，然后通过创建体网格功能对新模型创建体网格，得到目标模型的体网格。有益效果是：在尽可能不修改原模型的基础上，直接得出了共享面，同时排除了软件运算的过程，提高了骨盆模型建立的效率。

技术领域

本发明涉及建模技术领域，尤其涉及一种骨盆建模中降低硬件需求和提高精度的非流形装配方法。

背景技术

随着交通事故及工程事故增多，骨盆骨折发病率逐年增多，但通过传统治疗法及外固定治疗骨盆骨折的远期疗效不佳。随着对骨盆解剖及骨盆环被破坏后的病理机制认识水平的不断提高，绝大多数学者均主张通过外科手段治疗重度骨盆骨折。

近年来，随着数字及计算机技术的不断进步，有限元法成为研究骨盆力学变化非常有用的工具，因此，如何快速，准确的建立骨盆及周围软组织的模型成为了其中的关键。而Non-manifold Assembly(非流形装配）是建模过程中的关键一步，其目的是防止出现由于不一致的表面而导致后续的载荷模拟的过程中，产生过高的应力集中，从而导致不现实的加载情况，因此在有限元程序中，骨与软组织的网格在界面处有节点或共节点是非常重要的。Mimics软件可以通过创建Non-manifold Assembly(非流形装配）来解决这个问题，但3-matic软件中的此功能对于硬件的性能需求以及真实性的保障存在着一些不足。

目前主流的方法是使用3-matic软件的Non-manifold Assembly功能。为确保与原模型较小的差异性，以及尽可能确保模型的真实性，往往需要将grid resolution(网格解析度）调节到尽可能的小，但这往往需要较高的硬件性能和较长的时间，才能够得到较为满意的结果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种骨盆建模中降低硬件需求和提高精度的非流形装配方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

骨盆建模中降低硬件需求和提高精度的非流形装配方法，包括以下步骤：

S1、对骨盆进行扫描，获取点云数据；

S2、将点云数据导入3-matic软件中，经过去噪、采样处理后构建三维模型；

S3、选取S2的三维模型中需修复的两组织之间相近的面作为初始面，基于初始面进行均匀偏移处理，得到面与面相交的双模型；

S4、基于S3的双模型，通过合并和自相交分裂曲面处理，将多余面删除，生成共节点的一个整体模型；

S5、通过自适应网格划分功能对S4的整体模型重新划分网格，再通过分析网格质量技术功能进行分析，得到标记缺陷的新模型；

S6、基于S5的新模型，通过修理功能进行微处理，得出完整的新模型；

S7、利用分析网格质量功能对S6中完整的新模型进行分析，然后通过创建体网格功能对新模型创建体网格，得到目标模型的体网格。

其中，步骤S1中所述的获取点云数据是通过非接触式三维获取仪获取的海量点数据。

其中，步骤S2中所述的去噪是指去除扫描过程中由于测量设备精度、被测骨盆表面质量、环境、人为因素而产生的误差即噪声点，这样点的排列会更平滑；

其中，步骤S2中所述采样是指以规定密度减少曲面上的点数目，保证后续操作的顺畅。