[发明专利]一种基于有限元的弹性软组织的形貌效果预测方法

摘要

本发明公开了一种基于有限元的弹性软组织的形貌效果预测方法。本发明首先建立单侧乳房的三维有限元模型。采用MRI扫描人体乳房组织，获取原始数据，通过三维重建软件重建出人体皮肤、脂肪和乳腺的三维模型，并将重建的模型组装为整体的三维有限元模型。其次对三维模型进行对应组织的属性赋值，同时划分相应程度的体网格。最后，模拟乳房在人体站立位和仰卧位时受重力影响，预测其随之产生的相应形变。本发明操作简单、具有可视化、时间成本低，充分利用医生在MRI或CT等医学图像领域的辨识能力来处理组织器官的三维重建，避免了依靠计算机编程来解决医学图像问题对医生的困扰。

主权项

一种基于有限元的弹性软组织的形貌效果预测方法，其特征在于：步骤1.对人体在俯卧位时进行乳房MRI扫描，得到原始MRI数据集，以DICOM格式导出；步骤2.将数据集导入医学影像控制软件中，通过阈值分割、空腔填充、编辑蒙版，重建人体单侧乳房的三维模型；基于不同组织的阈值的不同，将乳房分离形成单独的皮肤和乳腺的面网格模型，再通过布尔运算分离出剩余的部分形成独立的脂肪面网格模型；步骤3.分别将独立的三部分面网格模型导入逆向工程软件中修复畸形网格，消除多余的几何点、面，修复自相交的线和面，调整网格大小和质量；将修复好的面网格模型进行曲面生成，生成NUBRS曲面，并以此创建各部分三维CAD实体模型；步骤4.将生成的三部分的三维CAD实体模型分别导入有限元软件，软件对皮肤、脂肪、乳腺实体模型赋值，分别设定相应的密度、弹性模量和泊松比值；步骤5.按照分割前的位置和形态默认进行拼接，形成整体；将乳房的三个部分划分成体网格，绑定各个组织之间的接触面，设置接触模式为Bonded，形成最终的组装体；步骤6.设置软件中加速度的大小和方向来产生不同体位时重力的影响，模拟站立位和仰卧位时乳房真实的受力情况，进行乳房形变的预测。