公开(公告)号：CN108710735A

公开(公告)日：2018-10-26

申请号：CN201810431729.2

申请日：2018-05-08

Applicant: 南京信息工程大学

Inventor： 张小瑞 ,  俞雪峰 ,  孙伟 ,  宋爱国

IPC: G06F17/50

CPC classification number: G06F17/5009 ,  G06F2217/16 ,  G06F2217/78

Abstract: 本发明公开了一种实时交互的无网格软组织形变模拟方法，包括以下步骤：(1)将软组织的CT图像转换成OBJ文件以便获取顶点信息；(2)使用移动最小二乘法MLS来构建无网格形函数；(3)将Kelvin粘弹性纳入组织模型；(4)根据步骤(3)中计算的给定应力相对应的所有节点的位移，使用Marquardt算法来预先拟合软组织上的力和每个节点的位移之间的数学关系；(5)引入富集函数来模拟因切割等操作导致的组织表面不连续性裂缝。本发明在人体组织模型中纳入了Kelvin粘弹性力学模型，可更好表现软组织的粘弹性，提高模拟真实度，使用Marquardt算法预先拟合软组织上的力和每个节点的位移之间的数学关系，提高模拟实时性，同时引入权重函数富集来实现软组织的交互式模拟。

公开(公告)号：CN110289103B

公开(公告)日：2023-03-14

申请号：CN201910535538.5

申请日：2019-06-19

Applicant: 南京信息工程大学

Inventor： 张小瑞 ,  俞雪峰 ,  孙伟 ,  宋爱国 ,  朱利丰

IPC: G16H50/50 ,  G06T15/00

Abstract: 本发明公开了一种软组织局部压缩形变模拟方法，包括：(1)采集软组织的医学图像数据，通过四面体网格生成方法将软组织的医学图像数据处理为三维四面体网格模型；(2)构造四面体质点‑弹簧模型并建立与质点‑弹簧模型对应的运动学方程；(3)利用模拟退火算法优化质点‑弹簧模型中的弹簧刚度和阻尼系数；(4)将软组织压缩变形划分为局部变形区和非变形区；(5)利用Verlet显示积分法对局部变形区的点进行运动学方程求解，获得在压力作用下软组织的压缩形变；(6)设定过度压缩约束条件，对不满足过度压缩约束条件的质点进行校正。本发明在保证计算效率的同时提高了模拟的精度，更快速、真实的反映了软组织的形变情况。

公开(公告)号：CN108536936A

公开(公告)日：2018-09-14

申请号：CN201810255473.4

申请日：2018-03-27

Applicant: 南京信息工程大学

Inventor： 张小瑞 ,  俞雪峰 ,  孙伟 ,  宋爱国

IPC: G06F17/50

Abstract: 本发明公开了一种多重优化的无网格软组织形变模拟方法，包括：(1)获取软组织CT图像的顶点信息，得到点云数据；(2)采用基于八叉树编码的统一流线法将所述点云数据进行简化；(3)采用移动最小二乘法对简化后的点云数据构建无网格形函数；(4)采用Kelvin粘弹性模型构造非线性粘弹性模型；(5)根据所述非线性粘弹性模型和无网格形函数采用EFG法构建非线性粘弹性模型的无网格方程；(6)基于高分辨率近似算法在每个时间片采用所述非线性粘弹性模型的无网格方程计算每个点的新位置，实现软组织形变模拟。本发明成本低，模拟效果好。

公开(公告)号：CN110289103A

公开(公告)日：2019-09-27

申请号：CN201910535538.5

申请日：2019-06-19

Applicant: 南京信息工程大学

Inventor： 张小瑞 ,  俞雪峰 ,  孙伟 ,  宋爱国 ,  朱利丰

IPC: G16H50/50 ,  G06T15/00

Abstract: 本发明公开了一种软组织局部压缩形变模拟方法，包括：(1)采集软组织的医学图像数据，通过四面体网格生成方法将软组织的医学图像数据处理为三维四面体网格模型；(2)构造四面体质点-弹簧模型并建立与质点-弹簧模型对应的运动学方程；(3)利用模拟退火算法优化质点-弹簧模型中的弹簧刚度和阻尼系数；(4)将软组织压缩变形划分为局部变形区和非变形区；(5)利用Verlet显示积分法对局部变形区的点进行运动学方程求解，获得在压力作用下软组织的压缩形变；(6)设定过度压缩约束条件，对不满足过度压缩约束条件的质点进行校正。本发明在保证计算效率的同时提高了模拟的精度，更快速、真实的反映了软组织的形变情况。