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公开(公告)号：CN115115732B
公开(公告)日：2025-05-16
申请号：CN202210749874.1
申请日：2022-06-28
Applicant: 南京信息工程大学
Abstract: 本发明涉及非接触医疗技术领域，具体是基于有限元法改进的非均匀软组织复合网格模型，包括：根据CT图生成粗糙的四面体网格；通过CT图中软组织CT值计算四面体的柔度从而获取其边长细化阈值；以四面体边长细化阈值为判断条件利用四面体二分法对其进行细化；构建非均匀的软组织复合网格模型；基于有限元法与弹簧质点法对构建的非均匀软组织复合网格模型进行形变计算，软组织网格模型中控制点形变利用基于改进的有限元法计算，基于控制点形变利用弹簧质点法对非控制点进行形变计算；本发明结合SMS和FEM算法进一步提高模型表面的精细度，并提供对FEM算法的改进在确保变形的精确度的情况下提升了实时性，使得实时性和精确性达到了一个新的平衡。
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公开(公告)号：CN118332811A
公开(公告)日：2024-07-12
申请号：CN202410524574.2
申请日：2024-04-29
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/10 , G16B5/00 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了虚拟手术技术领域的一种生物力学特性形变模拟方法、装置、介质及设备，旨在解决现有技术在结果准确率和计算效率上有待提升的问题。包括：在弹簧‑质点模型的弹簧动力学方程中引入连续的非线性映射，得到非线性映射弹簧动力学方程；根据非线性映射弹簧动力学方程，对弹簧‑质点模型进行参数动态化，得到质点上的外力与弹簧长度的变化之间的非线性关系；根据非线性关系重新映射弹簧的弹性系数，得到新的弹簧弹性系数；根据新的弹簧弹性系数，计算得到质点的加速度；根据质点的加速度，计算得到质点的新位置；判断质点在新位置处的合力是否为零，若为零则模型达到新的平衡状态，若不为零则重复上述步骤，直至新位置处的合力为零。
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公开(公告)号：CN116992735B
公开(公告)日：2024-02-23
申请号：CN202311088990.4
申请日：2023-08-25
Applicant: 南京信息工程大学
Abstract: 本发明公开了一种基于线性有限元和能量正则化的软组织形变模拟方法，包括：根据软组织的形态和特性，将未知的杨氏模量和搜索节点的位移构成迭代向量；引入最小形变能原理，将其作为正则化项，设计得到正则化参数；动态测量局部表面位移数据，将其与线性有限元模型预测的位移进行比较，定义约束条件；利用局部表面位移测量数据，通过最小化估计误差的方法来估计未知的边界条件；利用估计得到的边界条件，结合线性有限元模型，计算生物组织的变形情况。本发明能够在进行虚拟手术的关节置换手术时，不需要事先了解软组织的边界条件，就可以提高软组织的形变模拟精度。
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公开(公告)号：CN116992735A
公开(公告)日：2023-11-03
申请号：CN202311088990.4
申请日：2023-08-25
Applicant: 南京信息工程大学
Abstract: 本发明公开了一种基于线性有限元和能量正则化的软组织形变模拟方法，包括：根据软组织的形态和特性，将未知的杨氏模量和搜索节点的位移构成迭代向量；引入最小形变能原理，将其作为正则化项，设计得到正则化参数；动态测量局部表面位移数据，将其与线性有限元模型预测的位移进行比较，定义约束条件；利用局部表面位移测量数据，通过最小化估计误差的方法来估计未知的边界条件；利用估计得到的边界条件，结合线性有限元模型，计算生物组织的变形情况。本发明能够在进行虚拟手术的关节置换手术时，不需要事先了解软组织的边界条件，就可以提高软组织的形变模拟精度。
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公开(公告)号：CN114283256B
公开(公告)日：2025-03-07
申请号：CN202111385044.7
申请日：2021-11-22
Applicant: 南京信息工程大学
Abstract: 本发明公开了一种非均匀软组织网格模型的自适应网格细化方法，属于计算机图形学技术领域，包括：根据用户注视一级四面体网格模型的眼动数据生成眼动热点图；根据眼动热点图提取一级四面体网格模型的初次细化区域，获取一级四面体网格模型的顶点密度值；对初次细化区域进行基于顶点密度值的初次细化，得到二级四面体网格模型；根据外力的传导范围从二级四面体网格模型中提取再次细化区域；对再次细化区域进行基于顶点密度值的再次细化，得到与非均匀软组织相适应的三级四面体网格模型；其中，所述一级四面体网格模型通过非均匀软组织的CT图像构建获取；提高了模拟仿真的真实性和实时性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN119180907A
公开(公告)日：2024-12-24
申请号：CN202411005305.1
申请日：2024-07-25
Applicant: 南京信息工程大学
Abstract: 本申请涉及一种基于多曝光图像边缘检测的三维重建方法，该方法包括：采用摄像机拍摄目标物体，获得原始二维图像；基于原始二维图像，获取至少一张比原始二维图像曝光度低的低曝光二维图像和至少一张比原始二维图像曝光度高的高曝光二维图像，获得每张低曝光二维图像的高斯函数灰度值矩阵和每张高曝光二维图像的高斯函数灰度值矩阵；根据低曝光二维图像和高曝光二维图像数量，拟合新的高斯函数灰度值矩阵；将原始二维图像中RGB的颜色空间转换为灰色颜色空间，拟合出原始二维图像的灰度值矩阵；根据原始二维图像的灰度值矩阵和新的高斯函数灰度值矩阵进行卷积，并对卷积得到的过渡灰度值矩阵进行分析，获得最终边缘点矩阵；并对最终边缘点矩阵进行三维重建，获得目标物体的三维模型，该方法提高了三维重建的精度。
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公开(公告)号：CN118821527A
公开(公告)日：2024-10-22
申请号：CN202410825231.X
申请日：2024-06-25
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06F30/23 , G06F30/27 , G06N3/0464 , G06N3/0442 , G06N3/084 , G06V10/44 , G06V10/80 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了基于多模态深度学习与有限元法的软组织预测系统，包括数据预处理模块、多模态数据融合模型构建模块、模型训练模块、有限元模型构建模块、循环神经网络模型构建模块和高级特征提取模块；收集软组织的医学影像数据并进行预处理，构建多模态数据融合模型和循环神经网络模型并进行训练，构建有限元模型，将有限元模型和循环神经网络模型的输出结果输入到卷积循环神经网络中，提取高级特征，完成软组织响应的预测。本发明增强了对软组织行为预测的准确性和鲁棒性。
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公开(公告)号：CN117275567A
公开(公告)日：2023-12-22
申请号：CN202311296276.4
申请日：2023-10-09
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G16B5/00 , G06F30/23 , G06F30/27 , G06F119/14
Abstract: 本发明属于软组织变形模拟技术领域，具体涉及一种基于细胞神经网络的软组织形变仿真方法及装置。该方法包括构建三维细胞神经网络模型；对三维细胞神经网络模型施加外力，根据施加的外力求取三维细胞神经网络模型中细胞的细胞电流；根据细胞的细胞电流求取细胞的状态电压；根据细胞的状态电压求取细胞的位移；根据细胞的位移对三维细胞神经网络模型进行形变仿真。本发明具有较好的泛化性，能够在保持仿真实时性、仿真效果的同时实现快速建模。
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公开(公告)号：CN118364679A
公开(公告)日：2024-07-19
申请号：CN202410518885.8
申请日：2024-04-28
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06F30/23 , G06T1/20 , G06F9/50 , G06T17/20 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种扩展位置动力学形变模拟方法及装置，该方法包括：根据待针刺软组织构建四面体单元结构，获得针刺外力点，向针刺外力点引入形变适应度进行自适应网格划分，确定大形变区域和小形变区域；对大形变区域进行网格细分，并在大小形变区域之间创建过渡区域；向四面体单元结构中的质点之间融入非线性粘弹塑性及各向异性的生物特性，再融入扩展位置动力学模型，初始化扩展位置动力学模型进行算法求解，GPU并行化处理得到位移；对扩展位置动力学模型施加弯曲约束、拉伸约束及体积守恒约束，同时进行位移更新，得到基于扩展位置动力学的形变模拟结果，解决扩展位置动力学生物特性缺失与形变区域难以无缝连接问题。
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公开(公告)号：CN118133545A
公开(公告)日：2024-06-04
申请号：CN202410264747.1
申请日：2024-03-08
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/27 , G06F111/04
Abstract: 本发明公开了一种非接触医疗技术领域的基于细胞神经网络融合生物特征的软组织形变仿真方法、系统及存储介质，旨在解决现有技术中训练模型需要大量样本、仿真精度不佳等问题，其包括根据人体器官CT数据构建六面体体积模型；将施加外力视为细胞输入电流计算得三维细胞神经网络框架中细胞的状态电压；根据细胞的状态电压及弹性模量计算得细胞位移；将细胞位移视为六面单元中心点位移，得到形变后六面体单元中心点位置，并根据其计算得形变后六面体单元顶点位置，最后进行软组织形变仿真。本发明针对三维细胞神经网络架构设计了一种六面体体积模型，并融合了软组织非线性、粘弹性、不可压缩性等生物特性，优化了细胞状态方程，提高了模型的仿真精度。
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