[发明专利]一种内部组织模型的构建方法及终端设备

权利要求书

1.一种内部组织模型的构建方法，其特征在于，包括：

获取关于目标对象的内部组织的扫描数据，并基于所述扫描数据生成所述内部组织的三维模型；所述三维模型包括与所述内部组织中的多种不同类型的组织一一对应的多个三维组织模型；

分别为各个所述三维组织模型构建组织力学模型；

基于所述三维模型，确定多组具有相邻关系的模型组，并建立各个所述模型组对应的接触力函数；所述模型组内包含至少两个不同类型的所述三维组织模型；

根据所述三维模型、所述三维模型内各个所述三维组织模型对应的组织力学模型以及所有所述模型组对应的所述接触力函数，生成所述内部组织对应的内部组织模型。

2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述分别为各个所述三维组织模型构建组织力学模型，包括：

若所述三维组织模型的类型为非血液类型，则基于预设的有限元方程构建非血液类型的所述三维组织模型的第一组织力学模型；所述第一组织力学模型具体为：

MU″+DU′+K(U)U＝R

其中，U为节点位移向量；U’为节点位移向量的一阶导数；U”为节点位移向量的二阶导数；M为质量矩阵；D为阻尼矩阵；K为与变形非线性相关的刚度矩阵；R为节点力向量；

若所述三维组织模型的类型为血液类型，则基于预设的流体力学本构方程构建血液类型的所述三维组织模型的第二组织力学模型；所述第二组织力学模型具体为：

其中，u为血液在轴向的速度；r为血液在轴向的位移向量；τ_c为压力，k为非牛顿流体的粘度系数。

3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述基于所述三维模型，确定多组具有相邻关系的模型组，并建立各个所述模型组对应的接触力函数，包括：

若所述模型组内包含血液组织模型以及血管组织模型，则获取所述血管组织模型对应的力学物理参数，以及获取所述血管组织模型和所述血液组织模型之间的距离值；

基于所述力学物理参数以及所述距离值构建所述血液组织模型与所述血管组织模型之间的第一接触力函数；

f_e^d＝γk'r^1/2‖δ‖^3/2e

其中，f_e^d为所述血液组织模型与所述血管组织模型之间的第一接触力；γ为预设的罚因子；k'为所述血管组织模型对应的所述力学物理参数；δ为所述血液组织模型与所述血管组织模型之间的所述距离值；r为血液在轴向的位移向量。

4.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述基于所述三维模型，确定多组具有相邻关系的模型组，并建立各个所述模型组对应的接触力函数，包括：

若所述模型组内包含三维组织模型均为非血液组织模型，则分别获取各个不同类型的所述三维组织模型对应的弹性成像数据；

基于所述弹性成像数据确定所述三维组织模型对应的力学物理参数；

获取所述内部组织连续多帧所述扫描数据，确定不同类型的所述三维组织模型间的耦合作用参数；

基于所述力学物理参数以及所述耦合作用参数，构建所述模型组对应的第二接触力函数。

5.根据权利要求4所述的构建方法，其特征在于，获取所述内部组织连续多帧所述扫描数据，确定不同类型的所述三维组织模型间的耦合作用参数，包括：

从所述扫描数据中确定包含所述模型组内不同类型的所述三维组织模型对应的组织切面数据；

基于连续多帧所述扫描数据中的所述组织切面数据，得到所述耦合作用参数。

6.根据权利要求1-5任一项所述的构建方法，其特征在于，在所述根据所述三维模型、所述三维模型内各个所述三维组织模型对应的组织力学模型以及所有所述模型组对应的所述接触力函数，生成所述内部组织对应的内部组织模型之后，还包括：

获取关于所述内部组织的手术流程信息，并生成关于所述手术流程信息对应的手术模拟脚本；

基于所述内部组织模型构建手术模拟环境，并在所述手术模拟环境下运行所述手术模拟脚本，生成模拟结果报告。