[发明专利]面向孔源性视网膜脱离的硅油填充模拟方法及电子设备

权利要求书

1.一种面向孔源性视网膜脱离的硅油填充模拟方法，其特征在于，包括：

获取眼球连续医疗扫描图像，基于所述医疗扫描图像构建眼球三维模型；

基于所述眼球三维模型和液体物理特征，对所述液体与眼内腔的交互边界进行受力模拟；其中，所述液体包括位于所述眼内腔中的水和硅油；

对眼内腔中硅油与水进行相间耦合状态分析，使用拉格朗日方式表达流体间交互，并结合硅油及水与眼内腔交互边界的受力模拟结果，生成硅油填充术中不同硅油填充量下的眼球参数的可视化模拟结果，得到理论最佳硅油填充量；

对眼内腔中硅油与水进行相间耦合状态分析，使用拉格朗日方式表达流体间交互，并结合硅油及水与眼内腔交互边界的受力模拟结果，生成硅油填充术中不同硅油填充量下的眼球参数的可视化模拟结果，得到理论最佳硅油填充量，包括：

使用光滑粒子流体动力学方法，基于纳维-斯托克斯方程对眼内腔中水及硅油进行单相流体运动模拟；

使用核函数近似计算不同流相间粘滞力、拖拽力和互溶性，对加注硅油状态下的水及硅油混合液体交互状态进行模拟，进行近似不可压缩无散度流体性质下的硅油-水动力学交互计算；

结合欧拉动力学方法，在网格空间基于体积分数法对空间表面张力方向大小进行连续性计算，进行结合两相流相间表面张力的表面曲率分析，实现对于不同硅油填充量下的手术状态模拟，生成硅油填充术中不同硅油填充量下的眼球参数的可视化模拟结果，得到理论最佳硅油填充量。

2.如权利要求1所述的面向孔源性视网膜脱离的硅油填充模拟方法，其特征在于，基于所述医疗扫描图像构建眼球三维模型，包括：

对所述医疗扫描图像进行预处理，所述预处理包括平滑去噪和伽马校正；

基于预设的区域分割算法对预处理后的医疗扫描图像进行图像分割，对眼部结构进行模式识别，完整描述分割区间与眼球组织，得到眼部结构图像；

基于所述眼部结构图像，完成眼球组织结构的三维重构；

计算重构后的三维模型的连通部分的体积，剔除连通部分体积小于预设阈值的部分，以完成重构后的三维模型的修正，得到眼球三维模型。

3.如权利要求1所述的面向孔源性视网膜脱离的硅油填充模拟方法，其特征在于，基于所述眼球三维模型和液体物理特征，对所述液体与眼内腔的交互边界进行受力模拟，包括：

基于液体物理特征，将所述眼球三维模型离散化为边界粒子，将边界粒子加入到液体密度近似计算中，对液体与眼内腔交互边界进行受力模拟。

4.如权利要求3所述的面向孔源性视网膜脱离的硅油填充模拟方法，其特征在于，基于液体物理特征，将所述眼球三维模型离散化为边界粒子，将边界粒子加入到液体密度近似计算中，对液体与眼内腔交互边界进行受力模拟，包括：

使用三维点云采样算法对所述眼球三维模型进行均匀采样；

为采样点赋予粒子体积与质量；

计算眼内腔中的流体粒子所受眼球边界粒子在物理计算上的权重值，考虑不同材料之间的相互作用而产生的粘附效应，基于牛顿第二定律计算液体与眼内腔交互边界压强与粘滞性，对液体与眼内腔交互边界进行受力模拟。

5.如权利要求1所述的面向孔源性视网膜脱离的硅油填充模拟方法，其特征在于，所述近似不可压缩无散度流体性质下的硅油-水动力学交互计算，包括：

为离散时间区间内流体分布状态进行密度场计算，获取当前时刻流场压缩状态；

根据压缩状态下流体描述，使用光滑粒子流体动力学方法计算各宏观流体粒子位置物理场量；

利用压强力抑制流体压缩特性原理，通过显式求取压强状态方程或隐式迭代方法，计算各时刻压强场量。

6.如权利要求1所述的面向孔源性视网膜脱离的硅油填充模拟方法，其特征在于，所述结合两相流相间表面张力的表面曲率分析，包括：

采用颜色场方法通过设定阈值提取表面边界，计算粒子表面曲率，获取单位法向量；

通过不同物质张力系数控制界面收缩程度，界面法线方向为受力方向，张力大小正比于表面曲率；

模拟流体分子间吸引力与排斥力特性，设定作用阈值，令宏观离散粒子间距离低于阈值时，粒子彼此吸引，当粒子间的距离超过阈值时，粒子彼此排斥。

7.一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器；其中，所述存储器中存储有至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行，以实现如权利要求1～6任一项所述的面向孔源性视网膜脱离的硅油填充模拟方法。