[发明专利]基于人体数字孪生思想的构建肩胛提肌高保真数字孪生体方法

权利要求书

1.基于人体数字孪生思想的构建肩胛提肌高保真数字孪生体方法。其特征在于：

包括肩胛提肌高精度建模方法及其力-形模型库构建方法、肩胛提肌组织本构模型研究及肩胛提肌高保真数字孪生体构建方法；

所述肩胛提肌高精度建模方法及其力-形模型库构建方法是指研究动作与变形一体的肩胛提肌高精度三维几何模型建模方法，建立肩胛提肌组织的力-形几何模型库，为下一步工作提供数据支撑；

所述肩胛提肌组织本构模型研究是指展开肩胛提肌组织动力学数值分析研究，结合肩胛提肌组织的力-形几何模型库及相关试验数据，构建肩胛提肌组织本构模型，以此为基础建立肩胛提肌精确的生物动力学数值分析模型；

所述肩胛提肌高保真数字孪生体构建方法是指肩胛提肌的数字孪生体借助数字孪生系统构建，主要包括信息采集、传输和处理系统、仿真计算系统和孪生映射系统，完成对人体肌肉结构高度一致的虚拟孪生映射。

2.根据权利要求1所述的基于人体数字孪生思想的构建肩胛提肌高保真数字孪生体方法，其特征在于：所述肩胛提肌高精度建模方法及其力-形模型库构建方法是基于MRI图像数据，研究动作与变形一体的肩胛提肌高精度三维几何模型建模方法；通过所采集的数据，分析肩胛提肌在不同受力情况下的变形过程，建立肩胛提肌组织的力-形几何模型库，探索肩胛提肌形变的规律，为下一步工作提供数据支撑。

3.根据权利要求1所述的基于人体数字孪生思想的构建肩胛提肌高保真数字孪生体方法，其特征在于：所述肩胛提肌组织本构模型研究是以经典的肌肉组织本构模型为基础，展开肩胛提肌组织动力学数值分析研究，结合肩胛提肌组织的力-形几何模型库及相关试验数据，构建肩胛提肌组织本构模型，能够适应肩胛提肌组织在不同运动状态和受力情况条件下的运动和力学响应行为，以此为基础建立肩胛提肌精确的生物动力学数值分析模型。

4.根据权利要求1所述的基于人体数字孪生思想的构建肩胛提肌高保真数字孪生体方法，其特征在于：所述肩胛提肌高保真数字孪生体构建方法主包括信息采集系统、传输和处理系统、仿真计算系统和孪生映射系统；首先依据解剖学机理和生物力学机理，设计肩胛提肌信息采集方案；设计数据传输和处理系统；研究不同的格式或时间尺度的动态异构数据的融合方法；研究融合数据与肩胛提肌生物力学性能的映射关系模型，对肩胛提肌数值分析模型进行仿真模拟和调整优化；研究实时渲染技术，构建高保真度的虚拟肩胛提肌三维模型，完成对人体肌肉结构高度一致的虚拟孪生映射。

5.根据权利要求1所述的基于人体数字孪生思想的构建肩胛提肌高保真数字孪生体方法，其特征在于：所述信息采集系统包括肌肉硬度采集系统、肌电信号采集系统、肌肉形变信号采集系统。

6.根据权利要求1所述的基于人体数字孪生思想的构建肩胛提肌高保真数字孪生体方法，其特征在于：所述肌肉硬度采集系统是指基于肌肉硬度计，采集不同受试者肩胛提肌的肌肉硬度数据。

7.根据权利要求1所述的基于人体数字孪生思想的构建肩胛提肌高保真数字孪生体方法，其特征在于：所述肌电信号采集系统是指基于肌电信号传感器，采集运动状态下肩胛提肌的肌电信号；所述肌肉形变信号采集系统，基于位移传感器，采集运动状态下肩胛提肌的形变信号。

8.根据权利要求1所述的基于人体数字孪生思想的构建肩胛提肌高保真数字孪生体方法，其特征在于：所述数据传输和处理系统是针对所收集的多源数据，选择合适的传输方式，避免数据失真等问题；对其进行相应的预处理，保证各种类型的数据都能实现互相沟通；通过研究不同的格式或时间尺度的动态异构数据的融合方法，保证数据融合能够在同一平台上实现。最终实现多源数据的传输与处理。

9.根据权利要求1所述的基于人体数字孪生思想的构建肩胛提肌高保真数字孪生体方法，其特征在于：所述仿真计算系统是基于建立的肩胛提肌高精度模型及其力-形模型库、肩胛提肌组织本构模型，研究融合数据与肩胛提肌生物力学性能的映射关系模型，对肩胛提肌数值分析模型进行仿真模拟和调整优化。

10.根据权利要求1所述的基于人体数字孪生思想的构建肩胛提肌高保真数字孪生体方法，其特征在于：所述孪生映射系统是通过研究实时渲染技术，构建高保真度的虚拟肩胛提肌三维模型，完成对人体肌肉结构高度一致的虚拟孪生映射。