[发明专利]仿生骨支架内部微观孔结构的建模方法

权利要求书

1.一种仿生骨支架内部微观孔结构的建模方法，其特征在于建模步骤为：

(1)基于不含微观孔的仿生骨支架模型，运用OBB原理计算仿生骨支架模型的最小包容盒；

(2)在最小包容盒的约束空间内，以椭球体作为负模型的单元体，构建支架微观孔结构的单元体模型；

(3)以椭球单元体模型作为负模型的构建单元，基于多约束背包问题模型，构建支架微观孔结构的负模型；

(4)针对所构建的支架微观孔结构的负模型，利用混合遗传算法求解支架微观孔结构负模型的最优解；

(5)将不含微观孔的仿生骨支架模型与最优化的负模型进行布尔减运算，以生成支架的内部微观孔结构。

2.根据权利要求1所述的仿生骨支架内部微观孔结构的建模方法，其特征在于：所述步骤(2)中，以椭球作为基本单元体，来构建支架微观孔结构的单元体模型，该模型定义为一个八元组：

ELL＝(a，β，x_c，y_c，z_c，θ_x，θ_y，θ_z)

式中，ELL表示椭球单元体模型，a是椭球的长轴参数，β是长短轴比例因子，(x_c，y_c，z_c)是椭球中心坐标，(θ_x，θ_y，θ_z)是长轴与三个坐标平面的夹角。

3.根据权利要求1所述的仿生骨支架内部微观孔结构的建模方法，其特征在于：所述步骤(3)中，基于多约束背包问题模型，来构建支架内部微观孔结构的负模型，该模型的数学表达如下：

Maxf(v1,v2,Λ,vn)≥ηVzst.|bi-bj|<2(ci-cj)<ai+aj,Li>0.5bii,j=1,2,Λ,n,i≠j]]>

式中，Maxf(*)表示求(v₁，v₂，...，v_n)体积和的最大值，v_i表示第i个椭球体在模型中的实际体积，η表示孔隙率，V_z表示不含微观孔的支架体积，a_i、b_i表示第i个椭球体的长、短轴参数，c_i-c_j表示相交的椭球体i、j之间的中心距，L_i表示第i个椭球体的几何中心到支架边界的距离。