[发明专利]一种血管组分材料属性的自动匹配方法及设备

说明书

本发明公开了一种血管组分材料属性的自动匹配方法及设备。该方法包括获取病人感兴趣部位血管的扫描数据；对血管的每一个层面进行组分标注，并导出已完成标注的血管模型；从血管模型中提取斑块的各组分体素对应的体素坐标集；导出血管的表面网格并进行光滑处理，依据表面网格生成四面体网格单元，提取四面体网格单元的编号、四面体网格单元节点的编号及坐标；计算斑块的各组分体素对应的体素坐标与网格单元节点的坐标的欧式距离；判断与斑块各组分对应的体素坐标最近的4个网格节点组成的四面体网格单元是否属于四面体网格单元集，是则将该四面体网格单元分配本体素对应的材料属性。本发明可精准高效的实现斑块组分网格单元材料属性的分配。

技术领域

本发明涉及有限元分析技术领域，具体涉及一种血管组分材料属性的自动匹配方法及设备。

背景技术

随着计算力学和医学图像的快速发展，可通过固体力学对血管斑块进行有限元分析，并基于得到的血管壁载荷分布情况，对血管斑块的易损性进行评估。其中对网格单元赋予相应的材料属性是有限元分析过程中不可缺少的一个步骤。目前对形态不规则的斑块组分进行材料属性分配，多采用手动选择斑块组分对应的网格单元，赋予其材料属性，此种方式，存在网格单元的多选或少选情况，误差较大；或者分别对某一种斑块组分生成相应网格单元，赋予其材料属性，各组分网格单元之间采用刚性连接，此种方式斑块组分网格连接性较差。因此，这两种方法都无法高效实现斑块组分网格单元材料属性的分配。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种血管组分材料属性的自动匹配方法及设备。

为实现上述目的，本发明提供了一种血管组分材料属性的自动匹配方法，包括：

获取病人感兴趣部位血管的扫描数据；

基于所述扫描数据对血管的每一个层面进行组分标注，并导出已完成标注的血管模型；

从所述血管模型中提取斑块的各组分体素对应的体素坐标集；

导出血管的表面网格，并进行光滑处理，依据光滑处理后的表面网格生成四面体网格单元，获取四面体网格单元集、四面体网格节点集和每一四面体网格节点对应的坐标，其中，每一四面体网格单元对应四个四面体网格节点，提取四面体网格单元的编号、四面体网格单元节点的编号及坐标；

计算所述斑块的各组分体素对应的体素坐标与所述网格单元节点的坐标的欧式距离；

判断与所述斑块各组分对应的体素坐标最近的4个网格节点组成的四面体网格单元是否属于四面体网格单元集，是，则将该四面体网格单元分配本体素对应的材料属性。

进一步的，所述斑块的各组分体素包括管壁体素、脂质体素、纤维体素和钙化体素，所述体素坐标集包括管壁体素坐标集、脂质体素坐标集、纤维体素坐标集和钙化体素坐标集。

进一步的，所述扫描数据包括CT扫描数据和MR扫描数据。

进一步的，基于拉普拉斯光滑算法对所述表面网格进行光滑处理，具体如下：

定义T=(V,E,F)表示为一个三角网格，其中V为顶点，有m个，E表示顶点之间的边，F表示三角网格的面片，对每一个属于T的顶点的传统的笛卡尔坐标为：

其中，分别为顶点在X轴、Y轴、Z轴上的坐标值，顶点进行光滑处理后的拉普拉斯顶点坐标为：

其中，分别为光滑处理后的顶点在X轴、Y轴、Z轴上的坐标值，表示所有与顶点共边的点，，表示与顶点共边的顶点中的其中一个顶点，为权重，

表示与顶点共边的顶点对应的权值，表示所有与顶点共边的顶点对应的权值之和。