[发明专利]一种管状物的网格自适应划分方法、装置及存储介质

说明书

本申请提供了一种管状物网格自适应划分方法，包括：获取目标管状物的三维轮廓模型以及管状物每条目标管腔的中心线；从中心线上提取出多个目标点，确定每个目标点各自所对应的管状物目标管腔的横截面；针对于每个目标点，确定该目标点处的管状物目标管腔的等效直径及该目标点处的管状物目标管腔的狭窄率；针对三维轮廓模型上的每个顶点，基于与该顶点距离最近的目标点处的管状物目标管腔的等效直径和狭窄率，确定该顶点处的网格尺寸参数；基于确定出的每个顶点处的网格尺寸参数，对管状物目标管腔进行网格自适应划分。这样，本申请根据管状物目标管腔的等效直径和狭窄率来自适应的设置网格的尺寸参数，实现了全自动的网格自适应划分。

技术领域

本申请涉及管状物流体仿真技术领域，尤其是涉及一种管状物的网格自适应划分方法、装置及存储介质。

背景技术

网格是有限元仿真的基础，网格划分就是把表面三维模型划分成很多小的四面体单元，相当于是使用四面体来填充整个模型的内部，从而基于这些小的四面体单元可以进行仿真计算。在仿真过程中，网格的尺寸对仿真计算有着重要的影响。

对于管状物的流体仿真来说，网格尺寸的设置尤其重要。因为管状物的直径和狭窄情况会发生变化，只有考虑到这些变化并自适应的设置网格尺寸，才能提高流体仿真的精度。下面以冠脉血流仿真为例，来说明管状物的网格自适应划分。

对于冠脉血流仿真来说，因为主要冠脉从主动脉出发，其血管的直径总体上符合越来越细的规律，并且冠脉存在狭窄和病变的情况，每个冠脉位置对于仿真的重要程度也不一致。

但是现有的网格划分方法通常有两种，第一种方法是对所有冠脉中的网格尺寸设置成一个固定的值。但是，当设置成一个较大的值时，网格单元的数目较少，对于血管较粗的区域，网格的密度满足仿真的计算要求，但是对于血管较细的区域以及狭窄区域网格数目较少，可能导致仿真计算的精度不够，影响血流储备分数(FFR)的计算结果。而当设置成一个固定的较小值，网格单元的数目较多。对于血管较细的区域以及狭窄区域的网格密度够密集，则会使整体的网格数目增加很多，导致仿真计算耗时特别久，会耗费比较多的计算资源。现有技术中的第二种方法，是对所有冠脉中的网格尺寸设置成一个固定的适中的值。血管较细的区域以及狭窄区域的网格密度有一定的保证，能确保一定的仿真精度，同时整体的网格数目增加不会很多。并且在该方法的基础上，我们对于血管狭窄的位置会添加一个加密球，加密球内部的网格设置成一个较细的网格，较细的网格能够保证重要的区域内血流储备分数(FFR)的计算精度。但是该类方法需要确定狭窄段，并且在狭窄段手动添加加密球，以及设置加密球的尺寸。该方法因为引入了手动干预的操作，会增加网格的步骤，加长了网格步骤的时间，也没法把网格做成全自动的方法。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种管状物的网格自适应划分方法、装置及存储介质，根据管状物管腔的等效直径和狭窄率来自适应的设置网格的尺寸参数，实现了全自动的网格自适应划分，从而可以保证较粗的管腔网格数目和较细管腔的网格数目能够做到一致，进而保证仿真计算的精度和效率。

本申请实施例提供了一种管状物的网格自适应划分方法，所述网格自适应划分方法包括：

获取目标管状物的三维轮廓模型以及目标管状物的每条目标管腔的中心线；

从所述中心线上提取出多个目标点，并基于目标管状物的三维轮廓模型，确定每个目标点各自所对应的目标管腔的横截面；

针对于每个目标点，基于该目标点所对应的目标管腔的横截面，确定该目标点处的目标管腔的等效直径；

基于该目标点所在中心线上所有目标点处的目标管腔的等效直径，确定该目标点处的目标管腔的狭窄率；

针对三维轮廓模型上的每个顶点，基于与该顶点距离最近的目标点处的目标管腔的等效直径和目标管腔的狭窄率，确定该顶点处的网格尺寸参数；

基于确定出的每个顶点处的网格尺寸参数，对所述目标管腔进行网格自适应划分。