[发明专利]基于SPH的虚拟血管造影手术造影剂扩散过程模拟方法

摘要

本发明提出了一种基于SPH的虚拟血管造影手术造影剂扩散过程模拟方法。该方法包括模拟初始化和模拟循环两部分。模拟初始化部分，对模拟血管的边界条件和“血液‑造影剂”混合二相流粒子进行初始化；模拟循环部分，通过“血液‑造影剂”二相混合流模体型并采用边界粒子修正边界处的混合流密度和应用无滑移边界条件来循环模拟造影剂在血管内扩散的过程。本方法能够逼真的实时模拟“血液‑造影剂”混合流体在血管中扩散的效果。

主权项

1.一种基于SPH的虚拟血管造影手术造影剂扩散过程模拟方法，其特征在于，包括模拟初始化和模拟循环两个步骤，具体如下：(一)模拟初始化：对血管边界条件进行构建，设置血管入口与出口边界条件并对“血液‑造影剂”二相混合流粒子位置进行初始化；(二)模拟循环：通过“血液‑造影剂”二相混合流体模型并采用边界粒子修正边界处的混合流密度和应用无滑移边界条件进行循环模拟的步骤依次为：更新空间网格邻居信息，更新边界粒子属性，更新混合流体粒子每一相的体积分数并对粒子每一相体积分数及压强值进行修正，计算混合流体粒子的加速度，进行碰撞检测与粒子速度、位置的更新，造影渲染；所述步骤(二)模拟循环中采用流体粒子的属性对边界粒子进行更新，其中边界粒子的位置和质量是固定的，对边界粒子的密度、压强和速度更新分别为：(1)将距离边界粒子最近的混合流体粒子的密度和压强值赋值给该边界粒子对应的属性；(2)边界粒子的速度值为：其中设置β为约束的大小，d_b为边界粒子距离最近三角形的距离，p_b为边界粒子的位置，p_f为流体粒子的位置，为边界粒子的外推向量。