人体软组织建模中的弹性模型的修改

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1、摘要摘要论文题名：人体软组织建模中的弹性模型的修改研究生姓名：孙艳霞导师姓名：鲍旭东(教授)学校名称：东南大学人体软组织弹性模型是指用于软组织形变建模的形变模型。随着生物力学的发展和计算机运算速度的提高，物理形变模型得到了很大的发展，先后出现了质量一弹簧模型和有限元模型。本文着重研究了质量一弹簧模型的精确性和添加了生物力学特性的有限元模型。质量一弹簧模型是从离散物体模型出发考虑的。常规的质量一弹簧模型求解方法是欧拉迭代方法，系统参数比较多，收敛性、精确性较差。本文在实验室前期工作基础上，在能够保证系统收敛的参数范围中，运用遗传算法对参数进行优化，寻求能够提高模型的精度

2、的参数。有限元模型是运用有限元方法的连续模型。本文介绍了有限元模型的建模思想和运用有限元模型进行形变计算的5个基本步骤，并运用有限元模型对实验物体做形变模拟。同时，为了让有限元模型更加真实逼真的模拟物体真实的形变，在论文中我们将软组织的两个生物力学特性，准不可压缩性和各向异性，添加到模型中去，并对结果作了详细的比较分析。本文最后讨论了有限元分析的前置处理阶段一网格划分方法。在前阶段的有限元分析的实验中，网格划分这一部分的实现都是人为简单的划分，而一旦将有限元模型应用到手术模拟中去模拟表面结构复杂的软组织时，这种人为的划分就会失效，本文中介绍了一种能够自动对复杂区域进行

3、网格划分的方法一约束Del姗ay算法，并给出了剖分的实例。关键词：软组织形变模型质量一弹簧模型有限元模型准不可压缩性各向异性网格划分目录ThesisTitle：Author：TllesisSupeⅣisor：School：AbstractModificationonelasticsoRtissuedefo衄ationmodelSunY缸ⅨiaBA0Xu—dong(Professor)SoutheastUniversi够7IheelasticsoRtissuedefo珊ationmodelist11edefomablemodelforsoRtissuedefbrmati

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5、omputationspeed，butithassomedrawrbacks：10wprecisiona11dbadrobustness．Astome10Wlyprecisedra、)v．back，par锄eteridentificationusmggeneticalgoritmsisdoneformemodelinmispapeLFiniteelementmodel(FEM)isacontinuummodel，soitcanprovideamorephVsicalreaIisticsimulation．Thebasicstepsinusillgf．miteeleme

6、ntmodeltocomputedeformationaure1isted、v叠hexperimentresults，Alsobasedonthebiomech疵cspropeniesofsoRtissue，incompressibleandanisotropiccharacters，t、)Vomodificationsaredonef．ortllefilliteelementmodel．Thelastparrtisrelatedtothemeshgenerationalgoritllmw11ichisthemostimportantpartinfiniteeleme

7、ntan“ysis(FEA)．Inourpastwork，meshgenerationforFEAissimplydoneref取larly，hereConstrainedDelaunayMethodisintroduced、vithexperimentresults，byWhichresearcherscallgetautomaticmeshgenerationofanycomplicated3Dobject．‘Keywords：softtissuedeformablemodel，maSs—springmodel，finiteelementmode