一种基于改进MSM模型的下肢骨骼肌模型建立方法

本发明涉及医学图像处理，涉及适用于下肢骨骼肌三维建模，可用于虚拟手术系统、医学图像处理等领域。背景技术：1、随着医疗水平，医疗技术的不断发展，临床手术对于术中的精准度、医师的技术水平提出了更高的要求。伴随着科技的迅速进步，vr技术的兴起，借助于计算机、三维重建技术，虚拟手术应运而生。各类临床手术依赖三维重建技术对手术内容进行更详细的分析，提高手术可靠性，降低手术风险。三维重建技术的发展可获得全方位、立体、智能的动静态影像，清晰显示各人体组织的空间位置、形态结构以及与周边其他组织的解剖关系等；虚拟手术中对于三维重建技术中力学模型的形变响应时间、受力真实度提出更高的要求，因此本发明提出了一种基于改进msm模型的下肢骨骼肌模型建立方法，提高骨骼肌建模精度，以满足虚拟医疗技术的需求。技术实现思路1、鉴于现阶段医学三维重建技术中骨骼肌模型的真实度不足及模型生成速度较低等不足之处，本发明提供了一种基于改进msm模型的下肢骨骼肌模型建立方法，以满足医疗图像的需求。2、本发明采用的技术方案是一种基于改进msm模型的下肢骨骼肌模型建立方法，同时本方法可以进一步应用于其他医疗图像技术建模任务中。3、为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：4、1.对于获取到的三位ct图像进行预处理，具体包括如下内容：5、将三维ct图像按照下述方法剔除骨骼、血管部分：6、1)通过循环限定阈值的方法优先剔除骨骼部分；7、2)对血管的像素点进行循环遍历搜索，并作出标记；8、3)将标记的像素点进行删除；9、剔除完成后将剩余像素点标记为初级骨骼肌ct图像；10、2.在初级骨骼肌ct图像上建立坐标，记录标记位置中的最大最小值作为图像边界，将边界外的ct图像像素点删除；11、3.对所有像素点进行二值化处理，将处理完成的ct图像记录作为基础图像；12、4.构建下肢骨骼肌的几何模型，具体包括如下内容：13、1)使用vtk平台将下肢骨骼肌的ct图像读取到内存中；14、2)将内存中的图像，通过移动立方体算法(marching cubes)生成骨骼肌的几何模型；15、在几何模型的基础上构建下肢骨骼肌的力学模型，具体内容包括如下：16、5.将已生成的几何模型利用读取模块输入到力学建模模块；17、6.将原本模型中的面片生成模块修改为具有质点选择层、面片生成层的新型面片生成模块，其中质点选择层在读取到的几何模型表面选择适合生成面片的基础质点，面片生成层会在基础质点的坐标上生成正六边形面片替换原模型中三角形面片，多次循环上述步骤，以得到最优的面片模型，并将面片模型输出到下一级。18、7.将原本模型中弹簧生成模块替换成新型利用弹簧，该模块中接受上一级输入的面片模型，读取其中的面片所有边，并在边上生成三参数的弹簧模型替换原模型中的二参数模型，三参数模型包括一个阻尼原件、一个结构弹簧、一个剪切弹簧，其中剪切弹簧与阻尼原件串联后与结构弹簧并联，组成改进后的弹簧模块，将生成弹簧模块后的力学模型输出到下一级。19、8.通过图像渲染在生成的力学模型表面生成下肢骨骼肌的真实图像，得到基于改进msm弹簧的下肢骨骼肌模型。20、本发明的有益效果是：21、1、本发明可以下肢骨骼肌三维建模速度提升；22、2、本发明可以精确模拟下肢骨骼肌模型的物理属性；23、3、本发明可以使下肢骨骼肌三维模型的真实度提升。技术特征：1.一种基于改进msm模型的下肢骨骼肌模型建立方法，其特征在于，包括如下步骤：2.根据权利要求1所述的一种基于改进msm模型的下肢骨骼肌模型建立方法，其特征在于，所述的步骤三中的第2步，面片生成模块中具体内容为：3.根据权利要求1所述的一种基于改进msm模型的下肢骨骼肌模型建立方法，其特征在于，所述步骤三中的第3步，弹簧生成模块中具体内容为：技术总结一种基于改进MSM模型的下肢骨骼肌模型建立方法，涉及医学图像处理技术领域。本方法针对当前骨骼肌模型生成速度较慢、形变响应时间较长，提出了一种基于改进MSM模型的下肢骨骼肌模型建立方法。运用人体骨骼肌相关基础理论、胡克定律等、在原有几何模型表面利用新型的MSM模型赋予下肢骨骼肌模型物理属性，并改进MSM模型中的面片模块，使用正六边形面片替换三角形面片，减少面片量，提高模型生成速度，改进弹簧模块，使用三参数弹簧，提高模型的受力解算真实度。技术研发人员：李鹏程,王紫键,栗超祥,靳雨琦,杨宏宇,王沫楠受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学技术研发日：技术公布日：2024/8/15