[發明專利]仿生骨支架內部微觀孔結構的建模方法

有效

• 申請號: 201010291231.4
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN102024076A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 尤飛;胡慶夕;姚遠;溫婷
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種仿生骨支架內部微觀孔結構的建模方法，其特征在于建模步驟為：

(1)基于不含微觀孔的仿生骨支架模型，運用OBB原理計算仿生骨支架模型的最小包容盒；

(2)在最小包容盒的約束空間內，以橢球體作為負模型的單元體，構建支架微觀孔結構的單元體模型；

(3)以橢球單元體模型作為負模型的構建單元，基于多約束背包問題模型，構建支架微觀孔結構的負模型；

(4)針對所構建的支架微觀孔結構的負模型，利用混合遺傳算法求解支架微觀孔結構負模型的最優解；

(5)將不含微觀孔的仿生骨支架模型與最優化的負模型進行布爾減運算，以生成支架的內部微觀孔結構。

2.根據權利要求1所述的仿生骨支架內部微觀孔結構的建模方法，其特征在于：所述步驟(2)中，以橢球作為基本單元體，來構建支架微觀孔結構的單元體模型，該模型定義為一個八元組：

ELL＝(a，β，x_c，y_c，z_c，θ_x，θ_y，θ_z)

式中，ELL表示橢球單元體模型，a是橢球的長軸參數，β是長短軸比例因子，(x_c，y_c，z_c)是橢球中心坐標，(θ_x，θ_y，θ_z)是長軸與三個坐標平面的夾角。

3.根據權利要求1所述的仿生骨支架內部微觀孔結構的建模方法，其特征在于：所述步驟(3)中，基于多約束背包問題模型，來構建支架內部微觀孔結構的負模型，該模型的數學表達如下：

Maxf(v1,v2,Λ,vn)≥ηVzst.|bi-bj|<2(ci-cj)<ai+aj,Li>0.5bii,j=1,2,Λ,n,i≠j]]>

式中，Maxf(*)表示求(v₁，v₂，...，v_n)體積和的最大值，v_i表示第i個橢球體在模型中的實際體積，η表示孔隙率，V_z表示不含微觀孔的支架體積，a_i、b_i表示第i個橢球體的長、短軸參數，c_i-c_j表示相交的橢球體i、j之間的中心距，L_i表示第i個橢球體的幾何中心到支架邊界的距離。