[發明專利]眼部的建模和仿真方法及系統

在審

• 申請號: 202010032479.2
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111128367A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 馮雪;周濤;劉鑫;陳毅豪;付浩然;陳穎
• 申請（專利權）人: 浙江清華柔性電子技術研究院;清華大學
• 主分類號: G16H50/00
• 分類號: G16H50/00;G06T17/00;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 白雪靜

本申請提出一種眼部的建模和仿真方法及系統。其中，眼部的建模和仿真方法，包括：獲取人體眼部的醫學圖像；根據所述人體眼部的醫學圖像建立眼部的三維模型，其中，所述三維模型包括眼球、眼瞼及其周圍軟組織的三維模型；對所述眼球、眼瞼及其周圍軟組織進行材料和參數設置、交互設置、載荷步以及其邊界條件設置，以根據所述三維模型建立有限元模型，并通過所述有限元模型進行人體眼部動作的仿真。本申請的眼部的建模和仿真方法，能實現人體眼部結構的快速有效的建模以及眼球轉動下眼部結構的力學行為的計算，從而為醫學分析提供可靠的參考依據。

技術領域

本申請涉及醫學成像技術領域，尤其涉及一種眼部的建模和仿真方法及系統。

背景技術

眼睛是人類感官中最重要的器官，大腦從外界獲取的信息中大約有80％是通過眼睛獲取的，因此眼睛的健康狀況直接影響人們的生活質量。由于各種原因造成的眼部病變，繼而導致視力損害甚至喪失，會對人們的工作生活造成極大困擾。另外一些常見的眼科疾病，如老視、斜視、弱視、近視、青光眼和白內障等，也一直困擾著眼科臨床醫生以及患者。

雖然有一些提供眼部模型，依據眼部模型對患者的眼部疾病進行診斷，但是，這種眼部模型并非針對不同的患者確定，因此，不能從實際病人角度出發考慮個體差異性，從而影響疾病的診斷的準確性和可靠性。

發明內容

本申請旨在至少解決上述技術問題之一。

為此，本申請的一個目的在于提出一種眼部的建模和仿真方法。該方法能實現人體眼部結構的快速有效的建模以及眼球轉動下眼部結構的力學行為的計算，從而為醫學分析提供可靠的參考依據。

本申請的第二個目的在于提出一種眼部的建模和仿真系統。

為了實現上述目的，本申請的第一方面公開了一種眼部的建模和仿真方法，包括：獲取人體眼部的醫學圖像；根據所述人體眼部的醫學圖像建立眼部的三維模型，其中，所述三維模型包括眼球、眼瞼及其周圍軟組織的三維模型；對所述眼球、眼瞼及其周圍軟組織進行材料和參數設置、交互設置、載荷步以及其邊界條件設置，以根據所述三維模型建立有限元模型，并通過所述有限元模型進行人體眼部動作的仿真。

根據本申請的眼部的建模和仿真方法，能實現人體眼部結構的快速有效的建模以及眼球轉動下眼部結構的力學行為的計算，從而為醫學分析提供可靠的參考依據。

在一些示例中，所述人體眼部的醫學圖像包括電腦斷層掃描的人體眼部的醫學圖像或者核磁共振成像的人體眼部的醫學圖像。

在一些示例中，在建立所述有限元模型之前，還包括：對所述三維模型進行優化處理。

在一些示例中，所述對所述眼球、眼瞼及其周圍軟組織的交互設置，包括：眼球與組織結構之間的接觸設置；眼瞼及其周圍組織的耦合設置；對眼球進行剛體約束；所述對載荷步以及其邊界條件設置，包括：選取眼瞼及其周圍組織模型的耦合參考點；選取眼球的剛體約束參考點。

本申請的第二方面公開了一種眼部的建模和仿真系統，包括：獲取模塊，用于獲取人體眼部的醫學圖像；三維模型建立模塊，用于根據所述人體眼部的醫學圖像建立眼部的三維模型，其中，所述三維模型包括眼球、眼瞼及其周圍軟組織的三維模型；有限元模型建立及仿真模塊，用于對所述眼球、眼瞼及其周圍軟組織進行材料和參數設置、交互設置、載荷步以及其邊界條件設置，以根據所述三維模型建立有限元模型，并通過所述有限元模型進行人體眼部動作的仿真。

根據本申請的眼部的建模和仿真系統，能實現人體眼部結構的快速有效的建模以及眼球轉動下眼部結構的力學行為的計算，從而為醫學分析提供可靠的參考依據。

在一些示例中，所述人體眼部的醫學圖像包括電腦斷層掃描的人體眼部的醫學圖像或者核磁共振成像的人體眼部的醫學圖像。

在一些示例中，還包括：優化模塊，用于對所述三維模型進行優化處理。