CT斷層圖像到ANSYS有限元模型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，使用有限元法模擬生物組織，研究生物組織的生理、病理已經(jīng)成為常見的醫(yī)學(xué)分析方法。在醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域，可以使用計算機斷層掃描CT獲取生物組織的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息，并根據(jù)這些信息建立其三維有限元模型。在仿生物理領(lǐng)域，為了研究蝙蝠高效發(fā)聲的機理，需要模擬蝙蝠聲帶的振動情況。因此，需要建立蝙蝠聲帶的有限元模型，研究其振動特性，觀察其振動機理。
　　 將CT掃描的斷層圖像轉(zhuǎn)換為ANSYS有限元模型的過程非常復(fù)雜，盡管現(xiàn)在已經(jīng)

2、存在一些轉(zhuǎn)換方法，但是在轉(zhuǎn)換效率、精確度方面總是存在不盡人意的地方。因此本文設(shè)計并實現(xiàn)了將CT掃描的斷層圖像轉(zhuǎn)換為ANSYS有限元模型的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。使用可視化工具VTK對斷層數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析了VTK數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與ANSYS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的區(qū)別，根據(jù)這些區(qū)別，設(shè)計并實現(xiàn)了轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。將整個系統(tǒng)分為四個功能模塊:數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、模型轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)輸出。本文的主要工作圍繞這些功能模塊展開，主要包括以下內(nèi)容:
　　 1、使用顯微CT掃描蝙蝠聲帶，將

3、CT掃描的斷層圖像讀入VTK，得到VTK數(shù)據(jù)集。
　　 2、對VTK數(shù)據(jù)集進(jìn)行重采樣、灰度值濾波的處理。經(jīng)過重采樣，得到的數(shù)據(jù)集能夠滿足內(nèi)存的要求并使模型盡可能精細(xì)。經(jīng)過灰度值濾波的處理，過濾掉模型周圍的雜質(zhì)和空氣。
　　 3、將VTK數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換為ANSYS數(shù)據(jù)模型。主要轉(zhuǎn)換為三種網(wǎng)格類型的ANSYS數(shù)據(jù)模型，分別是:六面體網(wǎng)格、四面體網(wǎng)格和十節(jié)點四面體網(wǎng)格。在轉(zhuǎn)換過程中，需要針對節(jié)點部分和單元組成部分的差異分別進(jìn)行轉(zhuǎn)