#主要分为CT重构部分与基于灰度值进行材料属性赋予#

目录

1 CT重构部分

1.1二值化处理

1.2三维图像分割

1.3再分割

1.4编辑蒙版

1.5像素填充

1.6空洞填充

1.7STL模型导出

2 材料赋予部分

2.1模型修复与四面体网格划分

2.2材料属性的赋予

3.结语


1 CT重构部分

1.1二值化处理

在加载完项目以后,首先在SEGMENT功能下点击Threshold进行二值化,即通过阈值粗略分割出自己需要的那部分组织,最后能在Masks模块中以及视图中看到被选取的阈值(图中黄色)

hypermesh鼠标中键无法操作_二值化

1.2三维图像分割

选定粗略的区域以后下一步操作就是将那部分区域的三维图像分割出来,点击RegionGrow功能能够快速的自动分割图像中的区域,而26-connectivity包含更多连接关系,适用于三维空间中的像素连接关系

hypermesh鼠标中键无法操作_灰度值_02

1.3再分割

因为上述的步骤的图像分割是基于第一步二值化结果进行分割的,二值化虽然能粗略的将我们需要的那部分组织分割出来,但因为许多骨组织的阈值相近,就会导致还是有太多多余的部分(例如是我们需要的是股骨,但1.2中将连接股骨上部的椎骨与连接下部的膝盖骨部分给一起分割出来了),故需要再次分割处更精细的部分。

所以利用SplitMask功能将已有的Mask分割成更多的部分,在功能中Select自己需要分割的Mask,通过调整Diameter大小划定边界,最终将Mask分割

hypermesh鼠标中键无法操作_重构_03

1.4编辑蒙版

通过上述步骤已经可以得到较为精细的图像,但距离重构出足够精度的股骨还有距离。这是由于分割的不准确导致的多余部分(如图中框选部分),还有一些项目源文件可能自带的缺失部分,都可能需要利用EditMask功能进行增、删、改。可以通过调整区域大小,选择需要的功能,滚动鼠标滚轮进行一层层的修改。

hypermesh鼠标中键无法操作_二值化_04

1.5像素填充

使用Morphology Operations功能的闭运算(Close)可以很好的填补图像中的小空洞并且平滑边界

hypermesh鼠标中键无法操作_灰度值_05

1.6空洞填充

在进行1.5后,很多像素小孔都被填充,但依然还存在着很多大孔洞,这时使用CavityFill功能进行一层一层的填充,建议通过滚轮一层层的填补封闭区域(见图中),若是存在很多未封闭区域建议跳转1.4进行一层层的修补外轮廓后再进行填充,这步将很大程度决定最终的成型质量

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1.7STL模型导出

在上述步骤修复后按照下图步骤将选中蒙版计算后导出为STL模型导出

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hypermesh鼠标中键无法操作_二值化_08

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2 材料赋予部分

在mimics中,基于灰度值进行材料属性的赋予。通常是将模型划分为四面体网格,将灰度值映射到相应的网格节点上,最终可以通过与灰度值相关的经验公式,将材料属性赋予在四面体网格上,最终材料在模型上呈现基于灰度值的梯度分布。

2.1模型修复与四面体网格划分

由于在四面体划分与有限元分析中,对于模型的精度都有较高的要求,故首先应该进行模型的修复再进行网格的划分,可以参考里面的magics、geomagic、hypermesh这三个软件的使用:

2.2材料属性的赋予

需要注意的是在1中导出的stl模型不管是在修复还是进行四面体剖分的过程中都需要保证stl模型的坐标没有改变;并且在进行材料属性赋予时要保证导入的inp文件本身是根据这个项目所生成的模型划分出的inp

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hypermesh鼠标中键无法操作_hypermesh鼠标中键无法操作_12

hypermesh鼠标中键无法操作_二值化_13

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3 结语

最终导出的inp格式可直接导入abaqus中进行有限元分析,不需要再划分网格与赋予材料属性