1.一种基于细胞神经网络的软组织形变仿真方法,其特征在于,包括,构建三维细胞神经网络模型;
对三维细胞神经网络模型施加外力,根据施加的外力求取三维细胞神经网络模型中细胞的细胞电流;
根据细胞的细胞电流求取细胞的状态电压;
根据细胞的状态电压求取细胞的位移;
根据细胞的位移对三维细胞神经网络模型进行形变仿真;
所述根据细胞的细胞电流求取细胞的状态电压,包括,其中, 为 时刻三维细胞神经网络模型中坐标 所在细胞 的状态电压, 为细胞电阻, 为 时刻细胞 的细胞电流, 为细胞 的邻接细胞, 为细胞 的邻接细胞集合, 为 时刻细胞 与邻接细胞 相互作用的反馈系数, 为 时刻邻接细胞 的输出电压;
所述 的计算公式如下:
= ;
其中,为能量传输系数, 和 分别为细胞 和邻接细胞 的弹性模量, 表示 的数值, 为 时刻邻接细胞输出电压 的方向与 时刻细胞 为起点、邻接细胞 为终点的向量方向之间夹角的余弦值。
2.根据权利要求1所述的基于细胞神经网络的软组织形变仿真方法,其特征在于,所述根据施加的外力求取三维细胞神经网络模型中细胞的细胞电流,包括,;
定义 为 时刻三维细胞神经网络模型中坐标 所在细胞 的细胞电流, 为 的数值;
细胞 为受力点时,定义 时刻细胞 的细胞电流方向与 时刻细胞所受的外力方向一致; 为 时刻细胞 的应力 的数值;
细胞 为非受力点时, 为0。
3.根据权利要求1所述的基于细胞神经网络的软组织形变仿真方法,其特征在于,还包括,所述 的计算公式如下:;
其中, 为 的数值; 指三维细胞神经网络模型中相邻细胞间的初始间隔长度的数值; 为细胞的横截面面积 的数值;为细胞位移系数; 为细胞 的弹性模量 的数值。
4.根据权利要求1所述的基于细胞神经网络的软组织形变仿真方法,其特征在于,所述的计算公式如下:;
其中, 为 时刻邻接细胞 的状态电压, 的方向与 的方向相同,为细胞的饱和电压。
5.根据权利要求1所述的基于细胞神经网络的软组织形变仿真方法,其特征在于,所述根据细胞的状态电压求取细胞的位移,包括,其中,定义 为 时刻三维细胞神经网络模型中坐标 所在细胞 的位移, 为 的数值; 为 时刻细胞 的状态电压, 为的数值; 的方向与 的方向相同;为细胞位移系数; 为细胞的弹性模量, 为 的数值。
6.一种基于细胞神经网络的软组织形变仿真装置,其特征在于,包括:构建模块,用于构建三维细胞神经网络模型;
外力施加模块,用于对三维细胞神经网络模型施加外力;
细胞电流求取模块,用于根据施加的外力求取三维细胞神经网络模型中细胞的细胞电流;
状态电压求取模块,用于根据细胞的细胞电流求取细胞的状态电压;
位移求取模块,用于根据细胞的状态电压求取细胞的位移;
形变仿真模块,用于根据细胞的位移对三维细胞神经网络模型进行形变仿真;
所述状态电压求取模块,具体用于按下式求取细胞的状态电压: ;
其中, 为 时刻三维细胞神经网络模型中坐标 所在细胞 的状态电压, 为细胞电阻, 为 时刻细胞 的细胞电流, 为细胞 的邻接细胞, 为细胞 的邻接细胞集合, 为 时刻细胞 与邻接细胞 相互作用的反馈系数, 为 时刻邻接细胞 的输出电压;
所述 的计算公式如下:
= ;
其中,为能量传输系数, 和 分别为细胞 和邻接细胞 的弹性模量, 表示 的数值, 为 时刻邻接细胞输出电压 的方向与 时刻细胞 为起点、邻接细胞 为终点的向量方向之间夹角的余弦值。
7.根据权利要求6所述的基于细胞神经网络的软组织形变仿真装置,其特征在于,所述位移求取模块,具体用于按下式求取细胞的位移:其中,定义 为 时刻三维细胞神经网络模型中坐标 所在细胞 的位移, 为 的数值; 为 时刻细胞 的状态电压, 为的数值; 的方向与 的方向相同;为细胞位移系数; 为细胞的弹性模量, 为 的数值。