肺部肿瘤运动的数值模拟

目的模拟肺部肿瘤在呼吸作用下的运动,探索有限元分析方法模拟肺的变形和肺部肿瘤运动的可行性。方法利用四维CT影像获得病人从吸气开始到结束各相位的图像,以计算机辅助设计表面重建方法提取吸气过程中的肺表面形态。根据吸气开始时刻表面建立有限元模型。根据各相位表面与吸气开始时刻表面的差异,提取位移载荷。将位移载荷施加到模型表面,通过有限元计算,模拟肿瘤在呼吸过程中的运动和变形。结果数值模拟表明,肺变形的误差在2 mm以内,肿瘤位移和变形的误差在1 mm以内。肿瘤在弹性模量为50 kPa时,模拟的位移和变形精度更高。结论采用有限元法可实现肺部和肺内肿瘤运动模拟,本研究为基于数值模拟的肺部肿瘤非射线追踪方法提供了依据。