(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111425263.3 (22)申请日 2021.11.26 (71)申请人 山东省千佛山医院 地址 250014 山东省济南市历下区经十路 16766号 申请人 山东大学 (72)发明人 肖星　黄斌　贾玉玺　张通　 程梦萱　马清伟　赵志彦　万国顺　 盛男　郑瑞乾　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 代理人 张庆骞 (51)Int.Cl. G16H 50/50(2018.01) G16C 10/00(2019.01)G16C 20/10(2019.01) G16C 60/00(2019.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 网袋式骨水泥的骨修复成形的数值模拟优 化方法及系统 (57)摘要 本发明属于骨修复技术领域， 提供了一种网 袋式骨水泥的骨修复成形的数值模拟优化方法 及系统。 其中， 该方法包括获取网袋式骨水泥的 物理性能参数、 初始值及边值条件； 基于网袋式 骨水泥的骨修复成形数学模型对骨水泥注入、 弥 散和固化的过程进行数值模拟， 得到当前骨修复 成形数学模 型参数下的仿真结果； 通过改变物理 性能参数值， 进行多目标优化及单个物理性能参 数的灵敏度分析， 确定多物理量影 响下的多目标 最优解及相应物理性能参数对数值模拟过程的 影响程度， 从而得到满足实际临床应用中骨水泥 注射条件和弥散效果的骨修复成形方案 。 权利要求书2页 说明书10页 附图9页 CN 114068025 A 2022.02.18 CN 114068025 A 1.一种网袋式骨水泥的骨修复成形的数值模拟优化方法， 其特 征在于， 包括： 获取网袋式骨水泥的物理性能参数、 初始值及边 值条件； 基于网袋式骨水泥的骨修复成形数学模型对骨水泥注入、 弥散和固化的过程进行数值 模拟， 得到当前骨修复成形 数学模型参数 下的仿真结果； 通过改变物理性能参数值， 进行多目标优化及单个物理性能参数的灵敏度分析， 确定 多物理量影响下的多目标最优解及相应物理性能参数对数值模拟过程的影响程度， 从而得 到满足实际临床应用中骨水泥注射条件和弥散效果的骨修复成形 方案。 2.如权利要求1所述的网袋式骨水泥的骨修复成形的数值模拟优化方法， 其特征在于， 所述骨修复成形数学模型包括骨水泥注入数学模型、 骨水泥弥散数学模型和骨水泥固化数 学模型， 分别用于对骨水泥注入、 弥散和固化的过程进行 数值模拟。 3.如权利要求1或2所述的网袋式骨水泥的骨修复成形的数值模拟优化方法， 其特征在 于， 所述对骨水泥注入进 行数值模拟简化为三维空间粘性流体在某一设定温度下转移到人 体体温环境下的热传递和物质传输过程。 4.如权利要求1或2所述的网袋式骨水泥的骨修复成形的数值模拟优化方法， 其特征在 于， 所述对骨水泥弥散进 行数值模拟简化为三维空间粘性流体在多孔介质中的物理渗流过 程。 5.如权利要求1或2所述的网袋式骨水泥的骨修复成形的数值模拟优化方法， 其特征在 于， 所述对骨水泥固化进 行数值模拟简化为含有内热源的三 维粘性流体在一定温度和一定 压力下发生化学反应、 由可拉丝或面团状的流体转变成硬度和强度增大的固体以及产生体 积收缩和内应力的热 ‑化学‑力耦合过程。 6.如权利要求1所述的网袋式骨水泥的骨修复成形的数值模拟优化方法， 其特征在于， 在通过改变物理性能参数值， 进行多目标优化及单个物理性能参数的灵敏度分析的过程 中， 以物理性能参数动态演变展示骨修复成形 过程。 7.一种网袋式骨水泥的骨修复成形的数值模拟优化系统， 其特 征在于， 包括： 参数获取模块， 其用于获取网袋式骨水泥的物理性能参数、 初始值及边 值条件； 数值模拟模块， 其用于基于网袋式骨水泥的骨修复成形数学模型对骨水泥注入、 弥散 和固化的过程进行 数值模拟， 得到当前骨修复成形 数学模型参数 下的仿真结果； 参数优化模块， 其用于通过改变物理性能参数值， 进行多目标优化及单个物理性能参 数的灵敏度分析， 确定多物理量影响下的多目标最优解及相应物理性能参数对数值模拟过 程的影响程度， 从而得到满足实际临床 应用中骨水泥注射条件和弥散效果的骨修复成形方 案。 8.如权利要求7所述的网袋式骨水泥的骨修复成形的数值模拟优化系统， 其特征在于， 在所述数值模拟模块中， 所述骨修复成形数学模型包括骨水泥注入数学模型、 骨水泥弥散 数学模型和骨水泥固化数学模型， 分别用于对骨水泥注入、 弥散和固化的过程进行数值模 拟。 9.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该程序被处理器执 行时实现如权利要求1 ‑6中任一项 所述的网袋式骨水泥的骨修复成形的数值模拟优化方法 中的步骤。 10.一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114068025 A 2机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述程序时实现如权利要求 1‑6中任一项 所述的网袋 式骨水泥的骨修复成形的数值模拟优化方法中的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114068025 A 3