CN109925056A - 一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法及装置，该方法包括：基于颅内影像数据建立目标载瘤动脉及动脉瘤的三维模型，三维模型包括目标载瘤动脉的虚拟载瘤动脉及动脉瘤的虚拟动脉瘤；根据三维模型提取虚拟载瘤动脉的动脉中心线；基于动脉中心线缩放虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件，并将缩放后的虚拟支架植入虚拟载瘤动脉中及释放缩放后的虚拟支架直到最大位移增量值小于预设位移增量值。可见，实施本发明能够减少支架模拟植入的仿真计算时间，从而辅助医生规划实体支架植入手术，进而提高实体支架的应用率，及以支架模拟植入作为参考，能够提高实体支架植入的准确率，从而降低实体支架植入的手术风险以及术后并发症的可能性。

Description

一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法及装置

技术领域

本发明涉及颅内动脉瘤医学技术领域，尤其涉及一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法及装置。

背景技术

颅内动脉瘤，又称脑血管瘤，是由颅内动脉内腔异常扩张，形成动脉壁的一种瘤状突起，是一种常见的血管性疾病。据统计，我国每100个成年人中，就有7个是动脉瘤携带者。颅内动脉瘤可分为非破裂动脉瘤和破裂动脉瘤，绝大部分的颅内动脉瘤为非破裂动脉瘤，一般终生不会破裂，其年破裂率仅为0.05％。然而非破裂动脉瘤一旦破裂，会引发自发性蛛网膜下隙出血，变成破裂动脉瘤，其致死致残率超过50％，严重威胁患者的生命。

目前颅内动脉瘤的治疗手段主要有三种：动脉瘤包裹术、开颅动脉瘤夹闭术以及微创血管内介入术。动脉瘤包裹术是一种用医用物体(如：医用海绵)把动脉瘤包裹起来的非手术性保守治疗手段，起到防止载瘤动脉再出血和痉挛的作用，但该手段常伴随术后并发症(如：偏瘫、昏迷、局部神经功能缺失等)。开颅动脉瘤夹闭术是一种根据动脉瘤的朝向、瘤颈的长短等因素选择合适的动脉瘤夹夹闭动脉瘤的治疗手段，该手段能有效地防止动脉瘤再次破裂出血以及清除蛛网膜下腔积血和脑内血肿，对减轻载瘤动脉痉挛十分有用，但该手段风险高达10％。微创血管内介入术是目前治疗动脉瘤最广泛使用的治疗手段，主要包括弹簧圈栓塞术(也称：动脉瘤栓塞术)和/或支架辅助栓塞术(也称：载瘤动脉栓塞术)以及密网支架血管重建装置术。虚拟微创血管内介入术是一种通过有限元仿真软件(如：Abaqus、Ansys等)对载瘤动脉进行模拟植入弹簧圈/支架，并对植入弹簧圈/支架前后的载瘤动脉的血流改变进行评估的手段，该手段具有风险较低、能够较好地解决上述术后并发症以及能够在术前预测动脉瘤栓塞预后的风险的优点，但该手段是基于有限元方法模拟弹簧圈/支架的植入，存在仿真计算耗时长的缺点，难以在临床医学上应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法及装置，能够将计算几何模拟算法应用于载瘤动脉的支架模拟植入手术中，减少支架模拟植入的仿真计算时间，从而便于辅助医生规划实体支架植入手术，进而提高实体支架在临床医学上的应用率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面公开了一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法，所述方法包括：

基于颅内影像数据建立目标载瘤动脉以及所述目标载瘤动脉上的动脉瘤的三维模型，所述三维模型包括与所述目标载瘤动脉相匹配的虚拟载瘤动脉以及与所述动脉瘤相匹配的虚拟动脉瘤；

根据所述三维模型提取所述虚拟载瘤动脉的动脉中心线；

基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件，并将所述缩放后的虚拟支架植入所述虚拟载瘤动脉中，所述虚拟支架为与所述虚拟载瘤动脉相匹配的支架；

在所述缩放后的虚拟支架植入所述虚拟载瘤动脉后，释放所述缩放后的虚拟支架直到最大位移增量值小于预设位移增量值，所述最大位移增量值为所有节点中每个节点的位移增量值中最大的位移增量值，所有所述节点包括所述虚拟支架包括的所有支条中相交支条相交所形成的点。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，在释放所述缩放后的虚拟支架过程中，基于预先确定的计算几何模拟算法确定所有节点的位移增量值，并从所有所述节点的位移增量值中确定最大位移增量值；

其中，所述基于预先确定的计算几何模拟算法确定所有节点的位移增量值，包括：

基于预先确定的计算几何模拟算法计算所有节点中每个所述节点的第一位移差以及第二位移差，每个所述节点的第一位移差为该节点在所述缩放后的虚拟支架释放前与该节点的所有相邻节点的位移差，每个所述节点的第二位移差为该节点在所述缩放后的虚拟支架释放的过程中与该节点的所有相邻节点的位移差；

基于每个所述节点的第一位移差与每个所述节点的第二位移差确定每个所述节点的目标位移差，每个所述节点的目标位移差等于该节点的第一位移差与该节点的第二位移差的差值；

基于每个所述节点的目标位移差确定每个所述节点的目标合力，并根据每个所述节点的目标合力确定每个所述节点的位移增量值。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述根据所述三维模型提取所述虚拟载瘤动脉的动脉中心线之后，以及所述基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件之前，所述方法还包括：

判断所述虚拟支架的支架中心线的弯曲参数是否与所述动脉中心线的弯曲参数相同；

当判断的结果为是时，触发执行所述的基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件的操作；

当判断的结果为否时，基于预先确定的支架三维配准算法以及所述动脉中心线配准所述虚拟支架，直至所述虚拟支架的支架中心线的弯曲参数与所述动脉中心线的弯曲参数相同，并触发执行所述的基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件的操作。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述根据所述三维模型提取所述虚拟载瘤动脉的动脉中心线之前，所述方法还包括：

确定所述虚拟载瘤动脉的开端节点以及末端节点；

基于所述开端节点以及所述末端节点裁剪所述虚拟载瘤动脉，并触发执行所述的根据所述三维模型提取所述虚拟载瘤动脉的动脉中心线的操作。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件之前，所述方法还包括：

确定与所述虚拟载瘤动脉相匹配的虚拟支架，并判断所述虚拟支架的状态是否处于自由拓展状态，所述自由拓展状态为所有所述支条之间作用力为0的状态；

当判断的结果为是时，触发执行所述的基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件的操作；

当判断的结果为否时，转换所述虚拟支架的状态至所述自由拓展状态，并触发执行所述的基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件的操作。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件，包括：

确定所述动脉中心线的最大内切圆半径R；

基于所述最大内切圆半径缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架的任一截面的半径值均大于等于0.1R且小于等于0.99R。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述释放所述缩放后的虚拟支架直到最大位移增量值小于预设位移增量值之后，所述方法还包括：

扫描释放后的虚拟支架，得到所述释放后的虚拟支架在所述虚拟载瘤动脉中的支架三维模型；

基于预先确定的血流动力学算法以及所述支架三维模型模拟所述虚拟载瘤动脉中的血液流动，得到所述血液流动的模拟结果，所述模拟结果至少包括所述血液流动的血流动力学参数。

本发明实施例第二方面公开了一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置，所述装置包括建立模块、提取模块、缩放模块、植入模块以及释放模块，其中：

所述建立模块，用于基于颅内影像数据建立目标载瘤动脉以及所述目标载瘤动脉上的动脉瘤的三维模型，所述三维模型包括与所述目标载瘤动脉相匹配的虚拟载瘤动脉以及与所述动脉瘤相匹配的虚拟动脉瘤；

所述提取模块，用于根据所述三维模型提取所述虚拟载瘤动脉的动脉中心线；

所述缩放模块，用于基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件，所述虚拟支架为与所述虚拟载瘤动脉相匹配的支架；

所述植入模块，用于将所述缩放后的虚拟支架植入到所述虚拟载瘤动脉中；

所述释放模块，用于在所述缩放后的虚拟支架植入所述虚拟载瘤动脉后，释放所述缩放后的虚拟支架直到最大位移增量值小于预设位移增量值，所述最大位移增量值为所有节点中每个节点的位移增量值中最大的位移增量值，所有所述节点包括所述虚拟支架包括的所有支条中相交支条相交所形成的点。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述装置还包括第一确定模块，其中：

所述第一确定模块，用于在所述释放模块释放所述缩放后的虚拟支架过程中，基于预先确定的计算几何模拟算法确定所有节点的位移增量值，并从所有所述节点的位移增量值中确定最大位移增量值；

其中，所述第一确定模块基于预先确定的计算几何模拟算法确定所有节点的位移增量值的方式具体为：

基于预先确定的计算几何模拟算法计算所有节点中每个所述节点的第一位移差以及第二位移差，每个所述节点的第一位移差为该节点在所述缩放后的虚拟支架释放前与该节点的所有相邻节点的位移差，每个所述节点的第二位移差为该节点在所述缩放后的虚拟支架释放的过程中与该节点的所有相邻节点的位移差；

基于每个所述节点的第一位移差与每个所述节点的第二位移差确定每个所述节点的目标位移差，每个所述节点的目标位移差等于该节点的第一位移差与该节点的第二位移差的差值；

基于每个所述节点的目标位移差确定每个所述节点的目标合力，并根据每个所述节点的目标合力确定每个所述节点的位移增量值。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述装置还包括第一判断模块以及配准模块，其中：

所述第一判断模块，用于在所述提取模块根据所述三维模型提取所述虚拟载瘤动脉的动脉中心线之后，以及在所述缩放模块基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件之前，判断所述虚拟支架的支架中心线的弯曲参数是否与所述动脉中心线的弯曲参数相同；

所述缩放模块具体用于：

当所述第一判断模块判断出所述虚拟支架的支架中心线的弯曲参数与所述动脉中心线的弯曲参数相同时，基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件；

所述配准模块，用于当所述第一判断模块判断出所述虚拟支架的支架中心线的弯曲参数与所述动脉中心线的弯曲参数不相同时，基于预先确定的支架三维配准算法以及所述动脉中心线配准所述虚拟支架，直至所述虚拟支架的支架中心线的弯曲参数与所述动脉中心线的弯曲参数相同，并触发所述缩放模块执行所述的基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件的操作。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述装置还包括第二确定模块以及裁剪模块，其中：

所述第二确定模块，用于在所述提取模块根据所述三维模型提取所述虚拟载瘤动脉的动脉中心线之前，确定所述虚拟载瘤动脉的开端节点以及末端节点；

所述裁剪模块，用于基于所述开端节点以及所述末端节点裁剪所述虚拟载瘤动脉；

所述提取模块具体用于：

在所述裁剪模块基于所述开端节点以及所述末端节点裁剪所述虚拟载瘤动脉后，根据所述三维模型提取所述虚拟载瘤动脉的动脉中心线。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述装置还包括第二判断模块以及转换模块，其中：

所述第二确定模块，还用于在所述缩放模块基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件之前，确定与所述虚拟载瘤动脉相匹配的虚拟支架；

所述第二判断模块，用于判断所述虚拟支架的状态是否处于自由拓展状态，所述自由拓展状态为所有所述支条之间作用力为0的状态；

所述缩放模块具体用于：

当所述第二判断模块判断出所述虚拟支架的状态处于自由拓展状态时，基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件；

所述转换模块，用于当所述第二判断模块判断出所述虚拟支架的状态未处于自由拓展状态时，转换所述虚拟支架的状态至所述自由拓展状态，并触发所述缩放模块执行所述的基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件的操作。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述缩放模块基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件的方式具体为：

确定所述动脉中心线的最大内切圆半径R；

基于所述最大内切圆半径缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架的任一截面的半径值均大于等于0.1R且小于等于0.99R。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述装置还包括扫描模块以及模拟模块，其中：

所述扫描模块，用于在所述释放模块释放所述缩放后的虚拟支架直到最大位移增量值小于预设位移增量值之后，扫描释放后的虚拟支架，得到所述释放后的虚拟支架在所述虚拟载瘤动脉中的支架三维模型；

所述模拟模块，用于基于预先确定的血流动力学算法以及所述支架三维模型模拟所述虚拟载瘤动脉中的血液流动，得到所述血液流动的模拟结果，所述模拟结果至少包括所述血液流动的血流动力学参数。

本发明第三方面公开了另一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置，所述装置包括：

存储有可执行程序代码的存储器；

与所述存储器耦合的处理器；

所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明第一方面公开的颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法。

本发明第四方面公开了一种计算机可存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行本发明第一方面公开的颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例中，公开了一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法及装置，该方法包括基于颅内影像数据建立目标载瘤动脉以及目标载瘤动脉上的动脉瘤的三维模型，该三维模型包括与目标载瘤动脉相匹配的虚拟载瘤动脉以及与动脉瘤相匹配的虚拟动脉瘤；根据三维模型提取虚拟载瘤动脉的动脉中心线；基于动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件，并将该缩放后的虚拟支架植入虚拟载瘤动脉中，该虚拟支架为与虚拟载瘤动脉相匹配的支架；在该缩放后的虚拟支架植入虚拟载瘤动脉后，释放该缩放后的虚拟支架直到最大位移增量值小于预设位移增量值，该最大位移增量值为所有节点中每个节点的位移增量值中最大的位移增量值，所有节点包括虚拟支架包括的所有支条中相交支条相交所形成的点。可见，实施本发明能够将计算几何模拟算法应用于载瘤动脉的支架模拟植入手术中，这样能够减少支架模拟植入的仿真计算时间，从而便于辅助医生规划实体支架植入手术，进而提高实体支架在临床医学上的应用率，以及通过以虚拟支架模拟植入作为参考，能够提高实体支架植入载瘤动脉的准确率，从而降低实体支架植入载瘤动脉的手术风险以及术后并发症，从而为患者减轻痛苦以及经济负担。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例公开的一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法的流程示意图；

图2是本发明实施例公开的一种虚拟载瘤动脉的动脉中心线的结构示意图；

图3是本发明实施例公开的一种虚拟支架在虚拟载瘤动脉中处于缩放状态的结构示意图；

图4是本发明实施例公开的一种虚拟支架处于弯曲状态的结构示意图；

图5是本发明实施例公开的一种虚拟支架在虚拟载瘤动脉中处于完全释放状态的结构示意图；

图6是本发明实施例公开的一种虚拟支架在虚拟载瘤动脉中的支架三维模型的结构示意图；

图7是本发明实施例公开的另一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法的流程示意图；

图8是本发明实施例公开的一种虚拟支架处于自由拓展状态的结构示意图；

图9是本发明实施例公开的一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置的结构示意图；

图10是本发明实施例公开的另一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置的结构示意图；

图11是本发明实施例公开的又一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明公开了一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法及装置，能够将计算几何模拟算法应用于载瘤动脉的支架模拟植入手术中，这样能够减少支架模拟植入的仿真计算时间，从而便于辅助医生规划实体支架植入手术，进而提高实体支架在临床医学上的应用率，以及通过以虚拟支架模拟植入作为参考，能够提高实体支架植入载瘤动脉的准确率，从而降低实体支架植入载瘤动脉的手术风险以及术后并发症，从而为患者减轻痛苦以及经济负担。以下分别进行详细说明。

实施例一

请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法的流程示意图。其中，图1所描述的方法可以应用在虚拟支架植入终端中，并且该虚拟支架植入终端包括所有能模拟植入虚拟支架的终端。进一步的，该虚拟支架植入终端还可以与用户终端无线连接，其中，该用户终端可以包括智能手机(Android手机、iOS手机等)、智能电话手表、平板电脑、掌上电脑、车载电脑、台式电脑、上网本、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、智能导航仪以及移动互联网设备(Mobile Internet Devices，MID)等终端，本发明实施例不做限定。如图1所示，该颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法可以包括以下操作：

101、虚拟支架植入终端基于颅内影像数据建立目标载瘤动脉以及该目标载瘤动脉上的动脉瘤的三维模型，该三维模型包括与目标载瘤动脉相匹配的虚拟载瘤动脉以及与动脉瘤相匹配的虚拟动脉瘤。

本发明实施例中，颅内影像数据包括但不限于CTA颅内影像数据、MRA颅内影像数据以及DSA颅内影像数据中的任意一种。

102、虚拟支架植入终端根据上述三维模型提取上述虚拟载瘤动脉的动脉中心线。

本发明实施例中，如图2所示，图2为虚拟载瘤动脉的动脉中心线的结构示意图。

103、虚拟支架植入终端基于上述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件，并将该缩放后的虚拟支架植入上述虚拟载瘤动脉中。

本发明实施例中，虚拟支架为与虚拟载瘤动脉相匹配的支架。具体的，虚拟支架的长度和虚拟支架处于自由拓展状态时的横截面直径与虚拟载瘤动脉的长度和虚拟载瘤动脉的横截面直径相匹配。

作为一种可选的实施例，虚拟支架植入终端基于上述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件之前，还可以：

虚拟支架植入终端基于上述三维模型确定虚拟载瘤动脉的动脉参数，并根据该动脉参数确定与虚拟支架的支架参数，以及根据该支架参数确定与虚拟载瘤动脉相匹配的虚拟支架。

该可选的实施例中，动脉参数可以包括动脉直径、动脉长度、动脉三位模型，本发明实施例不做限定。进一步的，该虚拟支架的支架直径长度可以略大于虚拟载瘤动脉的动脉直径长度，例如：虚拟支架的支架直径长度等于1.1倍虚拟载瘤动脉的动脉直径长度，这样能够使得虚拟支架在虚拟载瘤动脉中释放时，更好地伏贴虚拟载瘤动脉的动脉壁，从而能够提高虚拟支架植入虚拟载瘤动脉的稳定性。

该可选的实施例中，虚拟支架的确定还可以为医护人员根据虚拟载瘤动脉的动脉参数来确定的支架，还可以为医护人员与虚拟支架植入终端共同根据虚拟载瘤动脉的动脉参数来确定的支架，即虚拟支架植入终端确定好虚拟载瘤动脉的动脉参数后，医护人员再根据医护经验或者患者的实际情况优化虚拟支架植入终端确定后的动脉参数，虚拟植入终端再根据自身和医护人员共同确定的虚拟载瘤动脉的动脉参数确定合适的虚拟支架。

可见，该可选的实施例既可以通过虚拟支架植入终端根据动脉参数确定虚拟支架或者医护人员根据动脉参数确定虚拟支架或者两者共同确定虚拟支架，既能够丰富虚拟支架的确定方式，又能够降低因虚拟支架植入终端的失灵而导致无法选择到合适的虚拟支架的可能性。以及通过结合虚拟支架植入终端和医护人员共同根据动脉参数确定虚拟支架，能够提高与虚拟载瘤动脉相匹配的虚拟支架的匹配度，从而为患者选择到最优的支架。

本发明实施例中，作为一种可选的实施方式，虚拟支架植入终端基于上述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件，可以包括：

虚拟支架植入终端确定上述动脉中心线的最大内切圆半径R，并基于该最大内切圆半径缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架的任一截面的半径值均大于等于0.1R且小于等于0.99R。虚拟支架的缩放状态如图3所示，图3为虚拟支架处于缩放状态的结构示意图。

作为另一种可选的实施例，虚拟支架植入终端根据上述三维模型提取上述虚拟载瘤动脉的动脉中心线之后，以及基于该动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件之前，还可以：

判断上述虚拟支架的支架中心线的弯曲参数是否与上述动脉中心线的弯曲参数相同；

当判断的结果为是时，触发执行上述的基于上述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件的操作；

当判断的结果为否时，基于预先确定的支架三维配准算法以及上述动脉中心线配准上述虚拟支架，直至该虚拟支架的支架中心线的弯曲参数与动脉中心线的弯曲参数相同，并触发执行上述的基于上述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件的操作。

该可选的实施例中，弯曲参数可以包括弯曲方向、弯曲曲率，本发明实施例不做限定。以及虚拟支架植入终端根据动脉中心线弯曲虚拟支架之后，得到虚拟支架弯曲后的结构示意图如图4所示。

可见，该可选的实施例通过在压缩虚拟支架之前，判断虚拟支架的中心线的弯曲参数是否与虚拟载瘤动脉的动脉中心线的弯曲参数相同，当不相同时，配准虚拟支架，直至两者中心线的弯曲参数相同才压缩虚拟支架，能够提高虚拟支架的压缩效率。

该可选的实施例中，作为一种可选的实施方式，虚拟支架植入终端基于预先确定的支架三维配准算法以及上述动脉中心线配准上述虚拟支架，直至该虚拟支架的支架中心线的弯曲参数与动脉中心线的弯曲参数相同，可以包括：

虚拟支架植入终端确定动脉中心线的第一点集、虚拟支架在变形前的支架中心线的第二点集以及虚拟支架在变形后的支架中心线的第三点集，其中，第一点集包含若干个第一计算点，第二点集包含若干个与第一点集包含的若干第一计算点一一对应的第二计算点，第三点集包含若干个与第二点集包含的若干第二计算点一一对应的第三计算点；

虚拟支架植入终端计算第一点集中每相邻第一计算点之间的旋转变换矩阵R，并根据该旋转变换矩阵R弯曲虚拟支架，以及将第二点集中所有第二计算点中第三轴(例如：Z轴)的坐标值大于第三点集中对应第三计算点的坐标值确定为第四点集，并在第三点集中找出与第四点集一一对应的所有第三计算点，作为第五点集，以及根据旋转变换矩阵R旋转第五点集以及根据与第五点集中的所有第五计算点对应的第一点集中第一计算点对第五计算点进行偏置，直至该虚拟支架的支架中心线的弯曲参数与动脉中心线的弯曲参数相同。

104、在上述缩放后的虚拟支架植入上述虚拟载瘤动脉后，虚拟支架植入终端释放该缩放后的虚拟支架直到最大位移增量值小于预设位移增量值，该最大位移增量值为所有节点中每个节点的位移增量值中最大的位移增量值，所有节点包括虚拟支架包括的所有支条中相交支条相交所形成的点。

本发明实施例中，预设位移增量值为虚拟支架的所有节点中的每个节点在碰到虚拟载瘤动脉的动脉壁后的位移增量极限值。进一步的，当虚拟支架的所有节点中的每个节点在碰到虚拟载瘤动脉的动脉壁后不再运动(物理上又称为支架附壁)为最佳状态，即表示虚拟支架展开过程完毕。虚拟支架在虚拟载瘤动脉中模拟释放完毕后的状态如图5所示，图5为虚拟支架在虚拟载瘤动脉中处于完全释放状态的结构示意图。

作为又一种可选的实施例，在释放缩放后的虚拟支架过程中，虚拟支架植入终端还可以基于预先确定的计算几何模拟算法确定所有节点的位移增量值，并从所有节点的位移增量值中确定最大位移增量值。

可见，该可选的实施例能够在释放缩放后的虚拟支架的过程中，同时计算虚拟支架的所有节点的位移增量值，能够提高将虚拟支架释放到合适状态的效率，以及在确定出所有节点的位移增量值之后，再从所有位移增量值中确定最大位移增量值，从而使得虚拟支架植入终端直接将该最大位移增量值与预设位移增量值进行比较，进而降低了将所有位移增量值都与预设增量值进行比较而导致降低位移增量值的比较效率的可能性，进而进一步提高将虚拟支架释放到合适状态的效率。

在该可选的实施例中，作为一种可选的实施方式，虚拟支架植入终端基于预先确定的计算几何模拟算法确定所有节点的位移增量值，可以包括：

虚拟支架植入终端基于预先确定的计算几何模拟算法计算所有节点中每个节点的第一位移差以及第二位移差，每个节点的第一位移差为该节点在上述缩放后的虚拟支架释放前与该节点的所有相邻节点的位移差，每个节点的第二位移差为该节点在上述缩放后的虚拟支架释放的过程中与该节点的所有相邻节点的位移差；

虚拟支架植入终端基于每个节点的第一位移差与每个节点的第二位移差确定每个节点的目标位移差，每个节点的目标位移差等于该节点的第一位移差与该节点的第二位移差的差值；

虚拟支架植入终端基于每个节点的目标位移差确定每个节点的目标合力，并根据每个节点的目标合力确定每个节点的位移增量值。

该可选的实施方式中，虚拟支架植入终端基于每个节点的目标位移差确定每个节点的目标合力，具体的，虚拟支架植入终端确定虚拟支架的力学特性，其中，该力学特性用于表示支架对变形的恢复力；

虚拟支架植入终端计算上述目标位移差与上述力学特性的乘积值，作为每个节点的目标合力。

进一步的，虚拟支架植入终端根据每个节点的目标合力确定每个节点的位移增量值，具体的，虚拟支架植入终端确定虚拟支架的松弛系数，并计算该松弛系数以及上述目标合力的乘积值，作为每个节点的位移增量值。

作为又一个可选的实施，虚拟支架植入终端释放上述缩放后的虚拟支架直到最大位移增量值小于预设位移增量值，该最大位移增量值为所有节点中每个节点的位移增量值中最大的位移增量值，所有节点包括虚拟支架包括的所有支条中相交支条相交所形成的点之后，还可以：

判断释放后的虚拟支架的最大位移增量值小于预设位移增量值的保持时长是否大于预设时长，当判断的结果为是时，确定虚拟支架释放完毕，即虚拟支架从压缩状态到展开状态完毕；当判断的结果为否时，继续执行上述的基于预先确定的计算几何模拟算法确定所有节点的位移增量值，并从所有节点的位移增量值中确定最大位移增量值的操作。

可见，该可选的实施例通过在确定虚拟支架的最大位移增量值小于预设位移增量值后，判断最大位移增量值小于预设位移增量值的保持时长是否大于预设时长，当大于预设时长时才确定虚拟支架释放完毕，能够进一步提高虚拟支架的释放稳定性，从而为患者提供更可靠的支架植入参考，进而加强患者颅内动脉瘤的治疗效果。

作为又一个可选的实施，虚拟支架植入终端释放上述缩放后的虚拟支架直到最大位移增量值小于预设位移增量值之后，还可以扫描释放后的虚拟支架，得到该释放后的虚拟支架在上述虚拟载瘤动脉中的支架三维模型，如图6所示，图6为虚拟支架在虚拟载瘤动脉中的支架三维模型的结构示意图，以及基于预先确定的血流动力学算法以及该支架三维模型模拟虚拟载瘤动脉中的血液流动，得到该血液流动的模拟结果，该模拟结果至少包括血液流动的血流动力学参数。进一步的，虚拟支架植入终端还可以向颅内动脉瘤患者的用户终端发送模拟结果，这样能够便于患者查看动脉瘤的模拟结果，从而知晓动脉瘤的发展趋势。

该可选的实施例中，血流动力学算法包括但不限于有限元方法、有限元体积算法、有限差分法、格子波兹曼法中的一种或者多种组合，本发明实施例不做限定。

该可选的实施例中，模拟结果还可以包括血流动力学参数的评估结果，其中，血流动力学参数的评估结果包括但不限于颅内动脉瘤的破裂概率、颅内动脉瘤的治愈概率、颅内动脉瘤的发展方向(向好发展或者向坏发展)、颅内动脉瘤的动脉瘤壁面切应力平均值、壁面切应力最大值、壁面切应力最小值、壁面低切应力区(例如：低于壁面切应力平均值的区域)的区域面积大小、剪切力震荡系数、能量损失中的至少一种，本发明实施例不做限定。

该可选的实施例中，可选的，虚拟支架植入终端将血液流动的模拟结果和血液流动的真实结果进行比较，其中，该血液流动的真实结果为患者的目标载瘤动脉中血液流动的结果，这样能够对血液流动的模拟结果和血液流动的真实结果进行比较评估，从而有利于在术前预设动脉瘤栓塞预后的风险，进而提高患者颅内动脉瘤的治愈概率。

可见，该可选的实施例通过在虚拟支架释放完毕之后，还计算虚拟支架的支架三维模型以及基于预先确定的血流动力学算法和支架三维模型模拟血液在虚拟载瘤动脉的血液流动，从而获取血液流动的模拟结果，进而知晓虚拟支架植入虚拟载瘤动脉后的植入效果，进而给医护人员为患者植入实体支架提供参考。

可见，实施图1所描述的颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法能够将计算几何模拟算法应用于载瘤动脉的支架模拟植入手术中，这样能够减少支架模拟植入的仿真计算时间，从而便于辅助医生规划实体支架植入手术，进而提高实体支架在临床医学上的应用率，以及通过以虚拟支架模拟植入作为参考，能够提高实体支架植入载瘤动脉的准确率，从而降低实体支架植入载瘤动脉的手术风险以及术后并发症，从而为患者减轻痛苦以及经济负担。此外，还能够丰富虚拟支架的确定方式以及降低因虚拟支架植入终端的失灵而导致无法选择到合适的虚拟支架的可能性；还能够提高与虚拟载瘤动脉相匹配的虚拟支架的匹配度，从而为患者选择到最优的支架；还能够提高虚拟支架的压缩效率；还能够提高将虚拟支架释放到合适状态的效率；还能够降低因所有位移增量值都与预设增量值进行比较而导致降低位移增量值的比较效率的可能性，进而进一步提高将虚拟支架释放到合适状态的效率

实施例二

请参阅图7，图7是本发明实施例公开的另一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法的流程示意图。其中，图7所描述的方法可以应用在虚拟支架植入终端中，并且该虚拟支架植入终端包括所有能模拟植入虚拟支架的终端。进一步的，该虚拟支架植入终端还可以与用户终端无线连接，其中，该用户终端可以包括智能手机(Android手机、iOS手机等)、智能电话手表、平板电脑、掌上电脑、车载电脑、台式电脑、上网本、个人数字助理(PersonalDigital Assistant，PDA)、智能导航仪以及移动互联网设备(Mobile Internet Devices，MID)等终端，本发明实施例不做限定。如图7所示，该颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法可以包括以下操作：

201、虚拟支架植入终端基于颅内影像数据建立目标载瘤动脉以该目标载瘤动脉上的动脉瘤的三维模型，该三维模型包括与目标载瘤动脉相匹配的虚拟载瘤动脉以及与动脉瘤相匹配的虚拟动脉瘤。

本发明实施例中，需要说明的是，当执行完步骤201之后，可以直接触发执行步骤202，也可以触发直接触发执行步骤205。

202、虚拟支架植入终端确定上述虚拟载瘤动脉的开端节点以及末端节点。

本发明实施例中，虚拟载瘤动脉的开端节点为虚拟载瘤动脉的流入进口一端上距离虚拟动脉瘤所在位置的距离值为第一预设距离值(例如：3.52cm)的点以及末端节点虚拟载瘤动脉的流出出口一端上距离虚拟动脉瘤所在位置的距离值为第二预设距离值(例如：3.00cm)的点。

203、虚拟支架植入终端基于上述开端节点以及上述末端节点裁剪上述虚拟载瘤动脉。

本发明实施例中，需要说明的是，步骤202-步骤203也可以发生在步骤201之前，即也可以先对虚拟载瘤动脉进行裁剪之后再建立目标载瘤动脉以该目标载瘤动脉上的动脉瘤的三维模型。

204、虚拟支架植入终端根据上述三维模型提取上述虚拟载瘤动脉的动脉中心线。

本发明实施例中，作为一种可选的实施方式，虚拟支架植入终端根据上述三维模型提取上述虚拟载瘤动脉的动脉中心线，可以包括：

虚拟支架植入终端基于上述开端节点以上述末端节点生成上述三维模型的维诺图，并记录模拟波从该开端节点传播到维诺图的所有目标节点所需的到达时间，其中，该所有目标节点为维诺图上除了开端节点之外的所有节点；

虚拟支架植入终端确定上述维诺图的目标节点集合，并将该目标节点集合中的每个节点依次连接起来得到的线段，作为上述虚拟载瘤动脉的动脉中心线，其中，该目标节点集合为上述模拟波从末端节点沿到达时间的最大空间梯度方向传播所经过的所有节点组成的集合。

该可选的实施方式中，虚拟支架植入终端将上述目标节点集合中的每个节点依次连接起来得到的线段，作为上述虚拟载瘤动脉的动脉中心线，具体的，虚拟支架植入终端确定目标节点集合中离虚拟载瘤动脉的流入进口区域最近的一个节点作为起始节点，并从该起始节点依次将目标节点集合中的每个节点依次连接起来得到的线段作为上述虚拟载瘤动脉的动脉中心线。

本发明实施例中，作为另一种可选的实施方式，虚拟支架植入终端根据上述三维模型提取上述虚拟载瘤动脉的动脉中心线，可以包括：

虚拟支架植入终端基于拓扑细化方法对虚拟载瘤动脉执行形态学腐蚀操作，直到该虚拟载瘤动脉的拓扑结构保持不变，并从保持不变的拓扑结构上的起始点将拓扑结构上的每个点依次连接起来得到的线段作为虚拟载瘤动脉的动脉中心线。

该可选的实施方式中，拓扑结构的起始点为距离虚拟载瘤动脉的流入进口区域最近的一个点。

本发明实施例中，作为又一种可选的实施方式，虚拟支架植入终端根据上述三维模型提取上述虚拟载瘤动脉的动脉中心线，可以包括：

虚拟支架植入终端基于Hessian矩阵的追踪方法计算三维模型的Hessian矩阵，得到该三维模型的特征向量，并确定该特征向量的方向作为虚拟载瘤动脉的轴线方向；

虚拟支架植入终端获取虚拟载瘤动脉的局部特征点集合，并确定该局部特征点集合中每个局部特征点垂直于上述轴线方向的截面的中心点，得到该局部特征点集合的中心点集合，以及从起始中心点依次将中心点集合中的每个中心点连接所形成的曲线作为虚拟载瘤动脉的动脉中心线。

该可选的实施方式中，局部特征点可以包括虚拟载瘤动脉上的斑点和/或角点，其中，斑点可以包括虚拟载瘤动脉中灰度值高于预设灰度值的像素点。角点可以包括虚拟载瘤动脉的拐角点和/或虚拟载瘤动脉的主动脉与虚拟载瘤动脉的支动脉所形成的点。起始中心点为距离虚拟载瘤动脉的流入进口区域最近的一个点。

可见，通过多种动脉中心线的提取方法，不仅能够丰富虚拟载瘤动脉的提取方法，还能够根据虚拟载瘤动脉的实际情况选择合适的动脉中心线提取方法。

本发明实施例中，执行完步骤204之后，可以直接触发执行步骤205，也可以直接触发执行步骤207，或者步骤204和步骤205同时发生。

205、虚拟支架植入终端确定与上述虚拟载瘤动脉相匹配的虚拟支架，并判断该虚拟支架的状态是否处于自由拓展状态。

本发明实施例中，自由拓展状态为所有支条之间作用力为0的状态如图8所示，图8为虚拟支架处于自由拓展状态的结构示意图。

206、虚拟支架植入终端转换上述虚拟支架的状态至上述自由拓展状态。

207、虚拟支架植入终端基于上述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件，并将该缩放后的虚拟支架植入上述虚拟载瘤动脉中。

208、在上述缩放后的虚拟支架植入上述虚拟载瘤动脉后，虚拟支架植入终端释放该缩放后的虚拟支架直到最大位移增量值小于预设位移增量值，该最大位移增量值为所有节点中每个节点的位移增量值中最大的位移增量值，所有节点包括虚拟支架包括的所有支条中相交支条相交所形成的点。

本发明实施例中，需要说明的是，步骤201、步骤204以及步骤207-步骤208的详细描述请参照实施例一中针对步骤101-步骤104的描述，本发明实施例不再赘述。

可见，实施图7所描述的颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法能够将计算几何模拟算法应用于载瘤动脉的支架模拟植入手术中，这样能够减少支架模拟植入的仿真计算时间，从而便于辅助医生规划实体支架植入手术，进而提高实体支架在临床医学上的应用率，以及通过以虚拟支架模拟植入作为参考，能够提高实体支架植入载瘤动脉的准确率，从而降低实体支架植入载瘤动脉的手术风险以及术后并发症，从而为患者减轻痛苦以及经济负担；以及通过裁剪虚拟载瘤动脉，能够降低虚拟支架缩放、释放的计算时间，从而进一步提高实体支架在临床医学上的应用率；以及在缩放虚拟支架之前，判断虚拟支架的状态是否处于自由拓展状态，当判断出虚拟支架的状态未处于自由拓展状态时，转换虚拟支架的状态至自由拓展状态，能够进一步提高虚拟支架的缩放效率，即进一步节省虚拟支架的仿真计算时间。

实施例三

请参阅图9，图9是本发明实施例公开的一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置的结构示意图。如图9所示，该颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置可以包括建立模块301、提取模块302、缩放模块303、植入模块304以及释放模块305，其中：

建立模块301，用于基于颅内影像数据建立目标载瘤动脉以及该目标载瘤动脉上的动脉瘤的三维模型，该三维模型包括与目标载瘤动脉相匹配的虚拟载瘤动脉以及与动脉瘤相匹配的虚拟动脉瘤。

提取模块302，用于根据建立模块301建立的三维模型提取上述虚拟载瘤动脉的动脉中心线。

缩放模块303，用于基于提取模块302提取的动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件，该虚拟支架为与上述虚拟载瘤动脉相匹配的支架。

本发明实施例中，作为一种可选的实施方式，缩放模块303基于上述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件的方式具体为：

确定上述动脉中心线的最大内切圆半径R；

基于上述最大内切圆半径缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架的任一截面的半径值均大于等于0.1R且小于等于0.99R。

植入模块304，用于将缩放模块303缩放后的虚拟支架植入到上述虚拟载瘤动脉中。

释放模块305，用于在植入模块303将缩放后的虚拟支架植入上述虚拟载瘤动脉后，释放该缩放后的虚拟支架直到最大位移增量值小于预设位移增量值，该最大位移增量值为所有节点中每个节点的位移增量值中最大的位移增量值，所有节点包括虚拟支架包括的所有支条中相交支条相交所形成的点。

可见，实施图9所描述的颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置能够将计算几何模拟算法应用于载瘤动脉的支架模拟植入手术中，这样能够减少支架模拟植入的仿真计算时间，从而便于辅助医生规划实体支架植入手术，进而提高实体支架在临床医学上的应用率，以及通过以虚拟支架模拟植入作为参考，能够提高实体支架植入载瘤动脉的准确率，从而降低实体支架植入载瘤动脉的手术风险以及术后并发症，从而为患者减轻痛苦以及经济负担。

作为一个可选的实施例，上述颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置还可以包括第一确定模块306，此时，该颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置的结构示意图可以如图10所示，图10是本发明实施例公开的另一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置的结构示意图，其中：

第一确定模块306，用于在释放模块305释放所上述缩放后的虚拟支架过程中，基于预先确定的计算几何模拟算法确定所有节点的位移增量值，并从所有节点的位移增量值中确定最大位移增量值。

该可选的实施例中，作为一种可选的实施方式，第一确定模块306基于预先确定的计算几何模拟算法确定所有节点的位移增量值的方式具体为：

基于预先确定的计算几何模拟算法计算所有节点中每个节点的第一位移差以及第二位移差，每个节点的第一位移差为该节点在上述缩放后的虚拟支架释放前与该节点的所有相邻节点的位移差，每个节点的第二位移差为该节点在上述缩放后的虚拟支架释放的过程中与该节点的所有相邻节点的位移差；

基于每个节点的第一位移差与每个节点的第二位移差确定每个节点的目标位移差，每个节点的目标位移差等于该节点的第一位移差与该节点的第二位移差的差值；

基于每个节点的目标位移差确定每个节点的目标合力，并根据每个节点的目标合力确定每个节点的位移增量值。

可见，实施图10所描述的颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置能够在释放缩放后的虚拟支架的过程中，同时计算虚拟支架的所有节点的位移增量值，能够提高将虚拟支架释放到合适状态的效率，以及在确定出所有节点的位移增量值之后，再从所有位移增量值中确定最大位移增量值，从而使得虚拟支架植入终端直接将该最大位移增量值与预设位移增量值进行比较，进而避免了将所有位移增量值都与预设增量值进行比较而导致降低位移增量值的比较效率的可能性，进而进一步提高将虚拟支架释放到合适状态的效率。

作为另一个可选的实施例，如图10所示，上述颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置还可以包括第一判断模块307以及配准模块308，其中：

第一判断模块307，用于在提取模块302根据上述三维模型提取上述虚拟载瘤动脉的动脉中心线之后，以及在缩放模块303基于该动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件之前，判断该虚拟支架的支架中心线的弯曲参数是否与动脉中心线的弯曲参数相同。

缩放模块303具体用于：

当第一判断模块307判断出上述虚拟支架的支架中心线的弯曲参数与上述动脉中心线的弯曲参数相同时，基于该动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件。

配准模块308，用于当第一判断模块307判断出上述虚拟支架的支架中心线的弯曲参数与上述动脉中心线的弯曲参数不相同时，基于预先确定的支架三维配准算法以及该动脉中心线配准虚拟支架，直至该虚拟支架的支架中心线的弯曲参数与动脉中心线的弯曲参数相同，并触发缩放模块303执行上述的基于上述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件的操作。

可见，实施图10所描述的颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置还能够通过在压缩虚拟支架之前，判断虚拟支架的中心线的弯曲参数是否与虚拟载瘤动脉的动脉中心线的弯曲参数相同，当不相同时，配准虚拟支架，直至两者中心线的弯曲参数相同才压缩虚拟支架，能够提高虚拟支架的压缩效率。

作为又一个可选的实施例，如图10所示，上述颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置还可以包括第二确定模块309以及裁剪模块310，其中：

第二确定模块309，用于在提取模块302根据上述三维模型提取上述虚拟载瘤动脉的动脉中心线之前，确定该虚拟载瘤动脉的开端节点以及末端节点。

裁剪模块310，用于基于上述开端节点以及上述末端节点裁剪上述虚拟载瘤动脉。

提取模块302具体用于：

在裁剪模块310基于上述开端节点以及上述末端节点裁剪上述虚拟载瘤动脉后，根据上述三维模型提取上述虚拟载瘤动脉的动脉中心线。

可见，实施图10所描述的颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置还能够通过裁剪虚拟载瘤动脉，能够降低虚拟支架缩放、释放的计算时间，从而进一步提高实体支架在临床医学上的应用率。

作为又一个可选的实施例，如图10所示，上述颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置还可以包括第二判断模块311以及转换模块312，其中：

第二确定模块309，还用于在缩放模块303基于上述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件之前，确定与上述虚拟载瘤动脉相匹配的虚拟支架。

第二判断模块311，用于判断上述虚拟支架的状态是否处于自由拓展状态，该自由拓展状态为所有支条之间作用力为0的状态。

缩放模块303具体用于：

当第二判断模块311判断出上述虚拟支架的状态处于自由拓展状态时，基于上述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件。

转换模块312，用于当第二判断模块311判断出上述虚拟支架的状态未处于自由拓展状态时，转换该虚拟支架的状态至自由拓展状态，并触发缩放模块303执行上述的基于上述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件的操作。

可见，实施图10所描述的颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置还能够在缩放虚拟支架之前，判断虚拟支架的状态是否处于自由拓展状态，当判断出虚拟支架的状态未处于自由拓展状态时，转换虚拟支架的状态至自由拓展状态，能够进一步提高虚拟支架的缩放效率，即进一步节省虚拟支架的仿真计算时间。

作为又一个可选的实施例，如图10所示，上述颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置还可以包括扫描模块313以及模拟模块314，其中：

扫描模块313，用于在释放模块305释放上述缩放后的虚拟支架直到最大位移增量值小于预设位移增量值之后，扫描释放后的虚拟支架，得到该释放后的虚拟支架在上述虚拟载瘤动脉中的支架三维模型。

本发明实施例中，当释放模块305执行完上述的释放上述缩放后的虚拟支架直到最大位移增量值小于预设位移增量值的操作之后，可以触发扫描模块313执行上述的扫描释放后的虚拟支架的操作。

模拟模块314，用于基于预先确定的血流动力学算法以及上述支架三维模型模拟上述虚拟载瘤动脉中的血液流动，得到该血液流动的模拟结果，该模拟结果至少包括血液流动的血流动力学参数。

可见，实施图10所描述的颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置还能够通过在虚拟支架释放完毕之后，还计算虚拟支架的支架三维模型以及基于预先确定的血流动力学算法和支架三维模型模拟血液在虚拟载瘤动脉的血液流动，从而获取血液流动的模拟结果，进而知晓虚拟支架植入虚拟载瘤动脉后的植入效果，进而给医护人员为患者植入实体支架提供参考。

实施例四

请参阅图11，图11是本发明实施例公开的另一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置的结构示意图。如图11所示，该装置可以包括：

存储有可执行程序代码的存储器501；

与存储器501耦合的处理器502；

处理器502调用存储器501中存储的可执行程序代码，执行实施例一～实施例二中任意一个实施例所描述的颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法中的操作。

实施例五

本发明实施例公开了一种计算机可读存储介质，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行实施例一～实施例二中任一实施例所描述的颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法中的步骤。

实施例六

本发明实施例公开了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，且该计算机程序可操作来使计算机执行实施例一～实施例二中任一实施例所描述的颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法中的步骤。

以上所描述的装置实施例仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施例的具体描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-timeProgrammable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。

最后应说明的是：本发明实施例公开的一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法及装置所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法，其特征在于，所述方法包括：

基于颅内影像数据建立目标载瘤动脉以及所述目标载瘤动脉上的动脉瘤的三维模型，所述三维模型包括与所述目标载瘤动脉相匹配的虚拟载瘤动脉以及与所述动脉瘤相匹配的虚拟动脉瘤；

根据所述三维模型提取所述虚拟载瘤动脉的动脉中心线；

基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件，并将所述缩放后的虚拟支架植入所述虚拟载瘤动脉中，所述虚拟支架为与所述虚拟载瘤动脉相匹配的支架；

在所述缩放后的虚拟支架植入所述虚拟载瘤动脉后，释放所述缩放后的虚拟支架直到最大位移增量值小于预设位移增量值，所述最大位移增量值为所有节点中每个节点的位移增量值中最大的位移增量值，所有所述节点包括所述虚拟支架包括的所有支条中相交支条相交所形成的点。

2.根据权利要求1所述的颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法，其特征在于，所述方法还包括：

在释放所述缩放后的虚拟支架过程中，基于预先确定的计算几何模拟算法确定所有节点的位移增量值，并从所有所述节点的位移增量值中确定最大位移增量值；

其中，所述基于预先确定的计算几何模拟算法确定所有节点的位移增量值，包括：

基于预先确定的计算几何模拟算法计算所有节点中每个所述节点的第一位移差以及第二位移差，每个所述节点的第一位移差为该节点在所述缩放后的虚拟支架释放前与该节点的所有相邻节点的位移差，每个所述节点的第二位移差为该节点在所述缩放后的虚拟支架释放的过程中与该节点的所有相邻节点的位移差；

基于每个所述节点的第一位移差与每个所述节点的第二位移差确定每个所述节点的目标位移差，每个所述节点的目标位移差等于该节点的第一位移差与该节点的第二位移差的差值；

基于每个所述节点的目标位移差确定每个所述节点的目标合力，并根据每个所述节点的目标合力确定每个所述节点的位移增量值。

3.根据权利要求2所述的颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法，其特征在于，所述根据所述三维模型提取所述虚拟载瘤动脉的动脉中心线之后，以及所述基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件之前，所述方法还包括：

判断所述虚拟支架的支架中心线的弯曲参数是否与所述动脉中心线的弯曲参数相同；

当判断的结果为是时，触发执行所述的基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件的操作；

当判断的结果为否时，基于预先确定的支架三维配准算法以及所述动脉中心线配准所述虚拟支架，直至所述虚拟支架的支架中心线的弯曲参数与所述动脉中心线的弯曲参数相同，并触发执行所述的基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件的操作。

4.根据权利要求1所述的颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法，其特征在于，所述根据所述三维模型提取所述虚拟载瘤动脉的动脉中心线之前，所述方法还包括：

确定所述虚拟载瘤动脉的开端节点以及末端节点；

基于所述开端节点以及所述末端节点裁剪所述虚拟载瘤动脉，并触发执行所述的根据所述三维模型提取所述虚拟载瘤动脉的动脉中心线的操作。

5.根据权利要求4所述的颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法，其特征在于，所述基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件之前，所述方法还包括：

确定与所述虚拟载瘤动脉相匹配的虚拟支架，并判断所述虚拟支架的状态是否处于自由拓展状态，所述自由拓展状态为所有所述支条之间作用力为0的状态；

当判断的结果为是时，触发执行所述的基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件的操作；

当判断的结果为否时，转换所述虚拟支架的状态至所述自由拓展状态，并触发执行所述的基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件的操作。

6.根据权利要求1-5任一项所述的颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法，其特征在于，所述基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件，包括：

确定所述动脉中心线的最大内切圆半径R；

基于所述最大内切圆半径缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架的任一截面的半径值均大于等于0.1R且小于等于0.99R。

7.根据权利要求1-5任一项所述的颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法，其特征在于，所述释放所述缩放后的虚拟支架直到最大位移增量值小于预设位移增量值之后，所述方法还包括：

扫描释放后的虚拟支架，得到所述释放后的虚拟支架在所述虚拟载瘤动脉中的支架三维模型；

基于预先确定的血流动力学算法以及所述支架三维模型模拟所述虚拟载瘤动脉中的血液流动，得到所述血液流动的模拟结果，所述模拟结果至少包括所述血液流动的血流动力学参数。

8.一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置，其特征在于，所述装置包括建立模块、提取模块、缩放模块、植入模块以及释放模块，其中：

所述建立模块，用于基于颅内影像数据建立目标载瘤动脉以及所述目标载瘤动脉上的动脉瘤的三维模型，所述三维模型包括与所述目标载瘤动脉相匹配的虚拟载瘤动脉以及与所述动脉瘤相匹配的虚拟动脉瘤；

所述提取模块，用于根据所述三维模型提取所述虚拟载瘤动脉的动脉中心线；

所述缩放模块，用于基于所述动脉中心线缩放预先确定的虚拟支架直到缩放后的虚拟支架满足预设条件，所述虚拟支架为与所述虚拟载瘤动脉相匹配的支架；

所述植入模块，用于将所述缩放后的虚拟支架植入到所述虚拟载瘤动脉中；

所述释放模块，用于在所述缩放后的虚拟支架植入所述虚拟载瘤动脉后，释放所述缩放后的虚拟支架直到最大位移增量值小于预设位移增量值，所述最大位移增量值为所有节点中每个节点的位移增量值中最大的位移增量值，所有所述节点包括所述虚拟支架包括的所有支条中相交支条相交所形成的点。

9.一种颅内动脉瘤虚拟支架的植入装置，其特征在于，所述装置包括：

存储有可执行程序代码的存储器；

与所述存储器耦合的处理器；

所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行如权利要求1-7任一项所述的颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法。

10.一种计算机可存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行如权利要求1-7任一项所述的颅内动脉瘤虚拟支架的植入方法。