CN110507415B - 微导管虚拟介入的路径模拟方法及装置 - Google Patents
微导管虚拟介入的路径模拟方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110507415B CN110507415B CN201910742621.XA CN201910742621A CN110507415B CN 110507415 B CN110507415 B CN 110507415B CN 201910742621 A CN201910742621 A CN 201910742621A CN 110507415 B CN110507415 B CN 110507415B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- point
- virtual
- section
- path
- blood vessel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
- A61B2034/101—Computer-aided simulation of surgical operations
- A61B2034/102—Modelling of surgical devices, implants or prosthesis
- A61B2034/104—Modelling the effect of the tool, e.g. the effect of an implanted prosthesis or for predicting the effect of ablation or burring
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Robotics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
本发明公开了一种微导管虚拟介入的路径模拟方法及装置，包括：在生成虚拟血管的中心线后，从中心线上选取n个中心线点；从每个中心线点所在的虚拟截面的边缘选取m个点以及内部随机生成h个点，得到每个中心线点所在的虚拟截面对应的点集合；根据虚拟血管的截止点、每个点集合以及虚拟血管的起始点，确定中心线对应的目标折线，目标折线的弹性势能总和小于折线集合中除目标折线之外的任一折线的弹性势能总和；对目标折线执行平滑和插值操作得到连续曲线段，将连续曲线段确定为与虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径。可见，实施本发明能够提高对微导管介入路径的模拟准确性，进而有利于提高微导管塑性以及微导管进入到病患处的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种微导管虚拟介入的路径模拟方法及装置。
背景技术
颅内动脉瘤，又称脑血管瘤，其是由颅内动脉内腔异常扩张而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个成年人是动脉瘤携带者。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，非破裂动脉瘤的年破裂率仅为0.05％。然而，非破裂动脉瘤一旦破裂便会引发自发性蛛网膜下隙出血，进而演变成破裂动脉瘤，破裂动脉瘤的致死致残率超过50％，严重威胁患者的生命。
目前，颅内动脉瘤的最常见且最广泛使用的治疗方法是微导管介入，主要通过手术的方式将相应的微导管送达动脉瘤内。在手术之前，最重要的环节之一就是微导管虚拟介入，其目的是辅助医生在手术之前预测微导管在患者血管中的行进路径，进而辅助医生判断微导管是否能够顺利进入到病患处，同时也是微导管准确塑性的关键因素。可见，如何提高模拟微导管介入路径的准确性，以提高微导管塑性以及微导管进入到病患处的准确性显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种微导管介入的路径模拟方法及装置，能够提高对微导管介入路径的模拟准确性，进而有利于提高微导管塑性以及微导管进入到病患处的准确性。
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微导管虚拟介入的路径模拟方法，所述方法包括：
在生成虚拟血管的中心线后，从所述中心线上选取n个中心线点，所述虚拟血管是预先基于患者的医学影像数据建立的、与所述患者的血管相匹配的三维模型；
从每个所述中心线点所在的虚拟截面的边缘选取m个点以及在每个所述中心线点所在的虚拟截面的内部随机生成h个点，得到每个所述中心线点所在的虚拟截面对应的点集合，每个所述点集合包括m+h+1个点；
根据所述虚拟血管的截止点、每个所述中心线点所在的虚拟截面对应的点集合以及所述虚拟血管的起始点，确定所述中心线对应的目标折线，所述目标折线是由所述起始点、每个所述中心线点所在的虚拟截面对应的点集合中的其中一点以及所述截止点连接而成的折线段，且所述目标折线的弹性势能总和小于折线集合中除所述目标折线之外的任一折线的弹性势能总和，所述折线集合包括由所述截止点、依次从每个所述点集合选择的任意一点以及所述起始点连接而成的所有折线；
对所述目标折线执行平滑和插值操作得到所述目标折线对应的连续曲线段，将所述连续曲线段确定为与所述虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述根据所述虚拟血管的截止点、每个所述中心线点所在的虚拟截面对应的点集合以及所述虚拟血管的起始点，确定所述中心线对应的目标折线，包括：
从所述虚拟血管的起始点到所述虚拟血管的截止点的方向，为所述起始点所在的虚拟截面、每个所述中心线点所在的虚拟截面以及所述截止点所在的虚拟截面设定顺序标识，得到第1到第n+2个虚拟截面，其中，第1个虚拟截面对应的点集合只包含所述起始点，第n+2个虚拟截面对应的点集合只包含所述截止点，第2至第n+1个虚拟截面均包含m+h+1个点；
为第1至第n+2个虚拟截面中每个虚拟截面对应的点集合包括的每个点设置在该虚拟截面中与该点唯一对应的点标识；
当i由n缩小至1的过程中，基于预先确定出的最短路径确定算法以及第1至第n+2个虚拟截面对应的点集合确定路径数组Path[i,j,k]；
根据所有所述路径数组Path[i,j,k]，确定所述中心线对应的目标折线；
其中，i小于等于n且大于等于1，k大于等于1且小于等于m+h+1，且当i等于1时，j等于1，所述路径数组Path[i,j,k]用于存放从第i个虚拟截面上第j个点出发沿着第i+1个虚拟截面的第k个方向到所述截止点的弹性势能总和最小时第i+2个虚拟截面上的目标点唯一对应的点标识。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述当i由n缩小至1的过程中，基于预先确定出的最短路径确定算法以及第1至第n+2个虚拟截面对应的点集合确定路径数组Path[i,j,k]，包括：
当i等于n时，确定路径数组Path[i,j,k]存放的点标识为所述截止点唯一对应的点标识；
当i由小于n的最大值缩小至1时，遍历第i个虚拟截面对应的点集合中未被遍历的点，在遍历第i个虚拟截面对应的点集合中未被遍历的某个点Pi,j时，遍历第i+1个虚拟截面对应的点集合中的每个点；在遍历第i+1个虚拟截面对应的点集合中的某个点Pi+1,k时，遍历第i+2个虚拟截面对应的点集合中的每个点；在遍历第i+2个虚拟截面对应的点集合的某个点Pi+2,l时，计算由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段的弹性势能e，并计算所述弹性势能e与预先确定出的值Si+1kl的和作为第i+2个虚拟截面对应的点集合的某个点Pi+2,l对应的和值，从第i+2个虚拟截面对应的点集合中所有点对应的和值中筛选最小和值，并从第i+2个虚拟截面对应的点集合中查找与所述最小和值对应的目标点，将所述目标点唯一对应的点标识添加至Path[i,j,k]中，其中，Si+1kl等于第i+1个虚拟截面上第k个点沿第i+2个虚拟截面的第l个方向到所述截止点的最小弹性势能总和。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段的弹性势能ei的计算公式为：
其中，Ci和Bi为根据组成实体微导管的所有实体子微导管中与由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段及由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段相匹配的实体子微导管的属性参数确定出的常数，θi为由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段之间形成的夹角，所述实体微导管为与所述虚拟微导管对应的实体微导管。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述方法还包括：
检测是否存在针对第2个虚拟截面对应的点集合中其中一点的选择操作；
当检测到针对所述其中一点的选择操作时，根据确定出的所有所述路径数组Path[i,j,k]生成包括所述起始点和所述其中一点的某一路径；
生成包括所述起始点和所述其中一点的某一路径对应的虚拟动画，并演示所述虚拟动画；
其中，所述某一路径为从所述起始点出发沿所述其中一点的方向到所述截止点的所有路径中弹性势能总和最小的路径。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述在生成虚拟血管的中心线后，从所述中心线上选取n个中心线点，包括：
在生成虚拟血管的中心线后，以等间隔或不等间隔的方式从所述中心线上选取n个中心线点；
其中，每个所述中心线点所在的虚拟截面中任意两个相邻的虚拟截面互不相交，每个所述中心线点所在的虚拟截面垂直于所述中心线在该中心线点的切线，且n大于等于2，所述虚拟血管的长度越长，n的值越大；当以所述不等间隔的方式选取中心线点时，所述虚拟血管发生弯折的血管段的弯折程度越大，对应血管段处包括的所述中心线点的密度值越大。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述对所述目标折线执行平滑和插值操作得到所述目标折线对应的连续曲线段之后，所述方法还包括：
输出所述连续曲线段，供操作者查看；
检测是否接收到所述操作者针对所述连续曲线段的调整操作；
当检测到针对所述连续曲线段的调整操作时，根据与所述调整操作对应的调整参数调整所述连续曲线段，并触发执行所述的将所述连续曲线段确定为与所述虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径的步骤；
当未检测到所述调整操作时，触发执行所述的将所述连续曲线段确定为与所述虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径的步骤。
本发明实施例第二方面公开了一种微导管虚拟介入的路径模拟装置，所述装置包括：
第一选取模块，用于在生成虚拟血管的中心线后，从所述中心线上选取n个中心线点，所述虚拟血管是预先基于患者的医学影像数据建立的、与所述患者的血管相匹配的三维模型；
第二选取模块，用于从每个所述中心线点所在的虚拟截面的边缘选取m个点；
生成模块，用于在每个所述中心线点所在的虚拟截面的内部随机生成h个点，得到每个所述中心线点所在的虚拟截面对应的点集合，每个所述点集合包括m+h+1个点；
第一确定模块，用于根据所述虚拟血管的截止点、每个所述中心线点所在的虚拟截面对应的点集合以及所述虚拟血管的起始点，确定所述中心线对应的目标折线，所述目标折线是由所述起始点、每个所述中心线点所在的虚拟截面对应的点集合中的其中一点以及所述截止点连接而成的折线段，且所述目标折线的弹性势能总和小于折线集合中除所述目标折线之外的任一折线的弹性势能总和，所述折线集合包括由所述截止点、依次从每个所述点集合选择的任意一点以及所述起始点连接而成的所有折线；
折线处理模块，用于对所述目标折线执行平滑和插值操作得到所述目标折线对应的连续曲线段；
第二确定模块，用于将所述连续曲线段确定为与所述虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述第一确定模块包括：
设定子模块，用于从所述虚拟血管的起始点到所述虚拟血管的截止点的方向，为所述起始点所在的虚拟截面、每个所述中心线点所在的虚拟截面以及所述截止点所在的虚拟截面设定顺序标识，得到第1到第n+2个虚拟截面，其中，第1个虚拟截面对应的点集合只包含所述起始点，第n+2个虚拟截面对应的点集合只包含所述截止点，第2至第n+1个虚拟截面均包含m+h+1个点；
设置子模块，用于为第1至第n+2个虚拟截面中每个虚拟截面对应的点集合包括的每个点设置在该虚拟截面中与该点唯一对应的点标识；
第一确定子模块，用于当i由n缩小至1的过程中，基于预先确定出的最短路径确定算法以及第1至第n+2个虚拟截面对应的点集合确定路径数组Path[i,j,k]；
第二确定子模块，用于根据所有所述路径数组Path[i,j,k]，确定所述中心线对应的目标折线；
其中，i小于等于n且大于等于1，k大于等于1且小于等于m+h+1，且当i等于1时，j等于1，所述路径数组Path[i,j,k]用于存放从第i个虚拟截面上第j个点出发沿着第i+1个虚拟截面的第k个方向到所述截止点的弹性势能总和最小时第i+2个虚拟截面上的目标点唯一对应的点标识。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述第一确定子模块，具体用于：
当i等于n时，确定路径数组Path[i,j,k]存放的点标识为所述截止点唯一对应的点标识；
当i由小于n的最大值缩小至1时，遍历第i个虚拟截面对应的点集合中未被遍历的点，在遍历第i个虚拟截面对应的点集合中未被遍历的某个点Pi,j时，遍历第i+1个虚拟截面对应的点集合中的每个点；在遍历第i+1个虚拟截面对应的点集合中的某个点Pi+1,k时，遍历第i+2个虚拟截面对应的点集合中的每个点；在遍历第i+2个虚拟截面对应的点集合的某个点Pi+2,l时，计算由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段的弹性势能e，并计算所述弹性势能e与预先确定出的值Si+1kl的和作为第i+2个虚拟截面对应的点集合的某个点Pi+2,l对应的和值，从第i+2个虚拟截面对应的点集合中所有点对应的和值中筛选最小和值，并从第i+2个虚拟截面对应的点集合中查找与所述最小和值对应的目标点，将所述目标点唯一对应的点标识添加至Path[i,j,k]中，其中，Si+1kl等于第i+1个虚拟截面上第k个点沿第i+2个虚拟截面的第l个方向到所述截止点的最小弹性势能总和。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段的弹性势能ei的计算公式为：
其中，Ci和Bi为根据组成实体微导管的所有实体子微导管中与由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段及由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段相匹配的实体子微导管的属性参数确定出的常数，θi为由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段之间形成的夹角，所述实体微导管为与所述虚拟微导管对应的实体微导管。
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：
第一检测模块，用于检测是否存在针对第2个虚拟截面对应的点集合中其中一点的选择操作；
所述生成模块，还用于当所述第一检测模块的检测结果为是时，根据确定出的所有所述路径数组Path[i,j,k]生成包括所述起始点和所述其中一点的某一路径；以及，生成包括所述起始点和所述其中一点的某一路径对应的虚拟动画；
演示模块，用于演示所述虚拟动画；
其中，所述某一路径为从所述起始点出发沿所述其中一点的方向到所述截止点的所有路径中弹性势能总和最小的路径。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，第一选取模块在生成虚拟血管的中心线后，从所述中心线上选取n个中心线点的具体方式为：
在生成虚拟血管的中心线后，以等间隔或不等间隔的方式从所述中心线上选取n个中心线点；
其中，每个所述中心线点所在的虚拟截面中任意两个相邻的虚拟截面互不相交，每个所述中心线点所在的虚拟截面垂直于所述中心线在该中心线点的切线，且n大于等于2，所述虚拟血管的长度越长，n的值越大；当以所述不等间隔的方式选取中心线点时，所述虚拟血管发生弯折的血管段的弯折程度越大，对应血管段处包括的所述中心线点的密度值越大。
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：
输出模块，用于在所述折线处理模块对所述目标折线执行平滑和插值操作得到所述目标折线对应的连续曲线段之后，输出所述连续曲线段，供操作者查看；
第二检测模块，用于检测是否接收到所述操作者针对所述连续曲线段的调整操作；
所述第二确定模块，具体用于当所述第二检测模块未检测到所述调整操作时，将所述连续曲线段确定为与所述虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径；
调整模块，用于当所述第二检测模块检测到针对所述连续曲线段的调整操作时，根据与所述调整操作对应的调整参数调整所述连续曲线段；
第三确定模块，用于当所述第二检测模块检测到针对所述连续曲线段的调整操作时以及在所述调整模块根据与所述调整操作对应的调整参数调整所述连续曲线段之后，将所述连续曲线段确定为与所述虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径。
本发明实施例第三方面公开了另一种微导管虚拟介入的路径模拟装置，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，执行本发明实施例第一方面公开的微导管虚拟介入的路径模拟方法。
本发明实施例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，用于执行本发明实施例第一方面公开的微导管虚拟介入的路径模拟方法。
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，在生成虚拟血管的中心线后，从中心线上选取n个中心线点，虚拟血管是预先基于患者的医学影像数据建立的、与患者的血管相匹配的三维模型；从每个中心线点所在的虚拟截面的边缘选取m个点以及在每个中心线点所在的虚拟截面的内部随机生成h个点，得到每个中心线点所在的虚拟截面对应的点集合，每个点集合包括m+h+1个点；根据虚拟血管的截止点、每个中心线点所在的虚拟截面对应的点集合以及虚拟血管的起始点，确定中心线对应的目标折线，目标折线的弹性势能总和小于折线集合中除目标折线之外的任一折线的弹性势能总和，折线集合包括由截止点、依次从每个点集合选择的任意一点以及起始点连接而成的所有折线；对目标折线执行平滑和插值操作得到目标折线对应的连续曲线段，将连续曲线段确定为与虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径。可见，实施本发明能够提高对微导管介入路径的模拟准确性，进而有利于提高微导管塑性以及微导管进入到病患处的准确性，且形成虚拟介入路径的所有点均集中在虚拟截面的边上或内部，这样能够保证生成的目标折线不会穿透虚拟血管壁。
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微导管虚拟介入的路径模拟方法的流程示意图；
图2是本发明实施例公开的另一种微导管虚拟介入的路径模拟方法的流程示意图；
图3是本发明实施例公开的一种微导管虚拟介入的路径模拟装置的结构示意图；
图4是本发明实施例公开的另一种微导管虚拟介入的路径模拟装置的结构示意图；
图5是本发明实施例公开的又一种微导管虚拟介入的路径模拟装置的结构示意图；
图6是本发明实施例公开的一种在中心线上选取的中心线点的示意图；
图7是本发明实施例公开的部分虚拟截面的示意图。
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。
本发明公开了一种微导管虚拟介入的路径模拟的方法及装置，能够在生成目标折线时考虑虚拟微导管本身的物理性质与弯曲受力情况，使得生成的目标折线更为准确，提高对微导管介入路径的模拟准确性，进而有利于提高微导管塑性以及微导管进入到病患处的准确性，且形成虚拟介入路径的所有点均集中在虚拟截面的边上或内部，这样能够保证生成的目标折线不会穿透虚拟血管壁，此外，在保证虚拟微导管与虚拟血管壁接触准确性的前提下，避免了对虚拟微导管与虚拟血管壁接触的直接计算，有利于节省计算时间，提高了目标折线的生成速度，可实现实时响应，且还有利于实现对虚拟微导管的准确塑形，进而有利于实现对实体微导管的塑形指导。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微导管虚拟介入的路径模拟方法的流程示意图。其中，图1所描述的微导管虚拟介入的路径模拟方法可以应用于所有能够对微导管虚拟介入的路径进行模拟的医疗设备中，本发明实施例不做限定。如图1所示，该微导管虚拟介入的路径模拟方法可以包括以下操作：
101、在生成虚拟血管的中心线后，医疗设备从中心线上选取n个中心线点，该虚拟血管是预先基于患者的医学影像数据建立的、与患者的血管相匹配的三维模型。
本发明实施例中，该虚拟血管(又称“虚拟载瘤动脉”)具体是由医疗设备预先基于患者的颅内医学影像数据建立的、与患者的载瘤动脉相匹配的三维模型。也即：医疗设备基于预先获取到的患者的颅内医学影像数据建立载瘤动脉以及该载瘤动脉上的动脉瘤的三维模型，该三维模型包括与载瘤动脉相匹配的虚拟载瘤动脉(即虚拟血管)以及与动脉瘤(也即病患处)相匹配的虚拟动脉瘤，其中，颅内医学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。
可选的，医疗设备基于预先获取到的患者的颅内医学影像数据建立载瘤动脉以及该载瘤动脉上的动脉瘤的三维模型，可以包括：
医疗设备采集患者的医学颅内影像数据，并基于预先确定的阈值分割算法对医学颅内影像数据进行阈值分割处理，得到分割后的医学颅内影像数据，以及根据分割后的医学颅内影像数据建立包括载瘤动脉和载瘤动脉上的动脉瘤的三维模型。
进一步可选的，医疗设备基于预先确定的阈值分割算法对医学颅内影像数据进行阈值分割处理，得到分割后的医学颅内影像数据，可以包括：
医疗设备基于预先确定的阈值分割算法对医学颅内影像数据进行灰度处理，得到灰度处理后的医学颅内影像数据，并将灰度处理后的医学颅内影像数据中灰度值大于等于预设灰度阈值的像素值标记为第一预设值，将灰度处理后的医学颅内影像数据中灰度值小于预设灰度阈值的像素值标记为第二预设值，得到分割后的医学颅内影像数据。
其中，第一预设值和第二预设值不相同。例如，当第一预设值为1时，第二预设值可以为0；当第一预设值为0时，第二预设值可以为1，本发明实施例不做限定。其中，预先确定的阈值分割算法可以包括Otsu阈值分割算法、自适应阈值分割算法、最大熵阈值分割算法、Roberts阈值分割算法、Prewitt阈值分割算法、Sobel阈值分割算法、Marr-Hilderth阈值分割算法、Canny阈值分割算法中的任意一种算法或者多种算法组合，本发明实施例不做限定。
又进一步可选的，在采集患者的医学颅内影像数据之后，以及在基于预先确定的阈值分割算法对医学颅内影像数据进行阈值分割处理，得到分割后的医学颅内影像数据之前，医疗设备还可以执行以下操作：
医疗设备对采集到的患者的医学颅内影像数据进行分解，得到与医学颅内影像数据对应的图像集合，该图像集合包括至少一张图像；
医疗设备确定该图像集合包括的所有图像中清晰度大于等于预设清晰度阈值的至少一张目标图像；
医疗设备对确定出的所有目标图像进行特征提取操作，得到每张目标图像对应的内容特征集合；
医疗设备根据每张目标图像对应的内容特征集合，从所有目标图像中筛选对应的内容特征集合包含完整的动脉瘤特征的图像。
其中，医疗设备基于预先确定的阈值分割算法对医学颅内影像数据进行阈值分割处理，得到分割后的医学颅内影像数据，可以包括：
医疗设备基于预先确定的阈值分割算法对确定出的对应的内容特征集合包含完整的动脉瘤特征的图像进行阈值分割处理，得到分割后的医学颅内影像数据。
可见，在建立载瘤动脉的三维模型时，医疗设备可以根据包含完整的动脉瘤特征的图像建立三维模型，不仅提高了三维模型与载瘤动脉的匹配度，还提高了建立的三维模型与介入路径模拟需求的匹配度。
本发明实施例中，医疗设备生成虚拟血管的中心线可以包括：医疗设备基于预先确定的中心线提取算法以及上述三维模型提取上述虚拟血管的中心线。
其中，预先确定的中心线提取算法包括但不限于基于拓扑细化算法、基于Hessian追踪算法、基于距离变换算法中的任意一种。
作为一种可选的实施方式，当预先确定的中心线提取算法为上述基于距离变换算法时，医疗设备基于预先确定的中心线提取算法以及上述三维模型提取上述虚拟血管的中心线，可以包括：
医疗设备基于距离变换算法确定上述虚拟血管的起始点(又称“开端节点”)以及上述虚拟血管的截止点(又称末端节点)，需要说明的是，上述虚拟血管的起始点以及上述虚拟血管的截止点可以是由操作者手动选择的；
医疗设备基于该起始点以及该截止点生成上述三维模型的维诺图，并记录模拟波从该起始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该起始点之外的所有节点；
医疗设备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，作为上述虚拟血管的中心线，其中，该目标节点集合为该模拟波从虚拟血管的截止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。
作为另一种可选的实施方式，当预先确定的中心线提取算法为上述基于拓扑细化算法时，医疗设备基于预先确定的中心线提取算法以及上述三维模型提取上述虚拟血管的中心线，可以包括：
医疗设备基于拓扑细化方法对上述虚拟血管执行形态学腐蚀操作，直到该虚拟血管的拓扑结构保持不变，并从保持不变的拓扑结构上的源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血管的中心线。
作为又一种可选的实施方式，当预先确定的中心线提取算法为上述基于Hessian追踪算法时，医疗设备基于预先确定的中心线提取算法以及上述三维模型提取上述虚拟血管的中心线，可以包括：
医疗设备基于Hessian矩阵的追踪方法计算上述三维模型的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血管的轴线方向；
医疗设备获取上述虚拟血管的局部特征点集合，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线段作为虚拟血管的中心线。
该可选的实施方式中，局部特征点可以包括上述虚拟血管的斑点和/或角点，其中，斑点可以包括上述虚拟血管中灰度值高于预设灰度值的像素点，角点可以包括上述虚拟血管的拐角点和/或上述虚拟血管的主动脉与该虚拟血管的支动脉所形成的点。
可见，本发明实施例能够提供多种中心线提取方法，以便于在实际应用中根据实际的需求和/或虚拟血管的实际情况选择合适的中心线提取方法。
本发明实施例中，可选的，医疗设备从中心线上选取n个中心线点可以包括：
医疗设备以等间隔或不等间隔的方式从中心线上选取n个中心线点；
其中，每个中心线点所在的虚拟截面中任意两个相邻的虚拟截面互不相交，每个中心线点所在的虚拟截面垂直于中心线在该中心线点的切线，且n大于等于2，虚拟血管的长度越长，n的值越大。当以不等间隔的方式选取中心线点时，虚拟血管发生弯折的血管段的弯折程度越大，对应血管段处包括的中心线点的密度值越大。其中，从中心线上选取的部分中心线点可以如图6所示。
102、医疗设备从每个中心线点所在的虚拟截面的边缘选取m个点以及在每个中心线点所在的虚拟截面的内部随机生成h个点，得到每个中心线点所在的虚拟截面对应的点集合，每个点集合包括m+h+1个点。
本发明实施例总，m、h的数值为大于等于1的整数，且m、h的数值可以预先设定好的，也可以是医疗设备根据虚拟血管的截面面积、虚拟血管的弯曲程度智能化确定的，本发明实施例不做限定。进一步的，当m、h的数值是由医疗设备智能化确定时，每个虚拟截面对应的点集合包括的点数可以相同，也可以不同。
可选的，当m、h的数值是由医疗设备智能化确定且不同虚拟截面对应的点集合包括的点数不同时，医疗设备确定某一中心线点所在的虚拟截面对应的m、h的数值可以包括：
医疗设备确定该某一中心线点所在的虚拟截面的截面积以及该某一中心线点所在的虚拟截面对应的虚拟血管段的弯曲程度；
当确定出的弯曲程度小于等于预设弯曲程度阈值时，医疗设备根据确定出的截面积确定该某一中心线点所在的虚拟截面对应的m、h的数值；
当确定出的弯曲程度大于预设弯曲程度阈值时，医疗设备根据确定出的截面积和弯曲程度共同确定该某一中心线点所在的虚拟截面对应的m、h的数值。
进一步可选的，医疗设备可以存储有截面积与点数量的第一对应关系或第一计算公式，也可以存储有弯曲程度与点数量的第二对应关系或第二计算公式。又进一步可选的，医疗设备还可以获取截面积与弯曲程度的影响比重，该影响比重用于表示截面积和弯曲程度对于点数量的影响程度，此时，医疗设备根据确定出的截面积和弯曲程度共同确定该某一中心线点所在的虚拟截面对应的m、h的数值，可以包括：
医疗设备根据第一对应关系确定与某一中心线点所在的虚拟截面的截面积对应的第一点数量，并根据第二对应关系确定上述弯曲程度所对应的第二点数量；
医疗设备根据第一点数量、第二点数量以及上述影响比重确定对应的m、h的数值。
又进一步的，截面积与点数量的第一对应关系可以包括截面积与截面边缘点数量的子对应关系以及截面积与截面内点数量的子对应关系，弯曲程度与点数量的第二对应关系可以包括弯曲程度与截面边缘点数量的子对应关系以及弯曲程度与截面内点数量的子对应关系。
可见，本发明实施例还能够使医疗设备根据虚拟截面的相应参数(截面积、所在的虚拟血管段的弯曲程度)智能化的确定每个虚拟截面对应的点集合包括的不同类型(截面边缘类型及截面内部类型)的点数量，丰富了医疗设备的功能，还能够有利于提高后续生成的目标折线的准确性，进而有利于提高对微导管虚拟介入的路径模拟的准确性。
103、医疗设备根据虚拟血管的截止点、每个中心线点所在的虚拟截面对应的点集合以及虚拟血管的起始点，确定中心线对应的目标折线，目标折线的弹性势能总和小于折线集合中除目标折线之外的任一折线的弹性势能总和。
其中，该折线集合可以包括由虚拟血管的截止点、依次从每个点集合选择的任意一点以及虚拟血管的起始点连接而成的所有折线。且该目标折线是由n+2个点构成的折线，该n+2个点包括虚拟血管的起始点、虚拟血管的截止点以及从每个中心线点所在的虚拟截面对应的点集合中确定出的其中一个目标点，在确定出n+2个点之后，医疗设备可以按照虚拟血管的起始点到虚拟血管的截止点的方向以及每个目标点在中心线上的先后位置，依次连接虚拟血管的起始点、第一个目标点至第n个目标点以及虚拟血管的截止点得到目标折线，且确定出的目标折线的弹性势能总和E等于该目标折线所包括的n+1个折线段中所有相邻折线段的弹性势能的和。
需要说明的是，目标折线的弹性势能总和最小用于表示目标折线为从虚拟血管的起始点到虚拟血管的截止点的最短路径。
104、医疗设备对目标折线执行平滑和插值操作得到目标折线对应的连续曲线段，将连续曲线段确定为与虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径。
本发明实施例中，通过对目标直线执行平滑操作和插值操作生成连续曲线段的方式有利于降低虚拟微导管通过模拟出的虚拟介入路径介入虚拟血管时虚拟微导管被穿透的概率。其中，医疗设备可以通过三次样条插值使得目标折线形成连续曲线段。
可见，实施本发明实施例能够提高对微导管介入路径的模拟准确性，进而有利于提高微导管塑性以及微导管进入到病患处的准确性，且形成虚拟介入路径的所有点均集中在虚拟截面的边上或内部，这样能够保证生成的目标折线不会穿透虚拟血管壁。
实施例二
请参阅图2，图2是本发明实施例公开的另一种微导管虚拟介入的路径模拟方法的流程示意图。其中，图2所描述的微导管虚拟介入的路径模拟方法可以应用于所有能够对微导管虚拟介入的路径进行模拟的医疗设备中，本发明实施例不做限定。如图2所示，该微导管虚拟介入的路径模拟方法可以包括以下操作：
201、在生成虚拟血管的中心线后，医疗设备从中心线上选取n个中心线点，该虚拟血管是预先基于患者的医学影像数据建立的、与患者的血管相匹配的三维模型。
202、医疗设备从每个中心线点所在的虚拟截面的边缘选取m个点以及在每个中心线点所在的虚拟截面的内部随机生成h个点，得到每个中心线点所在的虚拟截面对应的点集合，每个点集合包括m+h+1个点。
203、医疗设备从虚拟血管的起始点到虚拟血管的截止点的方向，为起始点所在的虚拟截面、每个中心线点所在的虚拟截面以及截止点所在的虚拟截面设定顺序标识，得到第1到第n+2个虚拟截面。
204、医疗设备为第1至第n+2个虚拟截面中每个虚拟截面对应的点集合包括的每个点设置在该虚拟截面中与该点唯一对应的点标识。
205、当i由n缩小至1的过程中，医疗设备基于预先确定出的最短路径确定算法以及第1至第n+2个虚拟截面对应的点集合确定路径数组Path[i,j,k]。
其中，i小于等于n且大于等于1，k大于等于1且小于等于m+h+1，且当i等于1时，j等于1，路径数组Path[i,j,k]用于存放从第i个虚拟截面上第j个点出发沿着第i+1个虚拟截面的第k个方向到截止点的弹性势能总和最小时第i+2个虚拟截面上的目标点唯一对应的点标识。
本发明实施例中，最短路径确定算法可以包括深度优先搜索算法、广度优先搜索算法、Floyd算法、Dijkstra算法、Bellman－ford算法等中的至少一种。
作为一种可选的实施方式，当最短路径确定算法为Dijkstra算法时，当i由n缩小至1的过程中，医疗设备基于预先确定出的最短路径确定算法以及第1至第n+2个虚拟截面对应的点集合确定路径数组Path[i,j,k]，可以包括：
当i等于n时，医疗设备确定路径数组Path[i,j,k]存放的点标识为截止点唯一对应的点标识；
当i由小于n的最大值缩小至1时，医疗设备遍历第i个虚拟截面对应的点集合中未被遍历的点，在遍历第i个虚拟截面对应的点集合中未被遍历的某个点Pi,j时，遍历第i+1个虚拟截面对应的点集合中的每个点；在遍历第i+1个虚拟截面对应的点集合中的某个点Pi+1,k时，遍历第i+2个虚拟截面对应的点集合中的每个点；在遍历第i+2个虚拟截面对应的点集合的某个点Pi+2,l时，计算由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段的弹性势能e，并计算弹性势能e与预先确定出的值Si+1kl的和作为第i+2个虚拟截面对应的点集合的某个点Pi+2,l对应的和值，从第i+2个虚拟截面对应的点集合中所有点对应的和值中筛选最小和值，并从第i+2个虚拟截面对应的点集合中查找与最小和值对应的目标点，将目标点唯一对应的点标识添加至Path[i,j,k]中，其中，Si+1kl等于第i+1个虚拟截面上第k个点沿第i+2个虚拟截面的第l个方向到截止点的最小弹性势能总和。其中，第i个虚拟截面、第i+1个虚拟截面以及第i+2个虚拟截面可以如图7所示。
其中，当i等于n时，Sn+1kl的值均为0，S11l的值为从起始点开始沿第2个虚拟截面上每个点的方向到截止点的最短路径对应的弹性势能。
206、医疗设备根据所有路径数组Path[i,j,k]，确定中心线对应的目标折线。
其中，目标折线的弹性势能总和小于折线集合中除目标折线之外的任一折线的弹性势能总和，折线集合包括由截止点、依次从每个点集合选择的任意一点以及起始点连接而成的所有折线。
其中，由于路径数组Path[i,j,k]用于存放从第i个虚拟截面上第j个点出发沿着第i+1个虚拟截面的第k个方向到截止点的弹性势能总和最小时第i+2个虚拟截面上的目标点唯一对应的点标识，因此在遍历完所有虚拟截面对应点集合的所有点之后，医疗设备可以根据所有路径数组Path[i,j,k]确定沿着起始点出发的、分别途径第2个虚拟截面对应的点集合中的每个点到截止点的多条路径(也可称路径组合)，医疗设备可以再根据该多条路径中每条路径对应的弹性势能总和，从该多条路径中选择对应的弹性势能总和最小的其中一条路径作为最终确认出的目标路径。
进一步可选的，由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段的弹性势能ei的计算公式为：
其中，Ci和Bi为根据组成实体微导管的所有实体子微导管中与由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段及由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段相匹配的实体子微导管的属性参数确定出的常数，θi为由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段之间形成的夹角，实体微导管为与虚拟微导管对应的实体微导管。需要说明的是，Ci和Bi可以由该实体子微导管的弹性系数、导管壁厚度以及导管结构中的至少一种确定，不同的实体子微导管的属性参数对应的Ci和Bi可以预先存储在医疗设备中，也可以在医疗设备有需要时从其它设备或服务器(如云端服务器)中获取，本发明实施例不做限定。
本发明实施例中，确定出的目标折线的弹性势能总和E等于该目标折线所包括的n+1个折线段中所有相邻折线段的弹性势能的和，也即：
207、医疗设备对目标折线执行平滑和插值操作得到目标折线对应的连续曲线段，将连续曲线段确定为与虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径。
其中，该折线集合可以包括由虚拟血管的截止点、依次从每个点集合选择的任意一点以及虚拟血管的起始点连接而成的所有折线。
在一个可选的实施例中，该方法还可以包括以下操作：
医疗设备检测是否存在针对第2个虚拟截面对应的点集合中其中一点的选择操作；
当检测到针对其中一点的选择操作时，医疗设备根据确定出的所有路径数组Path[i,j,k]生成包括起始点和其中一点的某一路径；
医疗设备生成包括起始点和其中一点的某一路径对应的虚拟动画，并演示虚拟动画。
其中，该某一路径为从起始点出发沿其中一点的方向到截止点的所有路径中弹性势能总和最小的路径。
可见，该可选的实施例能够在操作者选定第二个虚拟截面中的某一点(也即选定某一方向)时直接演示包括经过起始点、该某一点以及截止点的、弹性势能总和最小的路径供操作者直观的查看。
在另一个可选的实施例中，该方法还可以包括以下操作：
医疗设备检测是否存在针对某一虚拟截面对应的点集合中某一点的选择操作；
当检测结果为是时，医疗设备根据确定出的所有路径数组Path[i,j,k]判断上述路径组合中是否包含经过该某一点的至少一条路径；
当判断结果为是时，生成该至少一条路径中每条路径对应的虚拟动画并演示；和/或，
当判断结果为是时，从该至少一条路径中选择对应的弹性势能总和最小的某一路径，生成该某一路径对应的虚拟动画并演示。
需要说明的是，当演示多条路径对应的虚拟动画时，医疗设备可以通过不同颜色的虚拟动画来区分不同的路径。
可见，该可选的实施例能够在操作者选定某一虚拟截面中的某一点时直接演示包括经过起始点、该某一点以及截止点的所有路径和/或弹性势能总和最小的路径供操作者直观的查看。
在又一个可选的实施例中，在执行完毕步骤207之后，该方法还可以包括以下操作：
医疗设备输出连续曲线段，供操作者查看；
医疗设备检测是否接收到操作者针对连续曲线段的调整操作(如点击操作、拖拽操作)；
当检测到针对连续曲线段的调整操作时，医疗设备根据与调整操作对应的调整参数调整连续曲线段，并触发执行上述的将连续曲线段确定为与虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径的步骤；
当未检测到调整操作时，医疗设备执行上述的将连续曲线段确定为与虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径的步骤。
进一步可选的，在检测到针对连续曲线段的调整操作之后，医疗设备判断调整操作对应的调整参数是否超过与虚拟血管对应的调整范围，如果否，则触发执行上述的将连续曲线段确定为与虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径的步骤，如果是，则输出错误提示，以提示操作者触发的调整操作不准确。
可见，该可选的实施例还能够在生成目标折线的连续曲线段后允许操作人员对连续曲线段进行调整/修正，提高了最终模拟出的介入路径的准确性。
可见，实施本发明实施例能够在生成目标折线时考虑虚拟微导管本身的物理性质与弯曲受力情况，使得生成的目标折线更为准确，提高对微导管介入路径的模拟准确性，进而有利于提高微导管塑性以及微导管进入到病患处的准确性，且形成虚拟介入路径的所有点均集中在虚拟截面的边上或内部，这样能够保证生成的目标折线不会穿透虚拟血管壁，此外，在保证虚拟微导管与虚拟血管壁接触准确性的前提下，避免了对虚拟微导管与虚拟血管壁接触的直接计算，有利于节省计算时间，提高了目标折线的生成速度，可实现实时响应，且还有利于实现对虚拟微导管的准确塑形，进而有利于实现对实体微导管的塑形指导。
实施例三
请参阅图3，图3是本发明实施例公开的一种微导管虚拟介入的路径模拟装置的结构示意图。其中，图3所描述的微导管虚拟介入的路径模拟装置可以应用于所有能够对微导管虚拟介入的路径进行模拟的医疗设备中，本发明实施例不做限定。如图3所示，该装置可以包括：
第一选取模块301，用于在生成虚拟血管的中心线后，从中心线上选取n个中心线点，该虚拟血管是预先基于患者的医学影像数据建立的、与患者的血管相匹配的三维模型。
第二选取模块302，用于从每个中心线点所在的虚拟截面的边缘选取m个点；
生成模块303，用于在每个中心线点所在的虚拟截面的内部随机生成h个点，得到每个中心线点所在的虚拟截面对应的点集合，每个点集合包括m+h+1个点。
第一确定模块304，用于根据虚拟血管的截止点、每个中心线点所在的虚拟截面对应的点集合以及虚拟血管的起始点，确定中心线对应的目标折线，该目标折线是由起始点、每个中心线点所在的虚拟截面对应的点集合中的其中一点以及截止点连接而成的折线段，且目标折线的弹性势能总和小于折线集合中除目标折线之外的任一折线的弹性势能总和，该折线集合包括由截止点、依次从每个点集合选择的任意一点以及起始点连接而成的所有折线。
其中，确定出的目标折线的弹性势能总和等于该目标折线所包括的n+1个折线段中所有相邻折线段的弹性势能的和。
折线处理模块305，用于对目标折线执行平滑和插值操作得到目标折线对应的连续曲线段。
第二确定模块306，用于将连续曲线段确定为与虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径。
可见，实施图3所描述的装置能够提高对微导管介入路径的模拟准确性，进而有利于提高微导管塑性以及微导管进入到病患处的准确性，且形成虚拟介入路径的所有点均集中在虚拟截面的边上或内部，这样能够保证生成的目标折线不会穿透虚拟血管壁。
在一个可选的实施例中，如图4所示，第一确定模块304可以包括：
设定子模块3041，用于从虚拟血管的起始点到虚拟血管的截止点的方向，为起始点所在的虚拟截面、每个中心线点所在的虚拟截面以及截止点所在的虚拟截面设定顺序标识，得到第1到第n+2个虚拟截面，其中，第1个虚拟截面对应的点集合只包含起始点，第n+2个虚拟截面对应的点集合只包含截止点，第2至第n+1个虚拟截面均包含m+h+1个点；
设置子模块3042，用于为第1至第n+2个虚拟截面中每个虚拟截面对应的点集合包括的每个点设置在该虚拟截面中与该点唯一对应的点标识；
第一确定子模块3043，用于当i由n缩小至1的过程中，基于预先确定出的最短路径确定算法以及第1至第n+2个虚拟截面对应的点集合确定路径数组Path[i,j,k]；
第二确定子模块3044，用于根据所有路径数组Path[i,j,k]，确定中心线对应的目标折线。
其中，i小于等于n且大于等于1，k大于等于1且小于等于m+h+1，且当i等于1时，j等于1，路径数组Path[i,j,k]用于存放从第i个虚拟截面上第j个点出发沿着第i+1个虚拟截面的第k个方向到截止点的弹性势能总和最小时第i+2个虚拟截面上的目标点唯一对应的点标识。
在该可选的实施例中，进一步可选的，第一确定子模块3043，具体用于：
当i等于n时，确定路径数组Path[i,j,k]存放的点标识为截止点唯一对应的点标识；
当i由小于n的最大值缩小至1时，遍历第i个虚拟截面对应的点集合中未被遍历的点，在遍历第i个虚拟截面对应的点集合中未被遍历的某个点Pi,j时，遍历第i+1个虚拟截面对应的点集合中的每个点；在遍历第i+1个虚拟截面对应的点集合中的某个点Pi+1,k时，遍历第i+2个虚拟截面对应的点集合中的每个点；在遍历第i+2个虚拟截面对应的点集合的某个点Pi+2,l时，计算由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段的弹性势能e，并计算弹性势能e与预先确定出的值Si+1kl的和作为第i+2个虚拟截面对应的点集合的某个点Pi+2,l对应的和值，从第i+2个虚拟截面对应的点集合中所有点对应的和值中筛选最小和值，并从第i+2个虚拟截面对应的点集合中查找与最小和值对应的目标点，将该目标点唯一对应的点标识添加至Path[i,j,k]中，其中，Si+1kl等于第i+1个虚拟截面上第k个点沿第i+2个虚拟截面的第l个方向到截止点的最小弹性势能总和。
又进一步可选的，由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段的弹性势能ei的计算公式为：
其中，Ci和Bi为根据组成实体微导管的所有实体子微导管中与由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段及由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段相匹配的实体子微导管的属性参数确定出的常数，θi为由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段之间形成的夹角，实体微导管为与虚拟微导管对应的实体微导管。需要说明的是，Ci和Bi可以由该实体子微导管的弹性系数、导管壁厚度以及导管结构中的至少一种确定，不同的实体子微导管的属性参数对应的Ci和Bi可以预先存储在医疗设备中，也可以在医疗设备有需要时从其它设备或服务器(如云端服务器)中获取，本发明实施例不做限定。
在又一个可选的实施例中，如图4所示，在该装置还可以包括：
第一检测模块307，用于检测是否存在针对第2个虚拟截面对应的点集合中其中一点的选择操作；
生成模块303，还用于当第一检测模块306的检测结果为是时，根据确定出的所有路径数组Path[i,j,k]生成包括起始点和其中一点的某一路径；以及，生成包括起始点和其中一点的某一路径对应的虚拟动画。
演示模块308，用于演示虚拟动画。
其中，该某一路径为从起始点出发沿其中一点的方向到截止点的所有路径中弹性势能总和最小的路径。
在又一个可选的实施例中，第一选取模块301在生成虚拟血管的中心线后，从中心线上选取n个中心线点的具体方式为：
在生成虚拟血管的中心线后，以等间隔或不等间隔的方式从中心线上选取n个中心线点。
其中，每个中心线点所在的虚拟截面中任意两个相邻的虚拟截面互不相交，每个中心线点所在的虚拟截面垂直于中心线在该中心线点的切线，且n大于等于2，虚拟血管的长度越长，n的值越大。当以不等间隔的方式选取中心线点时，虚拟血管发生弯折的血管段的弯折程度越大，对应血管段处包括的中心线点的密度值越大。
在又一个可选的实施例中，如图4所示，该装置还可以包括：
输出模块309，用于在折线处理模块305对目标折线执行平滑和插值操作得到目标折线对应的连续曲线段之后，输出连续曲线段，供操作者查看。
第二检测模块310，用于检测是否接收到操作者针对连续曲线段的调整操作。
第二确定模块306，具体用于当第二检测模块310未检测到调整操作时，将连续曲线段确定为与虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径。
调整模块311，用于当第二检测模块310检测到针对连续曲线段的调整操作时，根据与调整操作对应的调整参数调整连续曲线段。
第三确定模块312，用于当第二检测模块310检测到针对连续曲线段的调整操作时以及在调整模块311根据与调整操作对应的调整参数调整连续曲线段之后，将调整后的连续曲线段确定为与虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径。
可见，实施图4所描述的装置能够在生成目标折线时考虑虚拟微导管本身的物理性质与弯曲受力情况，使得生成的目标折线更为准确，提高对微导管介入路径的模拟准确性，进而有利于提高微导管塑性以及微导管进入到病患处的准确性，且形成虚拟介入路径的所有点均集中在虚拟截面的边上或内部，这样能够保证生成的目标折线不会穿透虚拟血管壁，此外，在保证虚拟微导管与虚拟血管壁接触准确性的前提下，避免了对虚拟微导管与虚拟血管壁接触的直接计算，有利于节省计算时间，提高了目标折线的生成速度，可实现实时响应，且还有利于实现对虚拟微导管的准确塑形，进而有利于实现对实体微导管的塑形指导。
实施例四
请参阅图5，图5是本发明实施例公开的又一种微导管虚拟介入的路径模拟装置的结构示意图。如图5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；
其中，处理器502调用存储器501中存储的可执行程序代码，用于执行实施例一或实施例二所描述的微导管虚拟介入的路径模拟方法中的步骤。
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或实施例二所描述的微导管虚拟介入的路径模拟方法中的步骤。
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或实施例二所描述的微导管虚拟介入的路径模拟方法中的步骤。
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微导管虚拟介入的路径模拟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奔放各项实施例技术方案的精神和范围。
Claims (21)
1.一种微导管虚拟介入的路径模拟装置，其特征在于，所述装置包括：
第一选取模块，用于在生成虚拟血管的中心线后，从所述中心线上选取n个中心线点，所述虚拟血管是预先基于患者的医学影像数据建立的、与所述患者的血管相匹配的三维模型；
第二选取模块，用于从每个所述中心线点所在的虚拟截面的边缘选取m个点；
生成模块，用于在每个所述中心线点所在的虚拟截面的内部随机生成h个点，得到每个所述中心线点所在的虚拟截面对应的点集合，每个所述点集合包括m+h+1个点；
第一确定模块，用于根据所述虚拟血管的截止点、每个所述中心线点所在的虚拟截面对应的点集合以及所述虚拟血管的起始点，确定所述中心线对应的目标折线，所述目标折线是由所述起始点、每个所述中心线点所在的虚拟截面对应的点集合中的其中一点以及所述截止点连接而成的折线段，且所述目标折线的弹性势能总和小于折线集合中除所述目标折线之外的任一折线的弹性势能总和，所述折线集合包括由所述截止点、依次从每个所述点集合选择的任意一点以及所述起始点连接而成的所有折线；
折线处理模块，用于对所述目标折线执行平滑和插值操作得到所述目标折线对应的连续曲线段；
第二确定模块，用于将所述连续曲线段确定为与所述虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径。
2.根据权利要求1所述的微导管虚拟介入的路径模拟装置，其特征在于，所述第一确定模块包括：
设定子模块，用于从所述虚拟血管的起始点到所述虚拟血管的截止点的方向，为所述起始点所在的虚拟截面、每个所述中心线点所在的虚拟截面以及所述截止点所在的虚拟截面设定顺序标识，得到第1到第n+2个虚拟截面，其中，第1个虚拟截面对应的点集合只包含所述起始点，第n+2个虚拟截面对应的点集合只包含所述截止点，第2至第n+1个虚拟截面均包含m+h+1个点；
设置子模块，用于为第1至第n+2个虚拟截面中每个虚拟截面对应的点集合包括的每个点设置在该虚拟截面中与该点唯一对应的点标识；
第一确定子模块，用于当i由n缩小至1的过程中，基于预先确定出的最短路径确定算法以及第1至第n+2个虚拟截面对应的点集合确定路径数组Path[i,j,k]；
第二确定子模块，用于根据所有所述路径数组Path[i,j,k]，确定所述中心线对应的目标折线；
其中，i小于等于n且大于等于1，k大于等于1且小于等于m+h+1，且当i等于1时，j等于1，所述路径数组Path[i,j,k]用于存放从第i个虚拟截面上第j个点出发沿着第i+1个虚拟截面的第k个方向到所述截止点的弹性势能总和最小时第i+2个虚拟截面上的目标点唯一对应的点标识。
3.根据权利要求2所述的微导管虚拟介入的路径模拟装置，其特征在于，所述第一确定子模块，具体用于：
当i等于n时，确定路径数组Path[i,j,k]存放的点标识为所述截止点唯一对应的点标识；
当i由小于n的最大值缩小至1时，遍历第i个虚拟截面对应的点集合中未被遍历的点，在遍历第i个虚拟截面对应的点集合中未被遍历的某个点Pi,j时，遍历第i+1个虚拟截面对应的点集合中的每个点；在遍历第i+1个虚拟截面对应的点集合中的某个点Pi+1,k时，遍历第i+2个虚拟截面对应的点集合中的每个点；在遍历第i+2个虚拟截面对应的点集合的某个点Pi+2,l时，计算由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段的弹性势能，并计算所述弹性势能与预先确定出的值Si+1kl的和作为第i+2个虚拟截面对应的点集合的某个点Pi+2,l对应的和值，从第i+2个虚拟截面对应的点集合中所有点对应的和值中筛选最小和值，并从第i+2个虚拟截面对应的点集合中查找与所述最小和值对应的目标点，将所述目标点唯一对应的点标识添加至Path[i,j,k]中，其中，Si+1kl等于第i+1个虚拟截面上第k个点沿第i+2个虚拟截面的第l个方向到所述截止点的最小弹性势能总和。
4.根据权利要求3所述的微导管虚拟介入的路径模拟装置，其特征在于，由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段的弹性势能的计算公式为：
其中，Ci和Bi为根据组成实体微导管的所有实体子微导管中与由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段及由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段相匹配的实体子微导管的属性参数确定出的常数，为由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段之间形成的夹角，所述实体微导管为与所述虚拟微导管对应的实体微导管。
5.根据权利要求2所述的微导管虚拟介入的路径模拟装置，其特征在于，所述装置还包括：
第一检测模块，用于检测是否存在针对第2个虚拟截面对应的点集合中其中一点的选择操作；
所述生成模块，还用于当所述第一检测模块的检测结果为是时，根据确定出的所有所述路径数组Path[i,j,k]生成包括所述起始点和所述其中一点的某一路径；以及，生成包括所述起始点和所述其中一点的某一路径对应的虚拟动画；
演示模块，用于演示所述虚拟动画；
其中，所述某一路径为从所述起始点出发沿所述其中一点的方向到所述截止点的所有路径中弹性势能总和最小的路径。
6.根据权利要求1-5任一项所述的微导管虚拟介入的路径模拟装置，其特征在于，所述第一选取模块在生成虚拟血管的中心线后，从所述中心线上选取n个中心线点的具体方式为：
在生成虚拟血管的中心线后，以等间隔或不等间隔的方式从所述中心线上选取n个中心线点；
其中，每个所述中心线点所在的虚拟截面中任意两个相邻的虚拟截面互不相交，每个所述中心线点所在的虚拟截面垂直于所述中心线在该中心线点的切线，且n大于等于2，所述虚拟血管的长度越长，n的值越大；当以所述不等间隔的方式选取中心线点时，所述虚拟血管发生弯折的血管段的弯折程度越大，对应血管段处包括的所述中心线点的密度值越大。
7.根据权利要求1-5任一项所述的微导管虚拟介入的路径模拟装置，其特征在于，所述装置还包括：
输出模块，用于在所述折线处理模块对所述目标折线执行平滑和插值操作得到所述目标折线对应的连续曲线段之后，输出所述连续曲线段，供操作者查看；
第二检测模块，用于检测是否接收到所述操作者针对所述连续曲线段的调整操作；
所述第二确定模块，具体用于当所述第二检测模块未检测到所述调整操作时，将所述连续曲线段确定为与所述虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径；
调整模块，用于当所述第二检测模块检测到针对所述连续曲线段的调整操作时，根据与所述调整操作对应的调整参数调整所述连续曲线段；第三确定模块，用于当所述第二检测模块检测到针对所述连续曲线段的调整操作时以及在所述调整模块根据与所述调整操作对应的调整参数调整所述连续曲线段之后，将所述连续曲线段确定为与所述虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径。
8.一种微导管虚拟介入的路径模拟装置，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，执行如下操作：
在生成虚拟血管的中心线后，从所述中心线上选取n个中心线点，所述虚拟血管是预先基于患者的医学影像数据建立的、与所述患者的血管相匹配的三维模型；
从每个所述中心线点所在的虚拟截面的边缘选取m个点以及在每个所述中心线点所在的虚拟截面的内部随机生成h个点，得到每个所述中心线点所在的虚拟截面对应的点集合，每个所述点集合包括m+h+1个点；
根据所述虚拟血管的截止点、每个所述中心线点所在的虚拟截面对应的点集合以及所述虚拟血管的起始点，确定所述中心线对应的目标折线，所述目标折线是由所述起始点、每个所述中心线点所在的虚拟截面对应的点集合中的其中一点以及所述截止点连接而成的折线段，且所述目标折线的弹性势能总和小于折线集合中除所述目标折线之外的任一折线的弹性势能总和，所述折线集合包括由所述截止点、依次从每个所述点集合选择的任意一点以及所述起始点连接而成的所有折线；
对所述目标折线执行平滑和插值操作得到所述目标折线对应的连续曲线段，将所述连续曲线段确定为与所述虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径。
9.根据权利要求8所述的微导管虚拟介入的路径模拟装置，其特征在于，所述处理器根据所述虚拟血管的截止点、每个所述中心线点所在的虚拟截面对应的点集合以及所述虚拟血管的起始点，确定所述中心线对应的目标折线的具体方式为：
从所述虚拟血管的起始点到所述虚拟血管的截止点的方向，为所述起始点所在的虚拟截面、每个所述中心线点所在的虚拟截面以及所述截止点所在的虚拟截面设定顺序标识，得到第1到第n+2个虚拟截面，其中，第1个虚拟截面对应的点集合只包含所述起始点，第n+2个虚拟截面对应的点集合只包含所述截止点，第2至第n+1个虚拟截面均包含m+h+1个点；
为第1至第n+2个虚拟截面中每个虚拟截面对应的点集合包括的每个点设置在该虚拟截面中与该点唯一对应的点标识；
当i由n缩小至1的过程中，基于预先确定出的最短路径确定算法以及第1至第n+2个虚拟截面对应的点集合确定路径数组Path[i,j,k]；根据所有所述路径数组Path[i,j,k]，确定所述中心线对应的目标折线；
其中，i小于等于n且大于等于1，k大于等于1且小于等于m+h+1，且当i等于1时，j等于1，所述路径数组Path[i,j,k]用于存放从第i个虚拟截面上第j个点出发沿着第i+1个虚拟截面的第k个方向到所述截止点的弹性势能总和最小时第i+2个虚拟截面上的目标点唯一对应的点标识。
10.根据权利要求9所述的微导管虚拟介入的路径模拟装置，其特征在于，所述处理器基于预先确定出的最短路径确定算法以及第1至第n+2个虚拟截面对应的点集合确定路径数组Path[i,j,k]的具体方式为：
当i等于n时，确定路径数组Path[i,j,k]存放的点标识为所述截止点唯一对应的点标识；
当i由小于n的最大值缩小至1时，遍历第i个虚拟截面对应的点集合中未被遍历的点，在遍历第i个虚拟截面对应的点集合中未被遍历的某个点Pi,j时，遍历第i+1个虚拟截面对应的点集合中的每个点；在遍历第i+1个虚拟截面对应的点集合中的某个点Pi+1,k时，遍历第i+2个虚拟截面对应的点集合中的每个点；在遍历第i+2个虚拟截面对应的点集合的某个点Pi+2,l时，计算由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段的弹性势能，并计算所述弹性势能与预先确定出的值Si+1kl的和作为第i+2个虚拟截面对应的点集合的某个点Pi+2,l对应的和值，从第i+2个虚拟截面对应的点集合中所有点对应的和值中筛选最小和值，并从第i+2个虚拟截面对应的点集合中查找与所述最小和值对应的目标点，将所述目标点唯一对应的点标识添加至Path[i,j,k]中，其中，Si+1kl等于第i+1个虚拟截面上第k个点沿第i+2个虚拟截面的第l个方向到所述截止点的最小弹性势能总和。
11.根据权利要求10所述的微导管虚拟介入的路径模拟装置，其特征在于，由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段的弹性势能的计算公式为：
其中，Ci和Bi为根据组成实体微导管的所有实体子微导管中与由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段及由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段相匹配的实体子微导管的属性参数确定出的常数，为由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段之间形成的夹角，所述实体微导管为与所述虚拟微导管对应的实体微导管。
12.根据权利要求9所述的微导管虚拟介入的路径模拟装置，其特征在于，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，还执行如下操作：
检测是否存在针对第2个虚拟截面对应的点集合中其中一点的选择操作；
当检测到针对所述其中一点的选择操作时，根据确定出的所有所述路径数组Path[i,j,k]生成包括所述起始点和所述其中一点的某一路径；生成包括所述起始点和所述其中一点的某一路径对应的虚拟动画，并演示所述虚拟动画；
其中，所述某一路径为从所述起始点出发沿所述其中一点的方向到所述截止点的所有路径中弹性势能总和最小的路径。
13.根据权利要求8-12任一项所述的微导管虚拟介入的路径模拟装置，其特征在于，所述处理器在生成虚拟血管的中心线后，从所述中心线上选取n个中心线点的具体方式为：
在生成虚拟血管的中心线后，以等间隔或不等间隔的方式从所述中心线上选取n个中心线点；
其中，每个所述中心线点所在的虚拟截面中任意两个相邻的虚拟截面互不相交，每个所述中心线点所在的虚拟截面垂直于所述中心线在该中心线点的切线，且n大于等于2，所述虚拟血管的长度越长，n的值越大；当以所述不等间隔的方式选取中心线点时，所述虚拟血管发生弯折的血管段的弯折程度越大，对应血管段处包括的所述中心线点的密度值越大。
14.根据权利要求8-12任一项所述的微导管虚拟介入的路径模拟装置，其特征在于，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，还执行如下操作：
对所述目标折线执行平滑和插值操作得到所述目标折线对应的连续曲线段之后，输出所述连续曲线段，供操作者查看；
检测是否接收到所述操作者针对所述连续曲线段的调整操作；
当检测到针对所述连续曲线段的调整操作时，根据与所述调整操作对应的调整参数调整所述连续曲线段，并触发执行所述的将所述连续曲线段确定为与所述虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径的步骤；
当未检测到所述调整操作时，触发执行所述的将所述连续曲线段确定为与所述虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径的操作。
15.一种计算机可存储介质，其特征在于，所述计算机可存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行如下操作：
在生成虚拟血管的中心线后，从所述中心线上选取n个中心线点，所述虚拟血管是预先基于患者的医学影像数据建立的、与所述患者的血管相匹配的三维模型；
从每个所述中心线点所在的虚拟截面的边缘选取m个点以及在每个所述中心线点所在的虚拟截面的内部随机生成h个点，得到每个所述中心线点所在的虚拟截面对应的点集合，每个所述点集合包括m+h+1个点；
根据所述虚拟血管的截止点、每个所述中心线点所在的虚拟截面对应的点集合以及所述虚拟血管的起始点，确定所述中心线对应的目标折线，所述目标折线是由所述起始点、每个所述中心线点所在的虚拟截面对应的点集合中的其中一点以及所述截止点连接而成的折线段，且所述目标折线的弹性势能总和小于折线集合中除所述目标折线之外的任一折线的弹性势能总和，所述折线集合包括由所述截止点、依次从每个所述点集合选择的任意一点以及所述起始点连接而成的所有折线；
对所述目标折线执行平滑和插值操作得到所述目标折线对应的连续曲线段，将所述连续曲线段确定为与所述虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径。
16.根据权利要求15所述的计算机可存储介质，其特征在于，所述计算机指令被调用时，执行所述的根据所述虚拟血管的截止点、每个所述中心线点所在的虚拟截面对应的点集合以及所述虚拟血管的起始点，确定所述中心线对应的目标折线的操作的具体方式为：
从所述虚拟血管的起始点到所述虚拟血管的截止点的方向，为所述起始点所在的虚拟截面、每个所述中心线点所在的虚拟截面以及所述截止点所在的虚拟截面设定顺序标识，得到第1到第n+2个虚拟截面，其中，第1个虚拟截面对应的点集合只包含所述起始点，第n+2个虚拟截面对应的点集合只包含所述截止点，第2至第n+1个虚拟截面均包含m+h+1个点；
为第1至第n+2个虚拟截面中每个虚拟截面对应的点集合包括的每个点设置在该虚拟截面中与该点唯一对应的点标识；
当i由n缩小至1的过程中，基于预先确定出的最短路径确定算法以及第1至第n+2个虚拟截面对应的点集合确定路径数组Path[i,j,k]；根据所有所述路径数组Path[i,j,k]，确定所述中心线对应的目标折线；
其中，i小于等于n且大于等于1，k大于等于1且小于等于m+h+1，且当i等于1时，j等于1，所述路径数组Path[i,j,k]用于存放从第i个虚拟截面上第j个点出发沿着第i+1个虚拟截面的第k个方向到所述截止点的弹性势能总和最小时第i+2个虚拟截面上的目标点唯一对应的点标识。
17.根据权利要求16所述的计算机可存储介质，其特征在于，所述计算机指令被调用时，执行所述的基于预先确定出的最短路径确定算法以及第1至第n+2个虚拟截面对应的点集合确定路径数组Path[i,j,k]的操作的具体方式为：
当i等于n时，确定路径数组Path[i,j,k]存放的点标识为所述截止点唯一对应的点标识；
当i由小于n的最大值缩小至1时，遍历第i个虚拟截面对应的点集合中未被遍历的点，在遍历第i个虚拟截面对应的点集合中未被遍历的某个点Pi,j时，遍历第i+1个虚拟截面对应的点集合中的每个点；在遍历第i+1个虚拟截面对应的点集合中的某个点Pi+1,k时，遍历第i+2个虚拟截面对应的点集合中的每个点；在遍历第i+2个虚拟截面对应的点集合的某个点Pi+2,l时，计算由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段的弹性势能，并计算所述弹性势能与预先确定出的值Si+1kl的和作为第i+2个虚拟截面对应的点集合的某个点Pi+2,l对应的和值，从第i+2个虚拟截面对应的点集合中所有点对应的和值中筛选最小和值，并从第i+2个虚拟截面对应的点集合中查找与所述最小和值对应的目标点，将所述目标点唯一对应的点标识添加至Path[i,j,k]中，其中，Si+1kl等于第i+1个虚拟截面上第k个点沿第i+2个虚拟截面的第l个方向到所述截止点的最小弹性势能总和。
18.根据权利要求17所述的计算机可存储介质，其特征在于，由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段的弹性势能的计算公式为：
其中，Ci和Bi为根据组成实体微导管的所有实体子微导管中与由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段及由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段相匹配的实体子微导管的属性参数确定出的常数，为由点Pi,j和Pi+1,k组成的线段与由点Pi+1,k与点Pi+2,l组成的线段之间形成的夹角，所述实体微导管为与所述虚拟微导管对应的实体微导管。
19.根据权利要求16所述的计算机可存储介质，其特征在于，所述计算机指令被调用时，还用于执行如下操作：
检测是否存在针对第2个虚拟截面对应的点集合中其中一点的选择操作；
当检测到针对所述其中一点的选择操作时，根据确定出的所有所述路径数组Path[i,j,k]生成包括所述起始点和所述其中一点的某一路径；生成包括所述起始点和所述其中一点的某一路径对应的虚拟动画，并演示所述虚拟动画；
其中，所述某一路径为从所述起始点出发沿所述其中一点的方向到所述截止点的所有路径中弹性势能总和最小的路径。
20.根据权利要求15-19任一项所述的计算机可存储介质，其特征在于，所述计算机指令被调用时，执行所述的从所述中心线上选取n个中心线点的操作的具体方式为：
在生成虚拟血管的中心线后，以等间隔或不等间隔的方式从所述中心线上选取n个中心线点；
其中，每个所述中心线点所在的虚拟截面中任意两个相邻的虚拟截面互不相交，每个所述中心线点所在的虚拟截面垂直于所述中心线在该中心线点的切线，且n大于等于2，所述虚拟血管的长度越长，n的值越大；当以所述不等间隔的方式选取中心线点时，所述虚拟血管发生弯折的血管段的弯折程度越大，对应血管段处包括的所述中心线点的密度值越大。
21.根据权利要求15-19任一项所述的计算机可存储介质，其特征在于，所述计算机指令被调用时，还用于执行如下操作：
对所述目标折线执行平滑和插值操作得到所述目标折线对应的连续曲线段之后，输出所述连续曲线段，供操作者查看；
检测是否接收到所述操作者针对所述连续曲线段的调整操作；
当检测到针对所述连续曲线段的调整操作时，根据与所述调整操作对应的调整参数调整所述连续曲线段，并触发执行所述的将所述连续曲线段确定为与所述虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径的步骤；
当未检测到所述调整操作时，触发执行所述的将所述连续曲线段确定为与所述虚拟血管对应的虚拟微导管的虚拟介入路径的操作。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910742621.XA CN110507415B (zh) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | 微导管虚拟介入的路径模拟方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910742621.XA CN110507415B (zh) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | 微导管虚拟介入的路径模拟方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110507415A CN110507415A (zh) | 2019-11-29 |
| CN110507415B true CN110507415B (zh) | 2021-10-15 |
Family
ID=68625475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910742621.XA Active CN110507415B (zh) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | 微导管虚拟介入的路径模拟方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110507415B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112700551A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-23 | 青岛海信医疗设备股份有限公司 | 虚拟胆道镜介入手术规划方法、装置、设备及存储介质 |
| CN114299805B (zh) * | 2021-12-29 | 2024-05-17 | 赛诺医疗科学技术股份有限公司 | 一种颅内介入模拟装置、系统及方法 |
| CN114366296B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-05-30 | 杭州脉流科技有限公司 | 改进的微导管路径生成方法、塑形方法、设备和存储介质 |
| CN114027984B (zh) * | 2022-01-06 | 2022-03-11 | 极限人工智能有限公司 | 迂曲血管穿越控制装置及血管机器人系统 |
| CN116392257B (zh) * | 2023-06-07 | 2023-10-10 | 北京唯迈医疗设备有限公司 | 一种介入手术机器人系统、导丝的塑形方法和存储介质 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1871998A (zh) * | 2006-04-20 | 2006-12-06 | 北京思创贯宇科技开发有限公司 | 一种血管三维重建及虚拟支架置入的方法和系统 |
| CN103961179A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-08-06 | 深圳先进技术研究院 | 手术器械运动模拟方法 |
| CN107392872A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-11-24 | 强联智创（北京）科技有限公司 | 一种微导管塑形器的生成方法及生成系统 |
-
2019
- 2019-08-13 CN CN201910742621.XA patent/CN110507415B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1871998A (zh) * | 2006-04-20 | 2006-12-06 | 北京思创贯宇科技开发有限公司 | 一种血管三维重建及虚拟支架置入的方法和系统 |
| CN103961179A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-08-06 | 深圳先进技术研究院 | 手术器械运动模拟方法 |
| CN107392872A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-11-24 | 强联智创（北京）科技有限公司 | 一种微导管塑形器的生成方法及生成系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 面向微创介入手术的连续体;殷杰;《中国优秀硕士论文全文数据库（电子期刊）》;20190215;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110507415A (zh) | 2019-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110507415B (zh) | 微导管虚拟介入的路径模拟方法及装置 | |
| CN109907732B (zh) | 一种颅内动脉瘤破裂风险的评估方法及系统 | |
| CN109924956B (zh) | 一种颅内动脉瘤图像的形态学参数的测量方法及装置 | |
| WO2021213124A1 (zh) | 血流特征预测方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
| WO2017047819A1 (ja) | 血管形状分析装置、その方法、及びそのコンピュータソフトウェアプログラム | |
| CN108030550B (zh) | 一种基于虚拟成像的动脉瘤的瘤颈角度计算方法 | |
| WO2020258819A1 (zh) | 一种动静脉畸形分割方法、系统及电子设备 | |
| US20160220123A1 (en) | Systems and methods for vascular diagnosis using blood flow magnitude and/or direction | |
| WO2014045539A1 (ja) | 画像処理装置および方法ならびにプログラム | |
| KR20230052967A (ko) | 태아 초음파 영상의 이미징 품질 제어의 결정 방법 및 장치 | |
| JP2014534822A5 (ja) | 冠動脈カルシウムのスコアリング方法、システム及びコンピュータプログラム製品 | |
| US9198603B2 (en) | Device, method and program for searching for the shortest path in a tubular structure | |
| US4771467A (en) | Method of identification of arborescent structures in digital images and its application to an image-processing device | |
| WO2022062461A1 (zh) | 基于超声动态图像的胎儿切面的确定方法及装置 | |
| CN110288637B (zh) | 多角度dsa造影图像血管匹配方法及装置 | |
| CN110522449B (zh) | 一种斑块分型方法、装置、电子设备及可读存储介质 | |
| KR102395873B1 (ko) | 자동으로 혈관 영상을 처리하는 방법 및 장치 | |
| JP6271458B2 (ja) | 画像処理装置、方法、及びプログラム | |
| Yureidini et al. | Robust RANSAC-based blood vessel segmentation | |
| CN109919904A (zh) | 一种x射线造影图像的血管拓扑结构分析方法及装置 | |
| WO2024021641A1 (zh) | 一种血管分割方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN110288572B (zh) | 血管中心线自动提取方法及装置 | |
| CN111640102A (zh) | 动脉瘤检测方法、装置以及计算机设备 | |
| KR102399510B1 (ko) | 사용자 입력에 기초하여 혈관 영상을 처리하는 방법 및 장치 | |
| US10395775B2 (en) | Apparatus and method for recommending operation path |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230111 Address after: 1301, Floor 13, Building 3, Block 2, Heyang Plaza, No. 13, Changjiang Road, Guicheng Street, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province, 528000 Patentee after: Weizhi medical technology (Foshan) Co.,Ltd. Address before: 510000 room 3025, No. 95, Jinling North Road, Nansha street, Nansha District, Guangzhou City, Guangdong Province Patentee before: GUANGZHOU XINMAI TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |