CN110693609A - 植入物介入模拟方法、选取方法、介质及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种植入物介入模拟方法、选取方法、介质及设备，所述植入物介入模拟方法包括：获取植入物三维模型；获取目标血管的图像数据；根据所述目标血管的图像数据获得血管三维模型；将所述植入物三维模型植入所述血管三维模型，得到植入后的血管三维模型；对所述植入后的血管三维模型进行血流动力学仿真，获得植入物介入仿真结果。所述植入物介入模拟方法包括血管分割、三维模型重建、虚拟植入、血流动力学仿真等步骤，充分考虑了植入物跟血管之间的相互影响，根据仿真结果能够有效预测放置植入物之后的直接效果，从而为植入物品牌和型号的选取提供依据。

Description

植入物介入模拟方法、选取方法、介质及设备

技术领域

本发明属于植入物领域，涉及一种植入物模拟方法，特别是涉及一种植入物介入模拟方法、选取方法、介质及设备。

背景技术

介入手术是众多心脑血管疾病的重要治疗手段，具体是指在医学影像设备的引导下，将特制的植入物引入人体从而对体内病态进行诊断和局部治疗的一种治疗方法。在血管介入手术中往往要根据需求放置不同类型的植入物，每一种植入物都有不同的品牌和型号，在治疗中恰当的选择合适的植入物至关重要。目前临床中为病人选择植入物时，医生只能通过影像数据粗略测量病人放置植入物的位置的基本尺寸，并据此大致选择植入物的型号。这种选型方法没有办法预测到放置植入物之后的效果，由此导致选型准确性大幅降低。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种植入物介入模拟方法、选取方法、介质及设备，用于解决现有技术无法预测到放置植入物之后的效果的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种植入物介入模拟方法，用于血管介入手术的前期分析，所述植入物介入模拟方法包括：获取植入物三维模型；获取目标血管的图像数据；根据所述目标血管的图像数据获得血管三维模型；将所述植入物三维模型植入所述血管三维模型，得到植入后的血管三维模型；对所述植入后的血管三维模型进行血流动力学仿真，获得植入物介入仿真结果。

于本发明的一实施例中，获取目标血管的图像数据的实现方法包括：获取包含所述目标血管的原始医学图像；对所述原始医学图像进行分割，从中提取出所述目标血管的图像数据。

于本发明的一实施例中，根据所述目标血管的图像数据获得血管三维模型的实现方法包括：根据所述目标血管的图像数据进行三维模型重建，获得所述血管三维模型。

于本发明的一实施例中，根据所述目标血管的图像数据进行三维模型重建的实现方法包括：利用表面网格建模方法，将所述目标血管的图像数据重建成血管三维表面网格模型；或利用体网格建模方法，将所述目标血管的图像数据重建成血管三维体网格模型。

于本发明的一实施例中，将所述植入物三维模型植入所述血管三维模型，得到植入后的血管三维模型的实现方法包括：将所述植入物三维模型植入所述血管三维模型；仿真所述植入物三维模型植入后的状态变化，当所述植入物三维模型的状态不再变化时获取所述植入后的血管三维模型。

于本发明的一实施例中，仿真所述植入物三维模型植入后的状态变化，当所述植入物三维模型的状态不再变化时获取所述植入后的血管三维模型的一种实现方法包括：所述植入物三维模型为自膨胀型植入物三维模型；所述自膨胀型植入物三维模型放入所述血管三维模型后，从初始状态开始膨胀；在所述自膨胀型植入物三维模型膨胀的过程中进行触壁检测，对接触到所述血管三维模型的血管壁的自膨胀型植入物三维模型节点进行处理，直至所述自膨胀型植入物三维模型的所有节点均停止膨胀，达到收敛状态；此时所述植入物三维模型的状态不再变化；获取所述植入后的血管三维模型。

于本发明的一实施例中，仿真所述植入物三维模型植入后的状态变化，当所述植入物三维模型的状态不再变化时获取所述植入后的血管三维模型的一种实现方法包括：所述植入物三维模型为球囊扩张型植入物三维模型；所述球囊扩张型植入物三维模型放入所述血管三维模型后，在一载荷的作用下形变至预设塑型形状；此时所述植入物三维模型的状态不再变化；获取所述植入后的血管三维模型。

于本发明的一实施例中，对所述植入后的血管三维模型进行血流动力学仿真，获得植入物介入仿真结果的实现方法包括：所述植入后的血管三维模型为带有虚拟植入物的血管三维体网格模型；对所述带有虚拟植入物的血管三维体网格模型进行血流动力学仿真，获得所述植入物介入仿真结果。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器调用时实现本发明所述的植入物介入模拟方法。

本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：存储器，用于存储有一计算机程序；处理器，与所述存储器通信相连，用于调用所述计算机程序时实现本发明所述的植入物介入模拟方法；显示器，与所述处理器通信相连，用于显示所述植入物介入模拟方法的相关GUI交互界面。

本发明还提供一种植入物选取方法，所述植入物选取方法包括：获取多个备选的植入物三维模型；分别对各所述备选的植入物三维模型进行植入物介入模拟，得到各所述备选的植入物三维模型对应的植入物介入仿真结果；根据各所述植入物介入仿真结果选取最优植入物，并推荐给用户。

于本发明的一实施例中，所述植入物选型方法还包括：将各所述备选的植入物三维模型对应的植入物介入仿真结果显示给用户；根据用户的指令选取所述最优植入物。

于本发明的一实施例中，所述植入物为血管内支架；根据各所述植入物介入仿真结果选取最优植入物的实现方法包括：根据植入所述血管内支架后血管血流量的仿真结果选取所述最优植入物。

于本发明的一实施例中，所述植入物为血管内人工瓣膜；根据各所述植入物介入仿真结果选取最优植入物的实现方法包括：根据植入所述血管内人工瓣膜后血管内血液回流量的仿真结果选取所述最优植入物。

于本发明的一实施例中，所述植入物为血流导向装置；根据各所述植入物介入仿真结果选取最优植入物的实现方法包括：根据植入所述血流导向装置后血管瘤内的血液流量或流速的仿真结果选取所述最优植入物。

于本发明的一实施例中，所述植入物为覆膜支架；根据各所述植入物介入仿真结果选取最优植入物的实现方法包括：根据植入所述覆膜支架后主动脉瘤内的血流速度的仿真结果选取所述最优植入物。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器调用时实现本发明所述的植入物选取方法。

本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：存储器，用于存储有一计算机程序；处理器，与所述存储器通信相连，用于调用所述计算机程序时实现本发明所述的植入物选取方法；显示器，与所述处理器通信相连，用于显示所述植入物选取方法于显示所述植入物选取方法的相关GUI交互界面。

如上所述，本发明所述的植入物介入模拟方法、选取方法、介质及设备，具有以下有益效果：

所述植入物介入模拟方法包括血管分割、三维模型重建、虚拟植入、血流动力学仿真等步骤，充分考虑了植入物跟血管之间的相互影响；根据仿真结果能够有效预测放置植入物之后的效果，从而为植入物品牌和型号的选取提供依据；

所述植入物介入模拟方法针对不同类型的植入物给出了不同的模拟方法，适用于多种类型的植入物，通用性强；

所述植入物选取方法以电脑得出的植入物介入仿真结果为依据进行选取，避免了传统选型方法中由于医生主观判断导致的选型误差。

附图说明

图1显示为本发明所述植入物介入模拟方法于一具体实施例中的流程示意图。

图2显示为本发明所述植入物介入模拟方法于一具体实施例中获取的目标血管示例图。

图3显示为本发明所述植入物介入模拟方法于一具体实施例中获取的血管三维重建模型示例图。

图4显示为本发明所述植入物介入模拟方法于一具体实施例中获取所述植入后的血管三维模型的流程示意图。

图5显示为本发明所述植入物介入模拟方法于一具体实施例中获取的未植入虚拟植入物时的血管三维模型示例图。

图6显示为本发明所述植入物介入模拟方法于一具体实施例中获取的植入虚拟植入物后的血管三维模型示例图。

图7显示为本发明所述植入物介入模拟方法于一具体实施例中获取所述植入后的血管三维模型的流程示意图。

图8显示为本发明所述植入物介入模拟方法于一具体实施例中获取的血流动力学仿真结果示例图。

图9显示为本发明所述植入物选取方法于一具体实施例中的流程示意图。

图10显示为本发明所述植入物选取方法于一具体实施例中获取的植入血流导向装置后的动脉瘤示例图。

元件标号说明

S110～S140 步骤

S131a～S137a 步骤

S131b～S136b 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

目前临床中为病人选择植入物时，医生只能通过影像数据粗略测量病人放置植入物位置的基本尺寸，并据此大致选择植入物的型号。这种选型方法没有考虑血液流动与植入物之间的相互影响，也没法预测放置植入物之后的效果，由此导致选型准确性大幅降低。针对这一问题，本发明提出了一种植入物介入模拟方法，用于血管介入手术的前期分析，所述植入物介入模拟方法包括：获取植入物三维模型；获取目标血管的图像数据；根据所述目标血管的图像数据获得血管三维模型；将所述植入物三维模型植入所述血管三维模型，得到植入后的血管三维模型；对所述植入后的血管三维模型进行血流动力学仿真，获得植入物介入仿真结果。所述植入物介入模拟方法充分考虑了植入物跟血管之间的相互影响并对所述植入后的血管三维模型进行动力学仿真，根据所述仿真的结果能够有效预测放置植入物之后的效果，从而为植入物品牌和型号的选取提供依据。

以下将详细阐述本实施例中植入物介入模拟方法的原理以及实施方式，以使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本发明的植入物介入模拟方法。

请参阅图1，于本发明的一实施例中所述植入物介入模拟方法包括：

S110，获取植入物三维模型；所述植入物包括但不限于血流导向器、人工瓣膜、覆膜支架、血管支架。所述植入物三维模型可以由不同植入物的生产厂商提供，也可以植入物模型库中选取。

S120，获取目标血管的图像数据；根据所述目标血管的图像数据获得血管三维模型；所述目标血管是指待植入的血管，所述目标血管的图像数据是指所述目标血管在相应图像中的数据，例如血管宽度、血管位置等。

S130，将所述植入物三维模型植入所述血管三维模型，得到植入后的血管三维模型。于实际实施中，将所述植入物三维模型植入所述血管三维模型的过程可以利用计算机软件将所述植入物三维模型虚拟植入到所述血管三维模型的特定位置。

S140，对所述植入后的血管三维模型进行血流动力学仿真，获得植入物介入仿真结果。所述植入物介入仿真结果包括不同选型参数以及相应的医学图像，所述选型参数包括但不限于：血液流速、壁面压力、壁面切应力、回流情况、压力比值、瓣膜处流速、夹层假腔、主动脉瘤内的血流速度、支架后狭窄前后压力比值或梯度；所述医学图像例如心脏图像、血管瘤图像等。

于本发明的一实施例中，获取目标血管的图像数据的实现方法包括：获取包含所述目标血管的原始医学图像；对所述原始医学图像进行分割，从中提取出所述目标血管的图像数据。

具体地，所述原始医学图像包括但不限于CT图像、磁共振图像。对所述原始医学图像进行分割，从中提取出所述目标血管的图像数据的目的是将需要放置植入物的目标血管从图像中分离出来；所用方法包括但不限于基于深度学习的分割方法如VNet、UNet以及传统的分割方法如levelset、graphcut、活动轮廓模型等；其结果是将所述目标血管与其他部分进行区分，例如可以将所述原始医学图像中目标血管的部分标记为1、其余部分标记为0，以此来区分所述目标血管。请参阅图2，显示为本实施例中提取出的一幅目标血管图像示例图。

于本发明的一实施例中，根据所述目标血管的图像数据获得血管三维模型的实现方法包括：根据所述目标血管的图像数据进行三维模型重建，获得所述血管三维模型。

于本发明的一实施例中，根据所述目标血管的图像数据进行三维模型重建的实现方法包括：利用表面网格建模方法，将所述目标血管图像数据重建成血管三维表面网格模型；或利用体网格建模方法，将所述目标血管图像数据重建成血管三维体网格模型。

于本实施例中，所述表面网格指的是将物体的三维表面用三角面片进行拟合得到的闭合网格，对应的表面网格建模方法得到的是所述目标血管的表面模型；所述体网格是指将物体用多个小立方体进行拟合得到的立体网格，对应的体网格建模方法得到的是所述目标血管的立体模型。根据所述目标血管的图像数据进行三维模型重建的具体方法包括但不限于移动立方体法、扁平重建方法等；请参阅图3，显示为本实施例中获取的一幅血管三维重建模型。

于本发明的一实施例中，将所述植入物三维模型植入所述血管三维模型，得到植入后的血管三维模型的实现方法包括：将所述植入物三维模型植入所述血管三维模型；仿真所述植入物三维模型植入后的状态变化，当所述植入物三维模型的状态不再变化时获取所述植入后的血管三维模型。

具体地，所述植入物三维模型具有预设的初始状态，将所述植入物三维模型植入到目标位置后所述植入物三维模型开始发生形变；在所述形变过程中所述植入物三维模型跟血管壁以及血流之间产生相互作用并最终到达一个平衡状态，此后所述植入物三维模型的形状不再发生变化，此时所述血管的三维模型即为植入后的血管三维模型。

于本发明的一实施例中，仿真所述植入物三维模型植入后的状态变化，当所述植入物三维模型的状态不再变化时获取所述植入后的血管三维模型的一种实现方法包括：所述植入物三维模型为自膨胀型植入物三维模型；所述自膨胀型植入物三维模型植入所述血管三维模型后，从初始状态开始膨胀；在所述自膨胀型植入物三维模型膨胀的过程中进行触壁检测，对接触到所述血管三维模型的血管壁的自膨胀型植入物三维模型节点进行处理，直至所述自膨胀型植入物三维模型的所有节点均停止膨胀，达到收敛状态；此时所述植入物三维模型的状态不再变化；获取所述植入后的血管三维模型。

于本实施例中，所述自膨胀型植入物包含多个节点，不同节点之间采用弹簧连接。所述自膨胀型植入物在初始状态即未扩张时会受到外界束缚，此时所述弹簧全部处于压缩状态。当所述植入物到达目标位之后所述外界束缚解除，其后所述自膨胀型植入物在弹簧的作用下逐步扩张从而实现自身的膨胀。请参阅图4，显示为仿真所述植入物三维模型植入后的状态变化，当所述植入物三维模型的状态不再变化时获取所述植入后的血管三维模型的具体流程，该流程包括：

步骤S131a，获取所述自膨胀型植入物未扩张时的三维模型。所述自膨胀型植入物未扩张时的三维模型可以由植入物厂家提供，也可以从植入物模型库中直接选取。

步骤S132a，设置所述自膨胀型植入物的扩张目标。于本实施例中以所述自膨胀型植入物在真空中完全扩张的模型作为扩张目标。

步骤S133a，将所述自膨胀型植入物植入所述血管三维模型中，解除所述自膨胀型植入物的外界束缚。

步骤S134a，让所述自膨胀型植入物膨胀。当所述自膨胀型植入物的外界束缚解除后，其中未停止运动的节点会在弹簧的作用下开始运动，进而使所述自膨胀型植入物实现膨胀。所述自膨胀型植入物膨胀时不同节点受到的作用力计算公式为

其中δ_i标识节点i的位移；k_ij标识节点i与相邻节点j之间的弹性系数；n_i为节点i的邻域节点数量。

步骤S135a，进行触壁检测，对接触到所述血管三维模型的血管壁的自膨胀型植入物三维模型节点进行处理，所述处理包括停止运动、限制运动范围、限制运动距离等。

步骤S136a，判断所述自膨胀型植入物三维模型的所有节点是否均停止运动：如果所有节点均停止运动，则所述自膨胀型植入物完全收敛，继续执行步骤S137a；如果有节点未停止运动，则所述自膨胀型植入物未收敛，继续执行步骤S134a。

步骤S137a，获得介入了收敛状态的虚拟植入物的血管三维模型，即为所述植入后的血管三维模型。

图5显示为本实施例所述植入物介入模拟方法中获取的未植入虚拟植入物时的血管三维模型示例图。图6显示为本实施例所述植入物介入模拟方法中获取的植入虚拟植入物后的血管三维模型示例图。对比可知，在放入虚拟植入物以后，通过医学影像能够清楚地看到所述虚拟植入物植入以后的状态和位置。

于本发明的一实施例中，仿真所述植入物三维模型植入后的状态变化，当所述植入物三维模型的状态不再变化时获取所述植入后的血管三维模型的一种实现方法包括：所述植入物三维模型为球囊扩张型植入物三维模型；所述球囊扩张型植入物三维模型放入所述血管三维模型后，在一载荷的作用下形变至预设塑型形状；此时所述植入物三维模型的状态不再变化；获取所述植入后的血管三维模型。

于本实施例中，所述球囊型植入物内部有一载荷，当所述球囊型植入物放入所述血管三维模型后其内部载荷会在外力作用下产生膨胀进而促使该球囊型植入物产生塑性形变，所述球囊型植入物适用于治疗动脉狭窄等病情。请参阅图7，显示为本实施例中仿真所述植入物三维模型植入后的状态变化，当所述植入物三维模型的状态不再变化时获取所述植入后的血管三维模型的具体流程，该流程包括：

步骤S131b，获取所述球囊型植入物未扩张时的三维模型。所述球囊型植入物未扩张时的三维模型可以由植入物厂家提供，也可以从植入物模型库中直接选取。

步骤S132b，设置所述球囊型植入物的扩张目标。于本实施例中，所述扩张目标为所述球囊型扩张植入物的预设塑性形状。

步骤S133b，将所述球囊型植入物植入所述血管三维模型。

步骤S134b，使所属球囊型植入物中的载荷膨胀，支撑所述球囊型植入物发生塑性形变。所述球囊型植入物中载荷膨胀的方法包括但不限于对其进行充气。所述球囊型植入物的形变过程是不可逆过程。

步骤S135b，判断所述球囊型植入物是否达到扩张目标，如果已达到扩张目标则继续执行步骤S136b，否则执行S134b。当所述球囊型植入物达到所述扩张目标时，所述植入物三维模型的状态不再变化。

步骤S136b，获得介入了收敛状态的虚拟植入物的血管三维模型，即为所述植入后的血管三维模型。

于本发明的一实施例中，对所述植入后的血管三维模型进行血流动力学仿真，获得植入物介入仿真结果的实现方法包括：所述植入后的血管三维模型为带有虚拟植入物的血管三维体网格模型；对所述带有虚拟植入物的血管三维体网格模型进行血流动力学仿真，获得所述植入物介入仿真结果。

于本实施例中，所述血流动力学仿真中针对的是带有虚拟植入物的血管三维体网格模型，所述三维体网格模型的获取方式包括：从步骤S120中直接获得，或者在步骤S120中首先获得所述表面网格模型，然后在步骤S130结束以后将所述表面网格模型转化为所述三维体网格模型，所述转化可以利用现有表面网格转化成体网格的方法来实现，此处不再赘述。

于本实施例中，所用血流动力学仿真方法包括但不限于有限体积法、格子玻尔兹曼法。所述有限体积法基于积分形式的守恒方程，该积分形式的守恒方程描述的是计算网格定义的每个控制体。有限体积法着重从物理观点来构造离散方程，每一个离散方程都是有限大小体积上某种物理量守恒的表示式，推导过程物理概念清晰，并可保证离散方程具有守恒特性。所述格子玻尔兹曼法假设流体是由虚拟的微观粒子构成，这些粒子在一个离散网格中进行连续传播和碰撞。由于其独特的特性，所述格子玻尔兹曼法在处理复杂边界层，涉及微观相互作用以及并行计算中具有独特的优势。所述血流动力学仿真可以根据实际病况选择不同方式对仿真结果进行呈现。图8显示为本实施例得到的一幅基于速度等值面的血流动力学仿真结果。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器调用时能够实现本发明所述的植入物介入模拟方法。

本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：存储器，用于存储有一计算机程序；处理器，与所述存储器通信相连，用于调用上述计算机程序以实现本发明所述的植入物介入模拟方法；显示器，与所述处理器通信相连，用于显示所述植入物介入模拟方法的相关GUI交互界面。

本发明还提供一种植入物选取方法，所述植入物选取方法包括：获取多个备选的植入物三维模型；分别对各所述备选的植入物三维模型进行植入物介入模拟，得到各所述备选的植入物三维模型对应的植入物介入仿真结果；根据各所述植入物介入仿真结果选取最优植入物，并推荐给用户。所述植入物选取方法以电脑得出的植入物介入仿真结果为依据，避免了传统选型方法中由于医生主观判断导致的选型误差。

请参阅图9，与本发明中的一实施例中，所述植入物选取方法包括：

S910，获取多个备选的植入物三维模型；所述植入物三维模型可以由植入物厂家提供，也可以植入物模型库中直接选取。本步骤中获取的备选的植入物三维模型应当包括不同厂家、不同型号的植入物三维模型。

S920，分别对各所述备选的植入物三维模型进行植入物介入模拟，得到各所述备选的植入物三维模型对应的植入物介入仿真结果。所述植入物介入模拟是指将各所述备选的植入物植入目标位置，例如将血流导向器虚拟植入颅内血管，或将血管支架虚拟植入到狭窄处的血管等。所述备选的植入物三维模型对应的植入物介入仿真结果包括所述备选的植入物对应的选型参数以及医学图像，所述选型参数包括但不限于：流速、壁面压力、回流情况、压力比值；所述医学图像例如心脏图像、血管图像。

S930，根据各所述植入物介入仿真结果选取最优植入物，并推荐给用户。具体地，根据所述选型参数的取值从各所述备选的植入物中选取一个最优植入物并推荐给用户；当所述选型参数有多个时，应当综合考虑不同选型参数对所述备选植入物性能的影响。

于本发明的一实施例中，所述植入物选型方法还包括：将各所述备选的植入物三维模型对应的植入物介入仿真结果显示给用户；根据用户的指令选取所述最优植入物。

于本发明的一实施例中，所述植入物为血管内支架；根据各所述植入物介入仿真结果选取最优植入物的实现方法包括：根据植入所述血管内支架后血管血流量的仿真结果选取所述最优植入物。

血管内支架主要用于治疗冠心病等心脑血管疾病，于实际应用中用所述血管内支架支撑狭窄甚至阻塞的冠状动脉血管以保证血液的流动通畅。因此，本实施例中选择血管血流量作为所述血管内支架的选型参数。此外，所述血管内支架的选型参数还可以包括支架后狭窄前后压力比值或梯度。

于本发明的一实施例中，所述植入物为血管内人工瓣膜；根据各所述植入物介入仿真结果选取最优植入物的实现方法包括：根据植入所述血管内人工瓣膜后血管内血液回流量的仿真结果选取所述最优植入物。

人工瓣膜是指可植入心脏内代替心脏瓣膜、能使血液单向流动且具有天然心脏瓣膜功能的人工器官。当心脏瓣膜病变严重而不能用瓣膜分离手术或修补手术恢复或改善瓣膜功能时,须采用人工心脏瓣膜置换术。换瓣病例主要有风湿性心脏病，先天性心脏病，马凡氏综合症等。根据上述人工瓣膜的特性以及应用场景，于本实施例中选取血管内血液回流量作为所述人工瓣膜的选型参数。此外，所述人工瓣膜的选型参数还可以包括瓣膜处血流流速。

于本发明的一实施例中，所述植入物为覆膜支架；根据各所述植入物介入仿真结果选取最优植入物的实现方法包括：根据植入所述覆膜支架后主动脉瘤内的血流速度的仿真结果选取所述最优植入物。

于本发明的一实施例中，所述植入物为血流导向装置；根据各所述植入物介入仿真结果选取最优植入物的实现方法包括：根据植入所述血流导向装置后血管瘤内的血液流量或流速的仿真结果选取所述最优植入物。请参阅图10，显示为本实施例中获取的一副植入所述血流导向装置后的动脉瘤示例图。

于实际实施中，血流导向装置主要用于干扰从载瘤动脉进入动脉瘤的血流，使动脉瘤中血液出现阻滞淤积，从而导致动脉瘤内血栓形成并进一步促使其完全封闭。鉴于所述血流导向装置的用途，于本实施例中选取血管瘤内的血液流量或流速作为所述血流导向装置的选型参数。此外，所述血流导向装置的选型参数还可以包括血液流速、壁面切应力、压力以及三者的极值分布、三者的平均值与载瘤动脉内均值的比。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器调用时实现本发明所述的植入物选取方法。

本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：存储器，用于存储有一计算机程序；处理器，与所述存储器通信相连，用于调用所述计算机程序时实现本发明所述的植入物选取方法；显示器，与所述处理器通信相连，用于显示所述植入物选取方法于显示所述植入物选取方法的相关GUI交互界面。

如上所述，本发明所述的植入物介入模拟方法、选取方法、介质及设备，具有以下有益效果：所述植入物介入模拟方法包括血管分割、三维模型重建、虚拟植入、血流动力学仿真等步骤，充分考虑了植入物跟血管之间的相互影响；根据仿真结果能够有效预测放置植入物之后的效果，从而为植入物品牌和型号的选取提供依据；所述植入物介入模拟方法针对不同类型的植入物给出了不同的模拟方法，适用于多种类型的植入物，通用性强；所述植入物选取方法以电脑得出的植入物介入仿真结果为依据进行选取，避免了传统选型方法中由于医生主观判断导致的选型误差。因此，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (18)

1.一种植入物介入模拟方法，其特征在于，用于血管介入手术的前期分析，所述植入物介入模拟方法包括：

获取植入物三维模型；

获取目标血管的图像数据；根据所述目标血管的图像数据获得血管三维模型；

将所述植入物三维模型植入所述血管三维模型，得到植入后的血管三维模型；

对所述植入后的血管三维模型进行血流动力学仿真，获得植入物介入仿真结果。

2.根据权利要求1所述的植入物介入模拟方法，其特征在于，获取目标血管的图像数据的实现方法包括：

获取包含所述目标血管的原始医学图像；

对所述原始医学图像进行分割，从中提取出所述目标血管的图像数据。

3.根据权利要求1所述的植入物介入模拟方法，其特征在于，根据所述目标血管的图像数据获得血管三维模型的实现方法包括：

根据所述目标血管的图像数据进行三维模型重建，获得所述血管三维模型。

4.根据权利要求1所述的植入物介入模拟方法，其特征在于，根据所述目标血管的图像数据进行三维模型重建的实现方法包括：

利用表面网格建模方法，将所述目标血管的图像数据重建成血管三维表面网格模型；或

利用体网格建模方法，将所述目标血管的图像数据重建成血管三维体网格模型。

5.根据权利要求1所述的植入物介入模拟方法，其特征在于，将所述植入物三维模型植入所述血管三维模型，得到植入后的血管三维模型的实现方法包括：

将所述植入物三维模型植入所述血管三维模型；

仿真所述植入物三维模型植入后的状态变化，当所述植入物三维模型的状态不再变化时获取所述植入后的血管三维模型。

6.根据权利要求5所述的植入物介入模拟方法，其特征在于，仿真所述植入物三维模型植入后的状态变化，当所述植入物三维模型的状态不再变化时获取所述植入后的血管三维模型的一种实现方法包括：

所述植入物三维模型为自膨胀型植入物三维模型；

所述自膨胀型植入物三维模型放入所述血管三维模型后，从初始状态开始膨胀；

在所述自膨胀型植入物三维模型膨胀的过程中进行触壁检测，对接触到所述血管三维模型的血管壁的自膨胀型植入物三维模型节点进行处理，直至所述自膨胀型植入物三维模型的所有节点均停止膨胀，达到收敛状态；此时所述植入物三维模型的状态不再变化；

获取所述植入后的血管三维模型。

7.根据权利要求5所述的植入物介入模拟方法，其特征在于，仿真所述植入物三维模型植入后的状态变化，当所述植入物三维模型的状态不再变化时获取所述植入后的血管三维模型的一种实现方法包括：

所述植入物三维模型为球囊扩张型植入物三维模型；

所述球囊扩张型植入物三维模型放入所述血管三维模型后，在一载荷的作用下形变至预设塑型形状；此时所述植入物三维模型的状态不再变化；

获取所述植入后的血管三维模型。

8.根据权利要求1所述的植入物介入模拟方法，其特征在于，对所述植入后的血管三维模型进行血流动力学仿真，获得植入物介入仿真结果的实现方法包括：

所述植入后的血管三维模型为带有虚拟植入物的血管三维体网格模型；

对所述带有虚拟植入物的血管三维体网格模型进行血流动力学仿真，获得所述植入物介入仿真结果。

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，该程序被处理器调用时实现权利要求1至9任一项所述的植入物介入模拟方法。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

存储器，用于存储有一计算机程序；

处理器，与所述存储器通信相连，用于调用所述计算机程序时实现权利要求1至8任一项所述的植入物介入模拟方法；

显示器，与所述处理器通信相连，用于显示所述植入物介入模拟方法的相关GUI交互界面。

11.一种植入物选取方法，其特征在于，所述植入物选取方法包括：

获取多个备选的植入物三维模型；

分别对各所述备选的植入物三维模型进行植入物介入模拟，得到各所述备选的植入物三维模型对应的植入物介入仿真结果；

根据各所述植入物介入仿真结果选取最优植入物，并推荐给用户。

12.根据权利要求11所述的植入物选取方法，其特征在于，所述植入物选取方法还包括：

将各所述备选的植入物三维模型对应的植入物介入仿真结果显示给用户；

根据用户的指令选取所述最优植入物。

13.根据权利要求11所述的植入物选取方法，其特征在于，所述植入物为血管内支架；根据各所述植入物介入仿真结果选取最优植入物的实现方法包括：

根据植入所述血管内支架后血管血流量的仿真结果选取所述最优植入物。

14.根据权利要求11所述的植入物选取方法，其特征在于，所述植入物为血管内人工瓣膜；根据各所述植入物介入仿真结果选取最优植入物的实现方法包括：

根据植入所述血管内人工瓣膜后血管内血液回流量的仿真结果选取所述最优植入物。

15.根据权利要求11所述的植入物选取方法，其特征在于，所述植入物为血流导向装置；根据各所述植入物介入仿真结果选取最优植入物的实现方法包括：

根据植入所述血流导向装置后血管瘤内的血液流量或流速的仿真结果选取所述最优植入物。

16.根据权利要求11所述的植入物选取方法，其特征在于，所述植入物为覆膜支架；根据各所述植入物介入仿真结果选取最优植入物的实现方法包括：

根据植入所述覆膜支架后主动脉瘤内的血流速度的仿真结果选取所述最优植入物。

17.一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，该程序被处理器调用时实现权利要求11至16任一项所述的植入物选取方法。

18.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

存储器，用于存储有一计算机程序；

处理器，与所述存储器通信相连，用于调用所述计算机程序时实现权利要求11至16任一项所述的植入物选取方法；

显示器，与所述处理器通信相连，用于显示所述植入物选取方法的相关GUI交互界面。

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