CN112741691A - 弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括:构建受载瘤血管约束下呈扩张状态的血管支架三维模型,其中载瘤血管为预先构建的载瘤血管三维模型;依据血管支架三维模型外表面的边界生成侧壁密封的壳体;将弹簧圈通过导管向动脉瘤腔内推送,进入动脉瘤腔的弹簧圈盘绕于壳体外周并在动脉瘤腔的约束下进行扩张,再构建扩张状态的弹簧圈三维模型;将血管支架三维模型、弹簧圈三维模型以及载瘤血管三维模型进行结合后构成对弹簧圈盘绕支架释放的模拟。采用本方法能够提升仿真速度,且兼顾实用性和准确性。
Description
技术领域
本申请涉及转化医学领域,特别是涉及一种弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
颅内动脉瘤是颅内动脉壁病理性的膨出,常见于脑血管威利斯环的动脉分叉处。动脉瘤影响大概5%的全人类。动脉瘤破裂后果是致命性的,大约有50%不能存活,其余也会出现不同程度的身体功能性障碍。
弹簧圈栓塞目前是最重要的治疗动脉瘤的方法。其治疗过程包括释放一系列的弹簧圈到动脉瘤腔内,通过对动脉瘤的栓塞来减少瘤内血流。弹簧圈填充引起后续动脉瘤内的血栓形成,最终对动脉瘤进行栓塞,达到把动脉瘤隔绝于血流循环之外。对于宽颈动脉瘤,通常会在母血管中放置一种疏网支架,来防止弹簧圈从动脉瘤腔内落到母血管内,这种手术方法叫支架辅助的弹簧圈栓塞方法。现有技术中有一种叫密网支架来重塑载瘤动脉来进行脑动脉瘤的栓塞,其原理是通过放置一个金属网的覆盖率在30-35%左右的密网的支架来减少进入到动脉瘤腔内血流速度和血流量,进而让动脉瘤腔内形成血栓。密网支架针对大动脉瘤和宽颈等复杂动脉瘤特别有效,有时候植入密网支架同时还可以放置少量的弹簧圈。
前瞻性随机的多中心临床试验表明,跟传统的开颅手术(通过动脉瘤夹来夹闭动脉瘤)相比,弹簧圈和支架介入治疗的方法对破裂和未破裂动脉瘤有更好的结果。但是,弹簧圈栓塞的一个最大的弱点是有很高的复发率,高达30%,并且需要对这些复发的动脉瘤进行重新治疗。目前弹簧圈栓塞复发的机理没有完全理解,但是从直观的和大量学术研究表明,弹簧圈或者支架辅助的弹簧圈栓塞之后的复发跟血流动力学的改变有密切的关系。
基于医学图像的计算流体力学(CFD)在动脉瘤治疗前后的血流动力学分析中应用广泛。但是,计算流体力学仿真需要准确的弹簧圈、支架或者密网支架在血管内释放后的真实的几何结构。这个问题正是目前对弹簧圈和支架进行虚拟释放仿真计算的挑战,因为之前的方法不能快速准确的获取弹簧圈和支架真实释放之后的三维结构。特别是一些复杂类型的动脉瘤,如梭形动脉瘤和带有梭形动脉瘤性质的巨大颅内动脉瘤,针对这种类型的动脉瘤,单独使用密网支架来治疗并不能取得很好的治疗效果,往往需要弹簧圈进行疏松填塞,由于弹簧圈极细、极软,释放到动脉瘤腔内时会盘绕支架分布。而在临床上,这种复杂类型的动脉瘤往往更需要在手术前进行虚拟治疗。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够提高计算速度的同时保证准确性的弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法,包括:
构建受载瘤血管约束下呈扩张状态的血管支架三维模型,其中所述载瘤血管为预先构建的载瘤血管三维模型;
依据所述血管支架三维模型外表面的边界生成侧壁密封的壳体;
将弹簧圈通过导管向动脉瘤腔内推送,进入动脉瘤腔的弹簧圈盘绕于所述壳体外周并在所述动脉瘤腔的约束下进行扩张,再构建扩张状态的弹簧圈三维模型;
将所述血管支架三维模型、弹簧圈三维模型以及载瘤血管三维模型进行结合后构成对弹簧圈盘绕支架释放的模拟。
可选的,所述依据所述血管支架三维模型外表面的边界生成侧壁密封的壳体包括:
获得所述血管支架三维模型的中心线,沿所述中心线扫掠生成圆筒状的第一壳体;
沿所述第一壳体内壁施加边界条件,使其外壁膨胀至包覆所述血管支架三维模型的外表面,且将第一壳体作为所述壳体。
可选的,沿所述中心线扫掠生成圆筒状的第一壳体的外径与所述血管支架三维模型的最小内径一致。
可选的,所述动脉瘤腔为对所述载瘤血管三维模型进行分割后得到的带有动脉瘤以及部分载瘤血管的三维模型,且所述动脉瘤腔内保留相应部分的所述壳体。
可选的,构建所述导管时包括:在所述壳体侧壁上开设一个小孔,根据所述小孔以及预设角度生成所述导管;
所述导管一端通过所述小孔从壳体内部贯穿所述壳体伸入至所述动脉瘤腔内。
可选的,将所述弹簧圈推送至所述动脉瘤腔内时,所述弹簧圈为预成型的弹簧圈三维线性结构。
可选的,将所述血管支架三维模型、弹簧圈三维模型以及载瘤血管三维模型进行结合后构成对弹簧圈盘绕支架释放的模拟之后还包括:基于所述弹簧圈盘绕支架释放的模拟结果计算动脉瘤的体积。
本申请还提供了一种弹簧圈盘绕支架释放的模拟装置,包括:
血管支架三维模型构建模块:用于构建受载瘤血管约束下呈扩张状态的血管支架三维模型,其中所述载瘤血管为预先构建的载瘤血管三维模型;
壳体生成模块,用于依据所述血管支架三维模型外表面的边界生成侧壁密封的壳体;
弹簧圈三维模型构建模块,用于将弹簧圈通过导管向动脉瘤腔内推送,进入动脉瘤腔的弹簧圈盘绕于所述壳体外周并在所述动脉瘤腔的约束下进行扩张,再构建扩张状态的弹簧圈三维模型;
释放模拟模块,用于将所述血管支架三维模型、弹簧圈三维模型以及载瘤血管三维模型进行结合后构成对弹簧圈盘绕支架释放的模拟。
本申请还提供一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:
构建受载瘤血管约束下呈扩张状态的血管支架三维模型,其中所述载瘤血管为预先构建的载瘤血管三维模型;
依据所述血管支架三维模型外表面的边界生成侧壁密封的壳体;
将弹簧圈通过导管向动脉瘤腔内推送,进入动脉瘤腔的弹簧圈盘绕于所述壳体外周并在所述动脉瘤腔的约束下进行扩张,再构建扩张状态的弹簧圈三维模型;
将所述血管支架三维模型、弹簧圈三维模型以及载瘤血管三维模型进行结合后构成对弹簧圈盘绕支架释放的模拟。
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
构建受载瘤血管约束下呈扩张状态的血管支架三维模型,其中所述载瘤血管为预先构建的载瘤血管三维模型;
依据所述血管支架三维模型外表面的边界生成侧壁密封的壳体;
将弹簧圈通过导管向动脉瘤腔内推送,进入动脉瘤腔的弹簧圈盘绕于所述壳体外周并在所述动脉瘤腔的约束下进行扩张,再构建扩张状态的弹簧圈三维模型;
将所述血管支架三维模型、弹簧圈三维模型以及载瘤血管三维模型进行结合后构成对弹簧圈盘绕支架释放的模拟。
上弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法、装置、计算机设备和存储介质,通过依据在载瘤血管中呈扩张状态的血管支架的三维模型的外表面为边界生成一个壳体以替代血管支架在后续对弹簧圈三维模型构成时,启到辅助的作用。最后将血管支架三维模型、弹簧圈三维模型以及载瘤血管三维模型进行叠加得到弹簧圈盘绕支架释放的模拟,并进行相应计算。这样通过进一步的计算以及相关指标的输出获知最优动脉瘤治疗方案的选择,进行精准化的医疗。并且优化传统的有限元方法的支架快速虚拟植入方法,在保证模拟结构准确性的同时,又能快速得到弹簧圈盘绕支架释放后的三维模型,在准确性和实效性之间达到一个平衡。
附图说明
图1为一个实施例中弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法的流程示意图;
图2为一个实施例中构建血管支架的三维模型方法的流程示意图;
图3为一个实施例中生成壳体的流程示意图;
图4为一个实施例中壳体生成过程示意图;
图5为一个实施例中预成型的弹簧圈在动脉瘤腔内扩张状态的示意图;
图6为一个实施例中弹簧圈最终的三维模型的示意图;
图7为一个实施例中弹簧圈盘绕支架释放的模拟示意图;
图8为一个实施例中弹簧圈盘绕支架释放的模拟装置的结构框图;
图9为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
如图1所示,本申请一实施例中,提供了一种弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法,包括:
步骤S100,构建受载瘤血管约束下呈扩张状态的血管支架三维模型,其中所述载瘤血管为预先构建的载瘤血管三维模型;
步骤S200,依据所述血管支架三维模型外表面的边界生成侧壁密封的壳体;
步骤S300,将弹簧圈通过导管向动脉瘤腔内推送,进入动脉瘤腔的弹簧圈盘绕于所述壳体外周并在所述动脉瘤腔的约束下进行扩张,再构建扩张状态的弹簧圈三维模型;
步骤S400,将所述血管支架三维模型、弹簧圈三维模型以及载瘤血管三维模型进行结合后构成对弹簧圈盘绕支架释放的模拟。
由于本申请涉及的是模拟计算以及显示,因此在没有特殊声明下,所述涉及的血管支架、弹簧圈等部件以及体内环境均为三维模型,当然在后续实施例中提及了本申请模拟释放方法运行时所依托的计算机环境,所涉及的处理器或存储器等均为实体硬件。
本申请中的模拟方法应用于动脉流的治疗,特别针对一种梭形动脉瘤进行介入治疗时,模拟血管支架以及弹簧圈在预设位置进行释放的三维模型。
在实际操作中,针对梭形动脉瘤采用支架先释放,再引入微导管从支架内穿过支架网眼进入动脉瘤腔进行填塞。由于在现有技术中,若直接利用血管支架辅助弹簧圈栓塞,需要大量的计算。故在本方法中,分别对弹簧圈和血管支架构建三维模型,并在对弹簧圈进行三维构建时采用简化后的血管支架进行栓塞辅助以减少计算量。最后,将释放后的弹簧圈、血管支架与动脉瘤以及载瘤动脉的三维模型叠加在一起进行血流动力学的计算。
在实施模拟计算之前,可预先构建所述设计机械或人体构造的三维模型,本申请介入器械主要针对血管支架以及弹簧圈。
目前用于治疗颅内动脉瘤的支架主要为自膨胀支架,其中又分为激光雕刻支架以及编织类型支架。在本申请中所涉及的模拟方法主要应用于Pipeline支架(美国Medtronic公司)和和LVIS支架(美国MicroVention公司),属于编织类型支架,针对该种类型的支架可通过程序进行构建三维模型。利用生产厂商的血管支架参数,结合程序生成无应力状态的编织血管支架的三维结构,且血管支架的金属丝用梁单元代替。
针对弹簧圈进行模拟计算之前,利用生产厂商提供的弹簧圈参数,通过数学公式产生预成型的弹簧圈三维线性结构,将其简化成三维欧拉-伯努力梁。
其中载瘤血管为感兴趣的截取段,其长度即模拟计算时涉及的长度与血管支架完全释放后的长度大致相同。
在步骤S100中,对血管支架在载瘤动脉中释放进行模拟可根据实际情况采用不同的方法,如图2所示,本申请中提供一种血管支架快速释放的方法,包括:
步骤S120,将血管支架压缩装载至导管中;
步骤S140,将血管支架在导管约束下伸入至壳体内并释放血管支架的远端部分,壳体为与载瘤血管内径相匹配的圆筒状;
步骤S160,保持导管的位置不变,将血管支架进一步向远端移动直至完全释放并约束于壳体内;
步骤S180,解除壳体对血管支架的约束,使血管支架进一步扩张直至与载瘤血管相贴合。
在步骤S120中,对血管支架进行压缩时可利用压缩器实施,例如将压缩器套在无应力状态下的血管支架的外周,利用压缩器逐渐使血管支架径向收拢,即沿对血管支架外壁施加位移边界条件,直至血管支架小于等于导管的内径。
在步骤S140中,所述壳体为刚性体,并完全约束,即视为位置不变,而其他部件的运动与否都是以壳体为参照。壳体的外径可参照载瘤血管的最细位置,在生成壳体时,可通过软件先获得载瘤血管的中心线,而后沿中心线扫掠生成圆筒状的壳体。
壳体的长度方向的中部与载瘤血管中动脉瘤的位置大致对齐,
导管约束下的血管支架沿载瘤血管的延伸方向由近端往远端侧逐渐移动,血管支架的远端部分会先行进入壳体,其中血管支架位移为压缩状态下的血管支架长度的1/10-1/5。
具体的,血管支架的远端部分进入壳体,此时固定血管支架的远端,即血管支架的最远端位置相对于壳体保持不变,向近端侧移动(后撤)导管,使得血管支架进入壳体的远端部分自膨胀并与壳体内壁紧密贴合。
在步骤S160以及S180中,接着释放远端节点,对导管进行约束,继续向前推送血管支架,此时,血管支架相对导管运动,直至血管支架远端到达预定位置。最后,撤除壳体边界,使血管支架继续膨胀直至贴合载瘤血管内壁。
在现有技术中,一般会在释放后的血管支架内对弹簧圈进行释放模拟,这样,弹簧圈可能会通过血管支架的空隙部分跑到血管支架内,增加计算难度并且计算量非常大,为了便于弹簧圈的后续释放模拟,在步骤S200中,将血管支架进行简化,如图3-4所示,本申请提供了一种依据血管支架三维模型外表面的边界生成侧壁密封的壳体用以替代血管支架,包括:
步骤S220,获得所述血管支架三维模型的中心线,沿所述中心线扫掠生成圆筒状的第一壳体;
步骤S240,沿所述第一壳体内壁施加边界条件,使其外壁膨胀至包覆所述血管支架三维模型的外表面,且将第一壳体作为所述壳体。
在这里需要说明的是,此处出现的壳体与步骤S100中的壳体不是用一部件,并且在后续对弹簧圈的释放进行模拟时出现的导管与步骤S100中的导管不为同一部件。
在步骤S220之前,将呈扩张状态的血管支架以及带有动脉瘤的载瘤动脉简化为刚体并对其保持约束,以便后续生成壳体。
在步骤S220中,通过软件在生成扩张后的支血管架的中心线,如图4a所示。再沿中心线掠生成圆筒状的第一壳体,第一壳体具有与血管支架相同的延伸路径,如图4b所示。
为了保证生成的壳体不会侵入支架或者穿出支架,影响后续的壳体膨胀的仿真,第一壳体的外径与扩张后血管支架最小内径一致。
在步骤S240中,在具体进行仿真时是分两步进行的:沿第一壳体内壁施加边界条件,使其外壁均匀膨胀至与血管支架三维模型的内壁相贴合;向外增加膨胀后第一壳体的厚度直至其外表面包覆血管支架三维模型外表面,并将增加厚度后的第一壳体的外表面作为壳体。
在第一壳体的内壁施加压力边界条件,使第一壳体均匀膨胀至完全贴合支架的内表面,如图4c所示。并且第一壳体在膨胀时第一壳体上每一点位移的距离是相同。
在对第一壳体进行后续进行加厚时,将血管支架丝扫掠成实际直径的三维实体,以便于对第一壳体进行增厚,从而保证最终得到的壳体是包覆于血管支架外表面。
对膨胀后的第一壳体外表面向外增加厚度,其厚度为血管支架网丝直径的1-2倍。并通过量取血管支架的关键位置厚度进行确定,该关键位置包括血管支架对应动脉瘤入口、动脉瘤中点和动脉瘤出口处的位置,在这三处各自沿血管支架圆周选取厚度最大的一个点ti(i=1,2,3),最后壳体增加的厚度为t=maxti。
最后,抽取加厚后的外表面,得到壳体(图1d)。通过这样得到的壳体能完全覆盖血管支架的外表面,后续模拟释放弹簧圈时,可以用该壳体代替支架来辅助栓塞。
在生成替代血管支架的壳体后,随即对弹簧圈在动脉瘤腔内的释放进行模拟,由于壳体为侧壁封闭的壳体,避免了在后续弹簧圈进行释放模拟时,弹簧圈会部分扩张至血管支架的内部,并且基于壳体的计算量更小,可提高构建三维模型的速度。
在模拟弹簧圈在动脉瘤腔内释放时,其中动脉瘤腔为对载瘤血管三维模型进行分割后得到的带有动脉瘤以及部分载瘤血管的三维模型,且动脉瘤腔内保留相应部分的壳体。
具体的,使用软件将动脉瘤腔从载瘤动脉上分割出来,并对壳体进行裁剪,只保留动脉瘤和两端部分的载瘤血管,两端的载瘤血管长度为相应位置的一个载瘤血管直径的长度,这样为了更加真实的模拟弹簧圈释放的过程。然后将保留的动脉瘤的两端封闭起来,以防止弹簧圈释放过程中移出。
在对导管进行构建时,在壳体侧壁上开设一个小孔,根据小孔以及预设角度生成导管,导管为圆筒状。且预设角度应按照真实的弹簧圈的释放的位置和释放的角度确定。
具体的,导管一端通过小孔从壳体内部贯穿壳体伸入至动脉瘤腔内。
后续弹簧圈通过该导管被推入动脉瘤腔内,在释放弹簧圈的过程中,必须保证弹簧圈绕着替代支架的壳体环绕放置,如图5所示。如果没有符合要求,需要调整支架释放的位置或者角度,确保弹簧圈能环绕壳体进行释放。
在步骤S300中,对弹簧圈在动脉瘤内进行释放时,弹簧圈为提前预成型的三维线性结构,并将其简化成三维欧拉-伯努力梁。将预成型的弹簧圈拉入导管中在将弹簧圈被推送至动脉瘤腔内。
具体的,将预成型的弹簧圈一端与导管的近端连接,另一端沿导管的轴向施加位移边界条件,将弹簧圈慢慢拉入导管的远端。需要注意的是,导管的长度应略大于弹簧圈的长度,以确保弹簧圈可以被完全拉入导管。解除对弹簧圈近端的固定,沿导管的轴向对其施加位移边界条件,将弹簧圈从远端被慢慢推送至动脉瘤腔内。
对在动脉瘤腔的约束下以及盘绕在壳体外周,并已完成释放的预成型弹簧圈进行构建最终的三维模型时,依据弹簧圈的实际直径,沿弹簧圈线性三维模型弹进行扫掠生成三维实体模型,也就是最终得到的呈现扩张状态也就是释放状态的三维模型,如图6所示。
在步骤S400中,将分别得到的弹簧圈、支架以及载瘤动脉三维模型合在一起用于计算流体力学分析,如图7所示。
在本实施例中,基于上述方法得到的第一壳体,通过布尔运算,可较为准确的计算动脉瘤的体积,尤其针对梭形动脉瘤。动脉瘤的栓塞体积比(即动脉瘤栓塞所要求的弹簧圈体积跟动脉瘤体积的比值),是评价动脉瘤栓塞程度的客观指标,对弹簧圈的选择极为重要。目前临床医生常用多田公式来计算动脉瘤的体积,结果并不精确,尤其是针对梭形动脉瘤,结果更是差距很大。
应该理解的是,虽然图1-3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图1-3中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
上述弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法中,通过对传统有限元方法进行了改进,使模拟结果更加准确可靠。由于颅内动脉瘤栓塞时使用的弹簧圈极细、极软,在介入操作时的成篮和填塞方式的不同,盘绕释放的随机性很大。而临床上一般是多枚弹簧圈相继置入动脉瘤腔,导致其互相缠绕,空间分布复杂且无固定规律。尤其是针对梭形动脉瘤这种类型的复杂动脉瘤,弹簧圈在瘤腔内是盘绕支架分布的。该方法在保证准确性的同时减小了计算量,使仿真结果能相对真实地反应弹簧圈在瘤腔内的分布情况。
在一个实施例中,如图8所示,提供了一种弹簧圈盘绕支架释放的模拟装置,包括:血管支架三维模型构建模块500、壳体生成模块520、弹簧圈三维模型构建模块540和释放模拟模块560,其中:
血管支架三维模型构建模块:用于构建受载瘤血管约束下呈扩张状态的血管支架三维模型,其中所述载瘤血管为预先构建的载瘤血管三维模型;
壳体生成模块,用于依据所述血管支架三维模型外表面的边界生成侧壁密封的壳体;
弹簧圈三维模型构建模块,用于将弹簧圈通过导管向动脉瘤腔内推送,进入动脉瘤腔的弹簧圈盘绕于所述壳体外周并在所述动脉瘤腔的约束下进行扩张,再构建扩张状态的弹簧圈三维模型;
释放模拟模块,用于将所述血管支架三维模型、弹簧圈三维模型以及载瘤血管三维模型进行结合后构成对弹簧圈盘绕支架释放的模拟。
关于弹簧圈盘绕支架释放的模拟装置的具体限定可以参见上文中对于弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法的限定,在此不再赘述。上述弹簧圈盘绕支架释放的模拟装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是终端,其内部结构图可以如图9所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解,图9中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现以下步骤:
构建受载瘤血管约束下呈扩张状态的血管支架三维模型,其中所述载瘤血管为预先构建的载瘤血管三维模型;
依据所述血管支架三维模型外表面的边界生成侧壁密封的壳体;
将弹簧圈通过导管向动脉瘤腔内推送,进入动脉瘤腔的弹簧圈盘绕于所述壳体外周并在所述动脉瘤腔的约束下进行扩张,再构建扩张状态的弹簧圈三维模型;
将所述血管支架三维模型、弹簧圈三维模型以及载瘤血管三维模型进行结合后构成对弹簧圈盘绕支架释放的模拟。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
构建受载瘤血管约束下呈扩张状态的血管支架三维模型,其中所述载瘤血管为预先构建的载瘤血管三维模型;
依据所述血管支架三维模型外表面的边界生成侧壁密封的壳体;
将弹簧圈通过导管向动脉瘤腔内推送,进入动脉瘤腔的弹簧圈盘绕于所述壳体外周并在所述动脉瘤腔的约束下进行扩张,再构建扩张状态的弹簧圈三维模型;
将所述血管支架三维模型、弹簧圈三维模型以及载瘤血管三维模型进行结合后构成对弹簧圈盘绕支架释放的模拟。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法,其特征在于,包括:
构建受载瘤血管约束下呈扩张状态的血管支架三维模型,其中所述载瘤血管为预先构建的载瘤血管三维模型;
依据所述血管支架三维模型外表面的边界生成侧壁密封的壳体;
将弹簧圈通过导管向动脉瘤腔内推送,进入动脉瘤腔的弹簧圈盘绕于所述壳体外周并在所述动脉瘤腔的约束下进行扩张,再构建扩张状态的弹簧圈三维模型;
将所述血管支架三维模型、弹簧圈三维模型以及载瘤血管三维模型进行结合后构成对弹簧圈盘绕支架释放的模拟。
2.根据权利要求1所述的弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法,其特征在于,所述依据所述血管支架三维模型外表面的边界生成侧壁密封的壳体包括:
获得所述血管支架三维模型的中心线,沿所述中心线扫掠生成圆筒状的第一壳体;
沿所述第一壳体内壁施加边界条件,使其外壁膨胀至包覆所述血管支架三维模型的外表面,且将第一壳体作为所述壳体。
3.根据权利要求2所述的弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法,其特征在于,沿所述中心线扫掠生成圆筒状的第一壳体的外径与所述血管支架三维模型的最小内径一致。
4.根据权利要求1所述的弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法,其特征在于,所述动脉瘤腔为对所述载瘤血管三维模型进行分割后得到的带有动脉瘤以及部分载瘤血管的三维模型,且所述动脉瘤腔内保留相应部分的所述壳体。
5.根据权利要求1所述的弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法,其特征在于,构建所述导管时包括:在所述壳体侧壁上开设一个小孔,根据所述小孔以及预设角度生成所述导管;
所述导管一端通过所述小孔从壳体内部贯穿所述壳体伸入至所述动脉瘤腔内。
6.根据权利要求1所述的弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法,其特征在于,将所述弹簧圈推送至所述动脉瘤腔内时,所述弹簧圈为预成型的弹簧圈三维线性结构。
7.根据权利要求1所述的弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法,其特征在于,将所述血管支架三维模型、弹簧圈三维模型以及载瘤血管三维模型进行结合后构成对弹簧圈盘绕支架释放的模拟之后还包括:基于所述弹簧圈盘绕支架释放的模拟结果计算动脉瘤的体积。
8.一种弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法装置,其特征在于,包括:
血管支架三维模型构建模块,用于构建受载瘤血管约束下呈扩张状态的血管支架三维模型,其中所述载瘤血管为预先构建的载瘤血管三维模型;
壳体生成模块,用于依据所述血管支架三维模型外表面的边界生成侧壁密封的壳体;
弹簧圈三维模型构建模块,用于将弹簧圈通过导管向动脉瘤腔内推送,进入动脉瘤腔的弹簧圈盘绕于所述壳体外周并在所述动脉瘤腔的约束下进行扩张,再构建扩张状态的弹簧圈三维模型;
释放模拟模块,用于将所述血管支架三维模型、弹簧圈三维模型以及载瘤血管三维模型进行结合后构成对弹簧圈盘绕支架释放的模拟。
9.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法的步骤。
10.一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,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法的步骤。
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