CN114366296B - 改进的微导管路径生成方法、塑形方法、设备和存储介质 - Google Patents

改进的微导管路径生成方法、塑形方法、设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种改进的微导管路径生成方法、塑形方法、设备和存储介质，微导管路径生成方法：获取颅内血管模型，生成中心线，确定中心线的近端起始点，从近端起始点朝向远端动脉瘤依次生成若干单元段，单元段包括依次连接的直线段和弯曲段，各单元段依次连接形成微导管路径的至少一部分；生成方式包括：获得直线段起点和斜率，从直线段起点沿斜率不断延伸，直至与血管内壁相接触、获得接触点；接触点为弯曲段起点，在中心线上选择与接触点距离最近的最近点，获得由最近点指向接触点的偏移向量；根据偏移向量，对最近点及其在中心线上的后续点进行偏移，直到找到在偏移后不超出血管壁的临界点，临界点为弯曲段终点。

Description

改进的微导管路径生成方法、塑形方法、设备和存储介质
技术领域
本申请涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种改进的微导管路径生成方法、塑形方法、设备和存储介质。
背景技术
颅内动脉瘤是指颅内动脉壁上发生的异常膨出，患病率约为2%。目前最普遍的治疗动脉瘤的方式为弹簧圈栓塞术或者支架辅助弹簧圈栓塞术。在这种手术过程中，微导管头端的成功到位以及稳定性对于手术的成功实施起到关键性的作用。
为了保证到位和稳定，一般都需要对微导管头端进行塑形。传统塑形的步骤为先将金属塑形针插入微导管的头端，然后根据血管走向以及血管与动脉瘤生长方向的夹角对塑形针进行三维塑形，接着对其进行蒸汽熏蒸，然后生理盐水冷却定形。
然而传统塑形技术强烈地依赖于医生丰富的知识和经验，对于低年资医生来说存在较为陡峭的学习曲线，而对于患者来说，较高的塑形失败率增加了手术时间与手术费用。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种改进的微导管路径生成方法。
本申请改进的微导管路径生成方法，包括：
获取带有动脉瘤的颅内血管模型，生成由近端血管入口到远端动脉瘤的中心线，确定所述中心线的近端起始点、远端终止点、以及中间分界点，从所述近端起始点朝向远端动脉瘤依次生成若干单元段，所述单元段包括依次连接的一个直线段和一个弯曲段，各单元段依次连接形成微导管路径的至少一部分；
各单元段的生成方式包括：
获得直线段起点和直线段斜率，从所述直线段起点沿所述直线段斜率不断延伸所述直线段，直至所述直线段与血管内壁相接触、获得接触点；
所述接触点为弯曲段起点，在中心线上选择与所述接触点距离最近的最近点，获得由所述最近点指向所述接触点的偏移向量；
根据偏移向量，依次对所述最近点及其在中心线上朝远端的后续点进行偏移，直到找到在偏移后不超出血管壁的临界点，所述临界点为弯曲段终点。
可选的，在各所述单元段依次生成的过程中，监测当前单元段的直线段终点或弯曲段终点与所述中间分界点的距离变化，如果距离增加则停止生成当前的单元段，将停止生成的位置作为新分界点；
在所述新分界点和所述远端终止点之间进行曲线插值，获得微导管路径的至少一部分。
可选的，在每一单元段中，所述弯曲段的生成方式包括：
获得所述弯曲段起点与所述弯曲段终点；
将偏移后超出血管壁的点限制在血管壁之内、限制后依次连接生成所述弯曲段。
可选的，所述单元段包括依次生成的第一单元段和其他单元段，
所述第一单元段的直线段起点为所述近端起始点，所述第一单元段的直线段斜率由外部指定、或根据中心线上的任意两个点自动生成、或为近端起始点在所述中心线上的切线。
可选的，所述其他单元段的直线段起点为上一生成单元段的弯曲段终点；
所述其他单元段的直线段斜率根据所述弯曲段终点的前一个点指向所述弯曲段终点的向量获得。
可选的，在所述第一单元段的生成过程中或生成过程后，还包括对所述第一单元段的直线段进行弯曲处理，具体包括：
根据所述偏移向量，对所述近端起始点到所述最近点之间的中心线进行偏移，各点的偏移距离呈现线性分布。
本申请还提供一种塑形针的塑形方法，包括：
得到如本申请所述的改进的微导管路径生成方法获得的微导管路径；
对所述微导管路径进行微导管过塑计算获得塑形针形状。
本申请还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现本申请所述的改进的微导管路径生成方法的步骤。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请所述的改进的微导管路径生成方法的步骤。
本申请还提供一种计算机程序产品，包括计算机指令，该计算机指令被处理器执行时实现本申请所述的改进的微导管路径生成方法的步骤。
本申请至少具有以下效果：
本申请改进的微导管路径生成方法利用中心线偏移技术，运算得到依次连接的若干单元段，各单元段包括的直线段和弯曲段模拟了微导管在输送过程中与血管壁的相互作用，预测了微导管路径介入时可能遭受的障碍，本申请获得的微导管路径能够符合临床需求；
本申请塑形针的塑形方法，利用获得的微导管路径得到获得塑形针形状，可用于对微导管塑形。
附图说明
图1为本申请一实施例中改进的微导管路径生成方法的流程示意图；
图2为本申请一实施例中获得的微导管路径、以及塑形针形状的示意图；
图3为本申请一实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
传统微导管塑形的学习曲线陡峭、医生的能力提升周期长，而现有的微导管辅助塑形方法得到的结果不确定性较大，造成了临床使用的不便。
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用以解释本申请，并不用于限定本申请。
为解决上述技术问题，参阅图1，本申请一实施例中提供一种改进的微导管路径生成方法，包括：
步骤S100，获取带有动脉瘤的颅内血管模型，生成由近端血管入口到远端动脉瘤的中心线，确定中心线的近端起始点、远端终止点、以及中间分界点；
步骤S100具体包括步骤S110～步骤S130，其中：
步骤S110，获得颅内血管的医学图像，利用水平集算法对颅内血管医学图像进行分割，利用移动立方体算法（MarchingCubes）对图像进行三维重构，得到颅内血管模型。
步骤S120，对带有动脉瘤的区域进行提取（即感兴趣区域提取），生成由近端血管入口到动脉瘤的中心线。可以理解，要生成的微导管的路径处于该血管内，远端是指在带有动脉瘤的血管中相对靠近动脉瘤的一端，近端是相对远离动脉瘤的一端。
步骤S130，在中心线上选择关键点，关键点包括近端起始点、远端终止点、以及中间分界点。中间分界点可以是位于瘤颈位置的点，也可以是瘤腔近端血管中心线上的点，由用户自主选择。
步骤S200，从近端起始点朝向远端动脉瘤依次生成若干单元段，单元段包括依次连接的一个直线段和一个弯曲段，各单元段依次连接形成微导管路径的至少一部分；
可以理解，直线段是微导管不受血管壁约束的部分，曲线段是微导管由于血管壁的约束而发生弯曲的部分。弯曲的部分也有可能是微导管并未受到血管壁约束，但方向发生改变而弯曲（例如存在血管分支的情况）。
各单元段的生成方式包括步骤S210和步骤S220，其中：
步骤S210，获得直线段起点和直线段斜率，从直线段起点沿直线段斜率不断延伸直线段，直至直线段与血管内壁相接触、获得接触点；
步骤S220，接触点为弯曲段起点，在中心线上选择与接触点距离最近的最近点，获得由最近点指向接触点的偏移向量；根据偏移向量，依次对最近点及其在中心线上朝远端的后续点进行偏移，直到找到在偏移后不超出血管壁的临界点，临界点为弯曲段终点。
进一步地，在每一单元段中，弯曲段的生成方式包括：获得弯曲段起点与弯曲段终点；将偏移后超出血管壁的点限制在血管壁之内、限制后依次连接生成弯曲段。
可以理解，中心线本身由一系列的离散点构成，每个离散点和接触点有距离，选择中心线上与接触点距离最小的离散点作为最近点。偏移向量的大小为接触点和最近点之间的距离，方向为从最近点指向接触点。
在依次对最近点及其在中心线上朝远端的后续点进行偏移的过程中，计算每一个当前点（即正在进行偏移的点）沿着偏移方向与血管壁接触的距离D1。
如果距离D1小于偏移向量的模，则将偏移向量的模缩放至距离大小，利用缩放后的偏移向量对当前点进行偏移，即将偏移后超出血管壁的点限制在血管壁之内，被限制在血管壁内的点依次连接形成弯曲段。
如果距离D1大于或等于偏移向量的模，即找到偏移后不超出血管壁的临界点，临界点作为弯曲段终点，也作为下一直线段的起点。
步骤S300，在各单元段依次生成的过程中，监测当前单元段的直线段终点或弯曲段终点与中间分界点的距离变化，如果距离增加则停止生成当前的单元段（如果距离单调递减则继续计算生成单元段），将停止生成的位置作为新分界点；在新分界点和远端终止点之间进行曲线插值，获得微导管路径的至少一部分。
可以理解，微导管路径包括由近端起始点到新分界点的血管段、以及新分界点和远端终止点之间的延伸段两部分。血管段由依次生成若干单元段相互连接形成。
曲线插值例如可以是利用贝塞尔曲线或其他曲线在新分界点和远端终止点之间进行曲线插值，得到延伸段路径。曲线插值也可以是从新分界点前的位于单元段上的点向终止点插值进行，曲线插值须保证微导管路径的斜率连续。
在一种实施方式中，在生成最终的微导管路径前，还包括对连接后的血管段以及延伸段进行路径光滑处理，得到最终的微导管路径。
本实施例中改进的微导管路径生成方法利用中心线偏移技术，运算得到依次连接的若干单元段，各单元段包括的直线段和弯曲段模拟预测了微导管路径介入时可能遭受的障碍，获得的微导管路径能够符合临床需求。
在步骤S200中，微导管路径的斜率连续。单元段包括依次生成的第一单元段和其他单元段，为便于理解，本实施例对第一单元段和其他单元段的生成过程进行分述。
对第一单元段而言，第一单元段的直线段起点为近端起始点，第一单元段的直线段斜率由外部指定、或根据中心线上的任意两个点自动生成、或为近端起始点在中心线上的切线。
可以理解，第一单元段的直线段斜率即初始前进方向，第一单元段的直线段斜率可以通过中心线上任意两个点的三维坐标获得，也可以由用户以交互的形式指定。本实施例中，第一单元段的直线段从中心线的近端起始点出发、沿着初始前进方向延长，寻找与血管壁的接触点。从近端起始点开始到接触点的这一部分路径为直线段，从接触点开始直至下一个直线段的起始点为第一单元段的弯曲段。
在第一单元段的生成过程中或生成过程后，还包括对第一单元段的直线段进行弯曲处理，具体包括：根据偏移向量对近端起始点到最近点之间的中心线进行偏移，各点的偏移距离呈现线性分布。具体地，近端起始点的偏移的距离为零，最近点的偏移距离等于偏移向量的模，其他需偏移的离散点的偏移距离由近端到远端逐渐增加，并呈现线性分布。
对其他单元段而言，其他单元段的直线段起点为上一生成单元段的弯曲段终点，其他单元段的直线段起点也可以是上一生成单元段的弯曲段终点的前一个离散点。
其他单元段的直线段斜率根据弯曲段终点的前一个点指向弯曲段终点的向量获得。可以理解，本实施例中采用的直线段斜率的指向方式保证各单元段的斜率连续。
本申请一实施例还提供一种塑形针的塑形方法。即步骤S400:对上文各实施例中获得的微导管路径进行微导管过塑计算获得塑形针形状。
本实施例中得到的塑形针形状可用于对微导管塑形。具体包括步骤410～步骤S430。其中：
步骤S410，将获得的微导管路径划分为若干微小的直线段；
步骤S420，计算任意相邻两直线段的的夹角，并结合微导管的固有回弹系数计算过塑角度；
步骤S430，计算任意相邻两直线段的旋转轴，根据过塑角度和旋转轴计算每一个直线段的旋转矩阵；利用旋转矩阵依次对所有直线段进行旋转，得到塑形针形状。
可以理解，塑形针的塑形方法属于对上文各实施例中获得的微导管路径的应用。如图2所示，图2中A线条为生成的中心线，B线条为获得的微导管路径，C线条为生成的塑形针形状。
应该理解的是，虽然步骤S100～步骤S400按照数字依次标记，但是这些步骤并不是必然按照数字顺序依次执行。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，在步骤S100、步骤S200、步骤S300以及步骤S400中均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。
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服务器，其内部结构图可以如图3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、网络接口和数据库、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、计算机程序和数据库。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。该计算机设备的数据库用于存储改进的微导管路径生成方法各步骤中、以及塑形针的塑形方法过程中的数据。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改进的微导管路径生成方法和/或塑形针的塑形方法。
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，其呈现出三维可视化效果，可以帮助用户方便地塑形。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。
用户可以在该计算机设备上对血管模型、微导管的最终路径以及塑形针形状进行三维渲染可视化。用户还可以对塑形针或微导管进行长度与角度的测量，以利于微导管的精准塑形。
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：
步骤S100，获取带有动脉瘤的颅内血管模型，生成由近端血管入口到远端动脉瘤的中心线，确定中心线的近端起始点、远端终止点、以及中间分界点；
步骤S200，从近端起始点朝向远端动脉瘤依次生成若干单元段，单元段包括依次连接的一个直线段和一个弯曲段，各单元段依次连接形成微导管路径的至少一部分；
各单元段的生成方式包括步骤S210和步骤S220，其中：
步骤S210，获得直线段起点和直线段斜率，从直线段起点沿直线段斜率不断延伸直线段，直至直线段与血管内壁相接触、获得接触点；
步骤S220，接触点为弯曲段起点，在中心线上选择与接触点距离最近的最近点，获得由最近点指向接触点的偏移向量；根据偏移向量，依次对最近点及其在中心线上朝远端的后续点进行偏移，直到找到在偏移后不超出血管壁的临界点，临界点为弯曲段终点。
在一个实施例中，该处理器执行计算机程序时还包括实现以下步骤：
步骤S300，在各单元段依次生成的过程中，监测当前单元段的直线段终点或弯曲段终点与中间分界点的距离变化，如果距离增加则停止生成当前的单元段，将停止生成的位置作为新分界点；
在新分界点和远端终止点之间进行曲线插值，获得微导管路径的至少一部分。
在一个实施例中，该处理器执行计算机程序时还包括实现以下步骤：
步骤S400，对上文各实施例中获得的微导管路径进行微导管过塑计算获得塑形针形状。
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：
步骤S100，获取带有动脉瘤的颅内血管模型，生成由近端血管入口到远端动脉瘤的中心线，确定中心线的近端起始点、远端终止点、以及中间分界点；
步骤S200，从近端起始点朝向远端动脉瘤依次生成若干单元段，单元段包括依次连接的一个直线段和一个弯曲段，各单元段依次连接形成微导管路径的至少一部分；
各单元段的生成方式包括步骤S210和步骤S220，其中：
步骤S210，获得直线段起点和直线段斜率，从直线段起点沿直线段斜率不断延伸直线段，直至直线段与血管内壁相接触、获得接触点；
步骤S220，接触点为弯曲段起点，在中心线上选择与接触点距离最近的最近点，获得由最近点指向接触点的偏移向量；根据偏移向量，依次对最近点及其在中心线上朝远端的后续点进行偏移，直到找到在偏移后不超出血管壁的临界点，临界点为弯曲段终点。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还包括实现以下步骤：
步骤S300，在各单元段依次生成的过程中，监测当前单元段的直线段终点或弯曲段终点与中间分界点的距离变化，如果距离增加则停止生成当前的单元段，将停止生成的位置作为新分界点；
在新分界点和远端终止点之间进行曲线插值，获得微导管路径的至少一部分。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还包括实现以下步骤：
步骤S400，对上文各实施例中获得的微导管路径进行微导管过塑计算获得塑形针形状。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，该计算机指令被处理器执行时实现以下步骤：
步骤S100，获取带有动脉瘤的颅内血管模型，生成由近端血管入口到远端动脉瘤的中心线，确定中心线的近端起始点、远端终止点、以及中间分界点；
步骤S200，从近端起始点朝向远端动脉瘤依次生成若干单元段，单元段包括依次连接的一个直线段和一个弯曲段，各单元段依次连接形成微导管路径的至少一部分；
各单元段的生成方式包括步骤S210和步骤S220，其中：
步骤S210，获得直线段起点和直线段斜率，从直线段起点沿直线段斜率不断延伸直线段，直至直线段与血管内壁相接触、获得接触点；
步骤S220，接触点为弯曲段起点，在中心线上选择与接触点距离最近的最近点，获得由最近点指向接触点的偏移向量；根据偏移向量，依次对最近点及其在中心线上朝远端的后续点进行偏移，直到找到在偏移后不超出血管壁的临界点，临界点为弯曲段终点。
在一个实施例中，该计算机指令被处理器执行时还包括实现以下步骤：
步骤S300，在各单元段依次生成的过程中，监测当前单元段的直线段终点或弯曲段终点与中间分界点的距离变化，如果距离增加则停止生成当前的单元段，将停止生成的位置作为新分界点；
在新分界点和远端终止点之间进行曲线插值，获得微导管路径的至少一部分。
在一个实施例中，该计算机指令被处理器执行时还包括实现以下步骤：
步骤S400，对上文各实施例中获得的微导管路径进行微导管过塑计算获得塑形针形状。
本实施例中，计算机程序产品包括程序代码部分，以用于当计算机程序产品由一个或多个计算装置执行时，执行本申请各实施例中微导管路径生成方法和/或塑形针的塑形方法的步骤。计算机程序产品可被存储在计算机可读记录介质上。还可经由数据网络（例如，通过RAN、经由因特网和/或通过RBS）提供计算机程序产品以便下载。备选地或附加地，该方法可被编码在现场可编程门阵列（FPGA）和/或专用集成电路（ASIC）中，或者功能性可借助于硬件描述语言被提供以便下载。
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。
本申请各实施例可以快速准确地获得一种符合临床需求的微导管塑形方案，通过在自动、实时、准确的微导管塑形辅助软件上进行简单的交互式操作，即可获得塑形针的形状。该方式平坦了微导管塑形的学习曲线，降低了微导管塑形的技术门槛，降低了手术难度，提高了医院对于动脉瘤患者的收治能力；缩短了手术时间，降低了手术成本，减轻了患者的痛苦，具有显著的临床应用价值和广阔的市场前景。
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。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。
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 (9)

1.改进的微导管路径生成方法，其特征在于，包括：
获取带有动脉瘤的颅内血管模型，生成由近端血管入口到远端动脉瘤的中心线，确定所述中心线的近端起始点、远端终止点、以及中间分界点，从所述近端起始点朝向远端动脉瘤依次生成若干单元段，所述单元段包括依次连接的一个直线段和一个弯曲段，各单元段依次连接形成微导管路径的至少一部分；
各单元段的生成方式包括：
获得直线段起点和直线段斜率，从所述直线段起点沿所述直线段斜率不断延伸所述直线段，直至所述直线段与血管内壁相接触、获得接触点；
所述接触点为弯曲段起点，在中心线上选择与所述接触点距离最近的最近点，获得由所述最近点指向所述接触点的偏移向量；
根据偏移向量，依次对所述最近点及其在中心线上朝远端的后续点进行偏移，直到找到在偏移后不超出血管壁的临界点，所述临界点为弯曲段终点。
2.根据权利要求1所述的改进的微导管路径生成方法，其特征在于，在各所述单元段依次生成的过程中，监测当前单元段的直线段终点或弯曲段终点与所述中间分界点的距离变化，如果距离增加则停止生成当前的单元段，将停止生成的位置作为新分界点；
在所述新分界点和所述远端终止点之间进行曲线插值，获得微导管路径的至少一部分。
3.根据权利要求1所述的改进的微导管路径生成方法，其特征在于，在每一单元段中，所述弯曲段的生成方式包括：
获得所述弯曲段起点与所述弯曲段终点；
将偏移后超出血管壁的点限制在血管壁之内、限制后依次连接生成所述弯曲段。
4.根据权利要求1所述的改进的微导管路径生成方法，其特征在于，所述单元段包括依次生成的第一单元段和其他单元段，
所述第一单元段的直线段起点为所述近端起始点，所述第一单元段的直线段斜率由外部指定、或根据中心线上的任意两个点自动生成、或为近端起始点在所述中心线上的切线。
5.根据权利要求4所述的改进的微导管路径生成方法，其特征在于，所述其他单元段的直线段起点为上一生成单元段的弯曲段终点；
所述其他单元段的直线段斜率根据所述弯曲段终点的前一个点指向所述弯曲段终点的向量获得。
6.根据权利要求4所述的改进的微导管路径生成方法，其特征在于，在所述第一单元段的生成过程中或生成过程后，还包括对所述第一单元段的直线段进行弯曲处理，具体包括：
根据所述偏移向量，对所述近端起始点到所述最近点之间的中心线进行偏移，各点的偏移距离呈现线性分布。
7.塑形针的塑形方法，其特征在于，包括：
得到如权利要求1所述的改进的微导管路径生成方法获得的微导管路径；
对所述微导管路径进行微导管过塑计算获得塑形针形状。
8.计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1～6任一项所述的改进的微导管路径生成方法的步骤。
9.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～6任一项所述的改进的微导管路径生成方法的步骤。
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Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11120327A (ja) * 1997-10-17 1999-04-30 Toshiba Iyou System Engineering Kk 画像処理装置
CN101128829A (zh) * 2005-02-23 2008-02-20 皇家飞利浦电子股份有限公司 导管行程的预测方法
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
CN107468334A (zh) * 2017-08-01 2017-12-15 强联智创（北京）科技有限公司 一种三维微导管塑形辅助设计系统及设计方法
WO2018200450A1 (en) * 2017-04-24 2018-11-01 Vanderbilt University Methods and systems for optimizing selection and placement of cochlear implant electrode arrays using patient-specific cochlear information and applications of same
CN109199587A (zh) * 2018-10-16 2019-01-15 强联智创（北京）科技有限公司 一种导管在血管内的行进路线模拟方法、装置及设备
CN109452972A (zh) * 2018-10-16 2019-03-12 复旦大学附属华山医院 一种导管塑形器形状模拟方法、装置及设备
CN109512510A (zh) * 2018-10-16 2019-03-26 复旦大学附属华山医院 一种导管在血管内的行进路线模拟方法、装置及设备
CN110507415A (zh) * 2019-08-13 2019-11-29 广州新脉科技有限公司 微导管虚拟介入的路径模拟方法及装置
CN111405922A (zh) * 2018-02-01 2020-07-10 泰尔茂株式会社 支援系统、支援方法、支援程序以及记录有支援程序的记录介质
CN111743625A (zh) * 2020-07-01 2020-10-09 杭州脉流科技有限公司 用于颅内动脉瘤的支架型号匹配方法、装置以及支架模拟显示方法
CN112614217A (zh) * 2020-12-17 2021-04-06 深圳睿心智能医疗科技有限公司 管状物三维模型的拉直方法、装置及电子设备
WO2021142272A1 (en) * 2020-01-09 2021-07-15 Canon U.S.A., Inc. Enhanced planning and visualization with curved instrument pathway and its curved instrument
CN113164257A (zh) * 2018-10-22 2021-07-23 物化股份有限公司 用于基于导管的介入的系统和方法
CN113180824A (zh) * 2021-03-29 2021-07-30 杭州脉流科技有限公司 用于微导管塑形的塑形针形态模拟方法、装置、计算机设备和存储介质
WO2021195044A1 (en) * 2020-03-23 2021-09-30 The Johns Hopkins University Methods, systems and related aspects for optimization and planning of cardiac surgery

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2007350982A1 (en) * 2006-11-10 2008-10-23 Dorian Averbuch Adaptive navigation technique for navigating a catheter through a body channel or cavity
US9037215B2 (en) * 2007-01-31 2015-05-19 The Penn State Research Foundation Methods and apparatus for 3D route planning through hollow organs
US9443317B2 (en) * 2011-09-09 2016-09-13 Calgary Scientific Inc. Image display of a centerline of tubular structure
EP2967350A4 (en) * 2013-03-15 2017-03-01 Synaptive Medical (Barbados) Inc. Planning, navigation and simulation systems and methods for minimally invasive therapy
CN109414187A (zh) * 2016-06-30 2019-03-01 皇家飞利浦有限公司 导管类型选择

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11120327A (ja) * 1997-10-17 1999-04-30 Toshiba Iyou System Engineering Kk 画像処理装置
CN101128829A (zh) * 2005-02-23 2008-02-20 皇家飞利浦电子股份有限公司 导管行程的预测方法
WO2018200450A1 (en) * 2017-04-24 2018-11-01 Vanderbilt University Methods and systems for optimizing selection and placement of cochlear implant electrode arrays using patient-specific cochlear information and applications of same
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
CN107468334A (zh) * 2017-08-01 2017-12-15 强联智创（北京）科技有限公司 一种三维微导管塑形辅助设计系统及设计方法
CN111405922A (zh) * 2018-02-01 2020-07-10 泰尔茂株式会社 支援系统、支援方法、支援程序以及记录有支援程序的记录介质
CN109199587A (zh) * 2018-10-16 2019-01-15 强联智创（北京）科技有限公司 一种导管在血管内的行进路线模拟方法、装置及设备
CN109452972A (zh) * 2018-10-16 2019-03-12 复旦大学附属华山医院 一种导管塑形器形状模拟方法、装置及设备
CN109512510A (zh) * 2018-10-16 2019-03-26 复旦大学附属华山医院 一种导管在血管内的行进路线模拟方法、装置及设备
CN113164257A (zh) * 2018-10-22 2021-07-23 物化股份有限公司 用于基于导管的介入的系统和方法
CN110507415A (zh) * 2019-08-13 2019-11-29 广州新脉科技有限公司 微导管虚拟介入的路径模拟方法及装置
WO2021142272A1 (en) * 2020-01-09 2021-07-15 Canon U.S.A., Inc. Enhanced planning and visualization with curved instrument pathway and its curved instrument
WO2021195044A1 (en) * 2020-03-23 2021-09-30 The Johns Hopkins University Methods, systems and related aspects for optimization and planning of cardiac surgery
CN111743625A (zh) * 2020-07-01 2020-10-09 杭州脉流科技有限公司 用于颅内动脉瘤的支架型号匹配方法、装置以及支架模拟显示方法
CN112614217A (zh) * 2020-12-17 2021-04-06 深圳睿心智能医疗科技有限公司 管状物三维模型的拉直方法、装置及电子设备
CN113180824A (zh) * 2021-03-29 2021-07-30 杭州脉流科技有限公司 用于微导管塑形的塑形针形态模拟方法、装置、计算机设备和存储介质

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
人工智能在脑血管疾病诊疗中的相关应用;鲁伟等;人工智能产业应用(第3期);第73-78页 *
透视虚拟技术在神经介入治疗微导管塑型中的应用;曲晓扬等;中华神经创伤外科电子杂志;第4卷(第4期);第222-225页 *

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