CN116439826A - 模拟编织支架套叠植入的方法和计算机设备 - Google Patents

模拟编织支架套叠植入的方法和计算机设备 Download PDF

Info

Publication number
CN116439826A
CN116439826A CN202310506981.6A CN202310506981A CN116439826A CN 116439826 A CN116439826 A CN 116439826A CN 202310506981 A CN202310506981 A CN 202310506981A CN 116439826 A CN116439826 A CN 116439826A
Authority
CN
China
Prior art keywords
discrete
section
diameter
segment
length
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.)
Pending
Application number
CN202310506981.6A
Other languages
English (en)
Inventor
单晔杰
向建平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arteryflow Technology Co ltd
Original Assignee
Arteryflow Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Arteryflow Technology Co ltd filed Critical Arteryflow Technology Co ltd
Priority to CN202310506981.6A priority Critical patent/CN116439826A/zh
Publication of CN116439826A publication Critical patent/CN116439826A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/101Computer-aided simulation of surgical operations
    • A61B2034/102Modelling of surgical devices, implants or prosthesis
    • A61B2034/104Modelling the effect of the tool, e.g. the effect of an implanted prosthesis or for predicting the effect of ablation or burring
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/101Computer-aided simulation of surgical operations
    • A61B2034/105Modelling of the patient, e.g. for ligaments or bones
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/107Visualisation of planned trajectories or target regions
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/108Computer aided selection or customisation of medical implants or cutting guides
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

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)
  • Prostheses (AREA)
  • Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)

Abstract

本申请涉及一种模拟编织支架套叠植入的方法和计算机设备,方法包括:获得具有动脉瘤以及载瘤动脉的结构模型,获得待植入预期区域的中心线和沿线截面;获得编织支架离散段长度和离散段直径的对应关系,编织支架包括相互套叠的第一编织支架和第二编织支架,第一编织支架包括第一套叠段,第二编织支架包括第二套叠段;模拟植入第一编织支架获得离散段直径,根据对应关系获得植入后形成的第一长度;模拟植入第二套叠段获得离散段直径,根据对应关系获得第一套叠段长度,更新第一长度,根据第一套叠段长度、对应关系获得第二套叠段的离散段数量;模拟植入第二编织支架除第二套叠段的剩余离散段,根据对应关系获得植入后形成的第二长度。

Description

模拟编织支架套叠植入的方法和计算机设备
技术领域
本申请涉及医疗工程领域,特别是涉及一种模拟编织支架套叠植入的方法和计算机设备。
背景技术
颅内动脉瘤是指颅内动脉壁的异常膨出,总体患病率大约为3%~5%。尽管大多数颅内动脉瘤终生未发生破裂,然而一旦破裂引发蛛网膜下腔出血,其致死率可达40%。因此,及时地筛查与干预颅内动脉瘤非常重要。
目前针对中小型动脉瘤尤其是破裂动脉瘤的介入治疗方式主要是利用金属弹簧圈对动脉瘤瘤腔进行栓塞,从而减缓血流对瘤壁的冲击,引发瘤腔内血栓形成,最终达到封闭瘤腔的效果。对于宽颈动脉瘤的大型动脉瘤或者梭形动脉瘤,密网编织支架可以达到更好的治疗效果。
对于冗长型病变的动脉瘤,或者巨大型的动脉瘤,单个密网支架的长度很有可能无法覆盖所有病变,因此临床上采用多个密网支架套叠的方式进行治疗。由于密网支架具有显著的短缩性,其植入血管后的长度难以准确预测,缺乏参考依据,因此大大增加了支架套叠在临床中的实施难度。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种模拟编织支架套叠植入的方法。
本申请模拟编织支架套叠植入的方法,包括:
获得具有动脉瘤以及载瘤动脉的结构模型,获得待植入预期区域的中心线和沿线截面;
获得编织支架参数,将编织支架沿轴向离散为有限数量的离散段,获得离散段长度和离散段直径的对应关系,所述编织支架包括用于进行相互套叠的第一编织支架和第二编织支架,所述第一编织支架包括用于套叠的第一套叠段,所述第二编织支架包括用于伸入所述第一编织支架内的第二套叠段;
模拟植入所述第一编织支架,获得在预期区域的离散段直径,根据所述对应关系获得植入后形成的第一长度;
模拟植入所述第二套叠段,获得所述第一套叠段的离散段直径,根据所述对应关系获得第一套叠段长度,更新所述第一长度,获得所述第二套叠段的离散段直径,根据所述第一套叠段长度、所述对应关系获得所述第二套叠段的离散段数量;
模拟植入所述第二编织支架除所述第二套叠段的剩余离散段,获得在预期区域的离散段直径,根据所述对应关系获得植入后形成的第二长度。
可选的,所述获得离散段长度和离散段直径的对应关系,通过以下两种方式中的任意一种完成:
方式一,测量不同压力状态下所述编织支架的直径和长度的对应关系,进而获得所述离散段长度和离散段直径的对应关系;
方式二,所述编织支架包括支架丝交叉形成的菱形,沿所述编织支架轴向的菱形长度为所述离散段长度,根据所述菱形长度和菱形高度的对应关系、以及菱形的周向排布,获得离散段长度和离散段直径的对应关系。
可选的,所述方式二,具体通过下式完成:
式中,la为离散段长度,D为离散段直径;
w为菱形边长,N为支架丝数量,d为支架丝直径,三者均属于所述编织支架参数。
可选的,模拟植入所述第一编织支架,获得在预期区域的离散段直径,具体包括:
模拟植入所述第一编织支架,根据所述沿线截面的等效半径、所述第一编织支架的自然直径,获得在预期区域的离散段直径;
根据所述对应关系获得植入后形成的第一长度,具体包括:
针对所述第一编织支架的所有离散段,获得在预期区域的离散段直径,根据所述对应关系获得累计形成的第一长度。
可选的,模拟植入所述第一编织支架,获得在预期区域的离散段直径,具体利用下式进行:
式中,s为中心线上的点,R1(s)为第一编织支架在预期区域的离散段半径,R0(s)为沿线截面的等效半径,D1,free为第一编织支架的自然直径。
可选的,模拟植入所述第二套叠段,获得所述第一套叠段的离散段直径,具体包括:
模拟植入所述第二套叠段,根据所述第一编织支架在预期区域的离散段直径、所述第一编织支架的自然直径、预期区域沿线截面的等效周长,获得所述第一套叠段的离散段直径;
根据所述对应关系获得第一套叠段长度,更新所述第一长度,具体包括:
针对所述第一套叠段的所有离散段,获得在预期区域的离散段直径,进而根据所述对应关系获得所述第一套叠段长度,利用所述第一套叠段长度更新所述第一长度。
可选的,模拟植入所述第二套叠段,获得所述第一套叠段的离散段直径,具体利用下式进行:
式中,s为中心线上的点,为第一套叠段的离散段半径;
R1(s)为第一编织支架在预期区域的离散段半径,D1,lim为第一编织支架在受力状态下的展开直径上限,C(s)为预期区域沿线截面的周长,α、β为常数。
可选的,根据所述第一套叠段长度、所述对应关系获得所述第二套叠段的离散段数量,具体包括:
根据第一套叠段的离散段直径、预期区域沿线截面的等效半径、第二编织支架的自然直径,获得所述第二套叠段在预期区域的离散段直径;
根据所述第二套叠段在预期区域的离散段直径,获得第二套叠段在预期区域的离散段长度;
根据所述第一套叠段长度、第二套叠段在预期区域的所有离散段长度,获得第二套叠段的离散段数量。
可选的,模拟植入所述第二编织支架除所述第二套叠段的剩余离散段,获得在预期区域的离散段直径,根据所述对应关系获得植入后形成的第二长度,具体包括:
结合所述第二编织支架的总离散段数量、第二套叠段的离散段数量,获得剩余离散段数量;
将所述剩余离散段模拟植入预期区域,获得预期区域的离散段直径;
针对所有剩余离散段,获得在预期区域的离散段直径,进而根据所述对应关系获得所有剩余离散段长度,累计获得剩余离散段模拟植入后形成的第二长度。
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模拟编织支架套叠植入的方法的步骤。
本申请模拟了相互套叠的第一编织支架、第二编织支架彼此之间产生的干扰,模拟了第一套叠段和第二套叠段相互影响,并且利用离散段直径和长度的关系,对二者的相互作用关系进行模拟,使得更新获得的第一长度、以及第二长度更加可靠,进而能够获得编织支架套叠植入之后的总长度,能够为编织支架套叠植入提供参考依据,辅助医生在术前或术中对支架的型号与数量进行精准地评估。
附图说明
图1为本申请一实施例中模拟编织支架套叠植入的方法的流程示意图;
图2为本申请一实施例中模拟编织支架套叠植入的方法的结构示意图;
图3为一个实施例中编织支架的几何结构示意图;
图4为图3中离散段的结构示意图;
图5为图3中虚线框内菱形的结构示意图;
图6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,参见图1~图5,本申请一实施例中提供一种模拟编织支架套叠植入的方法,包括:
步骤S100,获得具有动脉瘤以及载瘤动脉的结构模型,获得待植入预期区域的中心线和沿线截面;
步骤S200,获得编织支架参数,将编织支架沿轴向离散为有限数量的离散段,获得离散段长度和离散段直径的对应关系,编织支架包括用于进行相互套叠的第一编织支架和第二编织支架,第一编织支架包括用于套叠的第一套叠段,第二编织支架包括用于伸入第一编织支架内的第二套叠段;
步骤S300,模拟植入第一编织支架,获得在预期区域的离散段直径(步骤S310);根据离散段长度和离散段直径的对应关系获得植入后形成的第一长度(步骤S320);
步骤S400,模拟植入第二套叠段,获得第一套叠段的离散段直径(步骤S410);根据离散段长度和离散段直径的对应关系获得第一套叠段长度,更新第一长度(步骤S420);获得第二套叠段的离散段直径,根据第一套叠段长度、离散段长度和离散段直径的对应关系获得第二套叠段的离散段数量(步骤S430);
步骤S500,模拟植入第二编织支架除第二套叠段的剩余离散段,获得在预期区域的离散段直径,根据离散段长度和离散段直径的对应关系获得植入后形成的第二长度。
鉴于冗长型病变的动脉瘤包括多个植入不同编织支架的区域,本实施例中所提及的预期区域,并不严格限定其绝对位置,而是根据实际模拟植入情况、编织支架变形之后植入的位置。一方面,不同编织支架的预期区域存在差异;另一方面,每个编织支架的每个离散段都相应地具有一个在血管结构模型内的预期区域。具体需要依据不同编织支架的离散段在植入时由远端到近端的依次延展情况,来判断预期区域的具体位置。编织支架参数包括名义直径和自然直径,一般来说,名义直径一般略小于自然直径,以期望编织支架在植入后的稳定性更好。
本实施例模拟了相互套叠的第一编织支架(简称为第一支架)、第二编织支架(简称为第二支架)彼此之间产生的干扰,模拟了第一套叠段和第二套叠段相互影响。并且利用离散段直径和长度的关系,对相互的作用关系进行模拟,使得更新获得的第一长度、以及第二长度更加可靠,进而能够获得编织支架套叠植入之后的总长度,能够为编织支架套叠植入提供参考依据,辅助医生在术前或术中对支架的型号与数量进行精准地评估。
本实施例能够快速计算密网编织支架套叠后的长度,并考虑了支架间相互套叠产生的作用力所引起的变形,保证模拟结果的准确性,能够降低医生的手术难度,提高手术效果。
在一个实施例中,提供一种模拟编织支架套叠植入的方法,对前一实施例的实施细节进行对应和细节补充说明。包括:(一)建立支架短缩模型;(二)影像读取与表面重构;(三)感兴趣区域提取;(四)生成血管中心线并计算沿线参数;(五)第一支架的模拟释放;(六)第一支架的套叠变形;(七)第二支架的模拟拟释放。
(一)建立支架短缩模型,即建立离散段模型,对应步骤S200获得离散段长度和离散段直径的对应关系。
对于编织支架,支架的短缩行为,即支架长度依赖于支架直径的变化关系非常明显。支架短缩模型即一个离散段,用于描述离散段长度与离散段直径的对应关系。由于血管的直径分布通常是不均匀的,因此将支架沿着轴向离散成有限数量的短圆筒,短圆筒的长度等于编织丝构成的菱形的水平对角线la,如图3~图5所示,支架的短缩模型可以通过理论的方法或者实验的方法获得。
在步骤S200中,获得离散段长度和离散段直径的对应关系,通过以下两种方式中的任意一种完成。
实验方式一,包括:测量不同压力状态下编织支架的直径和长度的对应关系,进而获得离散段长度和离散段直径的对应关系。即通过实验对支架在不同直径下的长度进行测量并进行曲线拟合,得到支架的短缩模型。
理论方式二:编织支架包括支架丝交叉形成的菱形,沿编织支架轴向的菱形长度为离散段长度,根据菱形长度和菱形高度的对应关系、以及菱形的周向排布,获得离散段长度和离散段直径的对应关系。
一般来说,由于支架自身的结构,支架在血管中释放后其截面始终呈圆形,并且支架丝交叉构成的菱形边长一般始终保持不变,支架丝的搭接位置只能发生相对转动,不能发生相对滑动。基于这两个基本条件,可以得到支架直径与菱形对角线之间的一一对应关系:
式中,la为离散段长度,D为离散段直径;
w为菱形边长,N为支架丝数量,d为支架丝直径,三者均属于编织支架参数。
式中的菱形边长,可以采用多次测量取平均值的方式获取该值,也可以通过支架名义状态下的尺寸计算得到。步骤如下:在获取到支架的名义长度以后,可以通过对支架在轴向方向排列的菱形进行计数,得到名义状态下的离散段长度la,从而根据名义状态下的支架名义直径,通过支架丝直径d以及支架丝数量N计算得到菱形的边长,从而建立支架的短缩模型。短缩模型也考虑了支架在非受力状态下的直径作为支架自然展开直径的上限Dfree,以及支架在受力状态下的展开直径的上限Dlim。名义直径一般略小于自然状态直径,以期望编织支架在植入后栓塞效果更好。也就是说,上式中除离散段直径D和离散段长度la之外,均为已知条件,即可获知二者的变化对应关系。
(二)~(四)对应步骤S100,获得具有动脉瘤以及载瘤动脉的结构模型,获得待植入预期区域的中心线和沿线截面。
(二)影像读取与表面重构。包括:读取血管影像,包括但不限于DSA、CTA以及MRA的三维影像序列。利用阈值法、水平集法或是人工智能分割模型(例如3D UNet)对影像序列进行分割,然后用行进立方体算法对其进行表面重构,得到血管模型。
(三)感兴趣区域提取,对血管模型进行感兴趣区域提取,保留动脉瘤以及载瘤动脉部分的结构模型。具体的交互方式可以是通过一个透明的裁剪球的缩放与平移,来选中球内的血管结构,也可以依次手动裁剪掉不需要的血管分支。
(四)生成血管中心线并计算沿线参数,计算从血管近端开口到各个远端开口的voronoi图。根据各个voronoi图,得到从近端开口出发到各个远端开口结束的中心线点坐标序列与相应的沿线半径(最大内切球半径)序列。
根据中心线的点坐标序列,计算中心线每一个点处的切线单位矢量、主法向矢量以及副法向矢量,计算中心线每一个点处的曲率半径,计算中心线每一个点处的血管截面,进而获得截面积以及截面周长。
(五)第一支架的模拟释放,对应步骤S310和步骤S320。
对于步骤S310,模拟植入第一编织支架,获得在预期区域的离散段直径,具体包括:模拟植入第一编织支架,根据沿线截面的等效半径、第一编织支架的自然直径,获得在预期区域的离散段直径。
具体利用下式进行:
式中,s为中心线上的点,R1(s)为第一编织支架在预期区域的离散段半径,R0(s)为沿线截面的等效半径,D1,free为第一编织支架的自然直径。
具体地,在动脉瘤以及载瘤动脉的结构模型的目标中心线上手动选择预期的第一支架的远端点,获取该点在中心线上的编号id。结合编织支架参数,包括支架的品牌、自然直径、名义直径和名义长度等编织支架参数,根据中心线上远端点P的编号id,获取该点的三维坐标、沿线半径以及其他沿线参数(切线单位矢量、主法向矢量以及副法向矢量、中心线上每一个点处的曲率半径等)。由于支架在自然释放状态(无额外的术中推密操作)下的展开直径上限为D1,free,因此要对沿线半径进行首次处理:
其中s为中心线上的点,R0是初始沿线半径,R1是处理后的沿线半径。
对于步骤S320,根据离散段长度和离散段直径的对应关系获得植入后形成的第一长度,具体包括:针对第一编织支架的所有离散段,获得在预期区域的离散段直径,根据离散段长度和离散段直径的对应关系获得累计形成的第一长度。
具体地,利用短缩模型计算在远端点位置短圆筒的展开长度ΔL,并根据该长度向中心线近端查找新的点P_new,P_new到P的沿线距离等于ΔL。接着获取P_new位置的三维坐标、沿线半径以及其他沿线参数,并将P_new设置为P,重复上述步骤,直到完成第一编织支架所有离散段的模拟释放。完成后短圆筒的名义长度之和等于支架名义长度。
(六)第一支架的套叠变形、以及(七)第二支架的模拟拟释放,对应步骤S410~S430。
由于第二支架在释放过程中,会与第一支架发生部分的套叠。在这个过程中,两个支架之间会产生相互作用力,导致第一支架的一二套叠段(第一套叠段)发生变形,具体表现为第一套叠段展开直径增大,长度减小。
相应地,对于步骤S410,模拟植入第二套叠段,获得第一套叠段的离散段直径,具体包括:模拟植入第二套叠段,根据第一编织支架在预期区域的离散段直径、第一编织支架的自然直径、预期区域沿线截面的等效周长,获得第一套叠段的离散段直径。具体利用下式进行:
式中,s为中心线上的点,为第一套叠段的离散段半径;
R1(s)为第一编织支架在预期区域的离散段半径,D1,lim为第一编织支架在受力状态下的展开直径上限,C(s)为预期区域沿线截面的周长,α、β为常数。具体地,α、β均为大于0小于1的系数,例如α=0.2、β=0.1。
具体地,首先在中心线上手动确定第二支架的远端锚定点,将第二支架的远端锚定点与第一支架近端点之间的中心线标记为一二套叠段中心线。对一二套叠段中心线的沿线半径进行二次处理,即对第一套叠段进行二次处理,获得第一套叠段的离散段直径而第一支架除第一套叠段以外的部分,无须二次处理,采用第一编织支架在预期区域的离散段直径R1(s)即可。
对于步骤S420,根据离散段长度和离散段直径的对应关系获得第一套叠段长度,更新第一长度,具体包括:针对第一套叠段的所有离散段,获得在预期区域的离散段直径,进而根据离散段长度和离散段直径的对应关系获得第一套叠段长度,利用第一套叠段长度更新第一长度。
具体地,利用处理后的第一套叠段的离散段半径以及短缩模型,对第一支架的第一套叠段进行更新计算,完成第一支架的套叠变形,至此获得更新后的第一长度。
对于步骤S430,根据第一套叠段长度、离散段长度和离散段直径的对应关系获得第二套叠段的离散段数量,具体包括:
步骤S431,根据第一套叠段的离散段直径、预期区域沿线截面的等效半径、第二编织支架的自然直径,获得第二套叠段在预期区域的离散段直径;
步骤S432,根据第二套叠段在预期区域的离散段直径,获得第二套叠段在预期区域的离散段长度;
步骤S433,根据第一套叠段长度、第二套叠段在预期区域的所有离散段长度,获得第二套叠段的离散段数量。
可以理解,第二支架参数包括品牌、自然直径、名义直径和名义长度、离散段数量(沿轴向的菱形数量)等,在模拟植入第二套叠段的过程中,第二套叠段的所有离散段依次模拟植入,当累计第二套叠段的所有离散段的长度达到第一套叠段长度时,即可获知第二套叠段的离散段数量。
对于步骤S431,第二支架包括作为第二套叠段的第一部分、以及除第二套叠段以外剩余的第二部分。
对于第二部分,首先对沿线半径进行首次处理:
式中,s为中心线上的点,R2(s)为第二部分在预期区域的离散段半径,R0(s)为沿线截面的等效半径,D2,free为第二部分的自然直径。
对于第一部分(第二套叠段),由于在释放时会受到第一支架第一套叠段的限制,因此在进行第二支架的虚拟释放之前,需要对第二套叠段的沿线半径进行二次处理,可以理解第二支架除第二套叠段以外的部分无须进行此操作,采用用第二编织支架在预期区域的离散段半径R2(s)即可,二次处理如下:
式中,为第二套叠段在预期区域的离散段半径,R2(s)为第二部分在预期区域的离散段半径,/>为第一套叠段的离散段半径,d1为第一支架的支架丝直径。上式中利用处理后的沿线半径R2和/>以及短缩模型,进而完成第二支架的虚拟释放。
步骤S500,模拟植入第二编织支架除第二套叠段的剩余离散段,获得在预期区域的离散段直径,根据离散段长度和离散段直径的对应关系获得植入后形成的第二长度,具体包括:
步骤S510,结合第二编织支架的总离散段数量、第二套叠段的离散段数量,获得剩余离散段数量;
步骤S520,将剩余离散段模拟植入预期区域,获得预期区域的离散段直径;
步骤S530,针对所有剩余离散段,获得在预期区域的离散段直径,进而根据离散段长度和离散段直径的对应关系获得所有剩余离散段长度,累计获得剩余离散段模拟植入后形成的第二长度。
步骤S510通过第二编织支架的总离散段数量与第二套叠段的离散段数量的差值,获得剩余离散段数量,即第二部分的离散段数量。步骤S520和步骤S530即按照第二支架的第二部分沿线半径处理方式,获得剩余离散段在预期区域的离散段直径,进而获得其长度累计值,即获得由模拟植入的第二部分形成的第二长度。
在(一)~(七)的基础上,还可以包括依据各第二支架相对于第一支架、第二套叠段相对于第一套叠段的变形模拟,进行的后续支架的套叠模拟。例如:(八)第二支架的套叠变形;(九)后续支架的虚拟释放与套叠变形。
(八)第二支架的套叠变形。第二支架的套叠变形由第三支架引起,与第一支架的第一套叠段的变形情况相同。在选择第三支架的远端锚定点后,对二三套叠段中心线的沿线半径进行二次处理:
式中,为二三套叠段的半径,D2,lim为第二支架在受力状态下的展开直径的上限。
进而利用处理后的二三套叠段半径以及短缩模型,对第二支架的二三套叠段进行更新计算,完成第二支架的套叠变形,获得更新后的第二长度。
(九)后续支架的虚拟释放与套叠变形。
易知,后续第n个支架的虚拟释放与第二支架的虚拟释放相同,需要对沿线半径进行首次处理和对(n-1,n)套叠段二次处理。利用处理后的沿线半径Rn以及短缩模型,完成第n支架的虚拟释放。后续第n个支架的套叠变形与第二支架的套叠变形相同(除了最后一个支架不需要套叠变形),需要对(n,n+1)套叠段进行二次处理。利用处理后的沿线半径/>以及短缩模型,完成第n支架的套叠变形。
应该理解的是,虽然图1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。
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5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。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离散段直径和离散段长度对应关系的数据。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模拟编织支架套叠植入的方法。
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,获得具有动脉瘤以及载瘤动脉的结构模型,获得待植入预期区域的中心线和沿线截面;
步骤S200,获得编织支架参数,将编织支架沿轴向离散为有限数量的离散段,获得离散段长度和离散段直径的对应关系,编织支架包括用于进行相互套叠的第一编织支架和第二编织支架,第一编织支架包括用于套叠的第一套叠段,第二编织支架包括用于伸入第一编织支架内的第二套叠段;
步骤S300,模拟植入第一编织支架,获得在预期区域的离散段直径,根据对应关系获得植入后形成的第一长度;
步骤S400,模拟植入第二套叠段,获得第一套叠段的离散段直径,根据对应关系获得第一套叠段长度,更新第一长度,获得第二套叠段的离散段直径,根据第一套叠段长度、对应关系获得第二套叠段的离散段数量;
步骤S500,模拟植入第二编织支架除第二套叠段的剩余离散段,获得在预期区域的离散段直径,根据对应关系获得植入后形成的第二长度。
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。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 (10)

1.模拟编织支架套叠植入的方法,其特征在于,包括:
获得具有动脉瘤以及载瘤动脉的结构模型,获得待植入预期区域的中心线和沿线截面;
获得编织支架参数,将编织支架沿轴向离散为有限数量的离散段,获得离散段长度和离散段直径的对应关系,所述编织支架包括用于进行相互套叠的第一编织支架和第二编织支架,所述第一编织支架包括用于套叠的第一套叠段,所述第二编织支架包括用于伸入所述第一编织支架内的第二套叠段;
模拟植入所述第一编织支架,获得在预期区域的离散段直径,根据所述对应关系获得植入后形成的第一长度;
模拟植入所述第二套叠段,获得所述第一套叠段的离散段直径,根据所述对应关系获得第一套叠段长度,更新所述第一长度,获得所述第二套叠段的离散段直径,根据所述第一套叠段长度、所述对应关系获得所述第二套叠段的离散段数量;
模拟植入所述第二编织支架除所述第二套叠段的剩余离散段,获得在预期区域的离散段直径,根据所述对应关系获得植入后形成的第二长度。
2.如权利要求1所述的模拟编织支架套叠植入的方法,其特征在于,所述获得离散段长度和离散段直径的对应关系,通过以下两种方式中的任意一种完成:
方式一,测量不同压力状态下所述编织支架的直径和长度的对应关系,进而获得所述离散段长度和离散段直径的对应关系;
方式二,所述编织支架包括支架丝交叉形成的菱形,沿所述编织支架轴向的菱形长度为所述离散段长度,根据所述菱形长度和菱形高度的对应关系、以及菱形的周向排布,获得离散段长度和离散段直径的对应关系。
3.如权利要求2所述的模拟编织支架套叠植入的方法,其特征在于,所述方式二,具体通过下式完成:
式中,la为离散段长度,D为离散段直径;
w为菱形边长,N为支架丝数量,d为支架丝直径,三者均属于所述编织支架参数。
4.如权利要求1所述的模拟编织支架套叠植入的方法,其特征在于,模拟植入所述第一编织支架,获得在预期区域的离散段直径,具体包括:
模拟植入所述第一编织支架,根据所述沿线截面的等效半径、所述第一编织支架的自然直径,获得在预期区域的离散段直径;
根据所述对应关系获得植入后形成的第一长度,具体包括:
针对所述第一编织支架的所有离散段,获得在预期区域的离散段直径,根据所述对应关系获得累计形成的第一长度。
5.如权利要求4所述的模拟编织支架套叠植入的方法,其特征在于,模拟植入所述第一编织支架,获得在预期区域的离散段直径,具体利用下式进行:
式中,s为中心线上的点,R1(s)为第一编织支架在预期区域的离散段半径,R0(s)为沿线截面的等效半径,D1,free为第一编织支架的自然直径。
6.如权利要求1所述的模拟编织支架套叠植入的方法,其特征在于,模拟植入所述第二套叠段,获得所述第一套叠段的离散段直径,具体包括:
模拟植入所述第二套叠段,根据所述第一编织支架在预期区域的离散段直径、所述第一编织支架的自然直径、预期区域沿线截面的等效周长,获得所述第一套叠段的离散段直径;
根据所述对应关系获得第一套叠段长度,更新所述第一长度,具体包括:
针对所述第一套叠段的所有离散段,获得在预期区域的离散段直径,进而根据所述对应关系获得所述第一套叠段长度,利用所述第一套叠段长度更新所述第一长度。
7.如权利要求6所述的模拟编织支架套叠植入的方法,其特征在于,模拟植入所述第二套叠段,获得所述第一套叠段的离散段直径,具体利用下式进行:
式中,s为中心线上的点,为第一套叠段的离散段半径;
R1(s)为第一编织支架在预期区域的离散段半径,D1,lim为第一编织支架在受力状态下的展开直径上限,C(s)为预期区域沿线截面的周长,α、β为常数。
8.如权利要求6所述的模拟编织支架套叠植入的方法,其特征在于,根据所述第一套叠段长度、所述对应关系获得所述第二套叠段的离散段数量,具体包括:
根据第一套叠段的离散段直径、预期区域沿线截面的等效半径、第二编织支架的自然直径,获得所述第二套叠段在预期区域的离散段直径;
根据所述第二套叠段在预期区域的离散段直径,获得第二套叠段在预期区域的离散段长度;
根据所述第一套叠段长度、第二套叠段在预期区域的所有离散段长度,获得第二套叠段的离散段数量。
9.如权利要求8所述的模拟编织支架套叠植入的方法,其特征在于,模拟植入所述第二编织支架除所述第二套叠段的剩余离散段,获得在预期区域的离散段直径,根据所述对应关系获得植入后形成的第二长度,具体包括:
结合所述第二编织支架的总离散段数量、第二套叠段的离散段数量,获得剩余离散段数量;
将所述剩余离散段模拟植入预期区域,获得预期区域的离散段直径;
针对所有剩余离散段,获得在预期区域的离散段直径,进而根据所述对应关系获得所有剩余离散段长度,累计获得剩余离散段模拟植入后形成的第二长度。
10.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1~9任一项所述的模拟编织支架套叠植入的方法的步骤。
CN202310506981.6A 2023-05-04 2023-05-04 模拟编织支架套叠植入的方法和计算机设备 Pending CN116439826A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310506981.6A CN116439826A (zh) 2023-05-04 2023-05-04 模拟编织支架套叠植入的方法和计算机设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310506981.6A CN116439826A (zh) 2023-05-04 2023-05-04 模拟编织支架套叠植入的方法和计算机设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116439826A true CN116439826A (zh) 2023-07-18

Family

ID=87135687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310506981.6A Pending CN116439826A (zh) 2023-05-04 2023-05-04 模拟编织支架套叠植入的方法和计算机设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116439826A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111743625B (zh) 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
EP3025638B1 (en) Method for determining the final length of stents before the positioning thereof
Appanaboyina et al. Computational fluid dynamics of stented intracranial aneurysms using adaptive embedded unstructured grids
CN109934913A (zh) 颅内动脉瘤虚拟介入支架植入方法、装置、计算机设备
CN111754621B (zh) 植入血管后的支架展开模拟显示方法、装置、计算机设备和存储介质
CN114746955A (zh) 用于介入手术规划的计算模拟平台
KR20160114142A (ko) 혈관 내 치료를 시뮬레이션하기 위한 장치 특정 유한요소 모델
Spranger et al. Which spring is the best? Comparison of methods for virtual stenting
CN111743624A (zh) 血管支架快速释放的模拟方法、装置、计算机设备和存储介质
CN116172697B (zh) 对植入血管的支架进行拖拉后长度估计方法、装置及设备
CN112741691B (zh) 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
AU2018392163B2 (en) Method for determining the positioning in deployed position of an implantable medical device after expansion in a vascular structure
CN116439826A (zh) 模拟编织支架套叠植入的方法和计算机设备
US10521553B2 (en) Method, system and computer program for determining the porosity of a flexible porous structure subjected to deformation
CN116172645B (zh) 编织支架的型号推荐方法和计算机设备
Larrabide et al. Fast virtual stenting with deformable meshes: application to intracranial aneurysms
CN116227233B (zh) 非均匀支架在血管中展开长度估计方法、装置及设备
CN116543913A (zh) 编织支架的模拟推密方法和计算机设备
Egger et al. Simulation of bifurcated stent grafts to treat abdominal aortic aneurysms (AAA)
CN116211463B (zh) 一种编织支架虚拟套叠装置
CN115944389B (zh) 弹簧圈模拟植入的方法和计算机设备
CN116439823A (zh) 支架辅助弹簧圈的实时虚拟植入方法和装置
EP4335402A1 (en) Method for modelling an endoprothesis implanted in a portion of a patient aorta
CN113033121B (zh) 门静脉高压经颈静脉肝内门体分流术支架直径的选择方法
CN117012396A (zh) 用于瘤内扰流装置的选型方法、电子设备及存储介质

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