血管治疗效果的血流模拟的系统、其方法及计算机软件程序技术方案

该系统是一种用于基于受验者的对象血管部位的三维形状数据，而对特定外科治疗方法的效果进行模拟的使用计算机的系统，具有：治疗方法接受部，其由计算机将由对象血管部位的三维形状数据以3维显示在显示器上，接受该显示器上的病变部的指定及针对该病变部的外科治疗方法的选择；修正方法存储部，其由计算机预先存储可选择的治疗方法和与治疗方法对应的三维形状数据的修正方法；以及修正完成三维形状输出部，其由计算机基于所述治疗方法的选择而读取存储在所述修正方法存储部中的修正方法，以该修正方法对所述指定涉及的病变部的三维形状数据进行修正，输出修正后的三维形状数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】该系统是一种用于基于受验者的对象血管部位的三维形状数据，而对特定外科治疗方法的效果进行模拟的使用计算机的系统，具有：治疗方法接受部，其由计算机将由对象血管部位的三维形状数据以3维显示在显示器上，接受该显示器上的病变部的指定及针对该病变部的外科治疗方法的选择；修正方法存储部，其由计算机预先存储可选择的治疗方法和与治疗方法对应的三维形状数据的修正方法；以及修正完成三维形状输出部，其由计算机基于所述治疗方法的选择而读取存储在所述修正方法存储部中的修正方法，以该修正方法对所述指定涉及的病变部的三维形状数据进行修正，输出修正后的三维形状数据。【专利说明】血管治疗效果的血流模拟的系统、其方法及计算机软件程序
本专利技术涉及血管治疗效果的血流模拟的系统、方法及计算机软件程序。
技术介绍
循环器官系统疾病包括血管的瘤化、硬化、狭窄。这些疾病是由于血流的影响而使得正常部位发生病 变，也有不少由于之后的发展而导致死亡，但其治疗因伴随生命危险而非常困难。为了弄清楚这种难治性循环器官系统疾病，在基于病理切片的基础医学方法的基础上运用流体解析或构造解析的工程技术是有益的。例如，脑动脉瘤是脑动脉管壁的一部分以囊状向外凸出的血管问题，在对脑部进行影像诊断时，在未破裂状态下偶然被发现的案例不断增加。所谓脑动脉瘤，是指由于动脉壁的脆弱性等而引起脑动脉的血管壁变为瘤状，因缺少中膜而容易破裂，大多数脑动脉瘤由于位于蛛网膜下腔，因此是蛛网膜下出血的主要原因。因此，对于破裂可能性高的脑动脉瘤，需要进行支架治疗等适当的预防治疗。但是，对于脑动脉瘤破裂的可能性，在尺寸小于或等于IOmm时，一年之内破裂的可能性小于1%，如果考虑预防治疗引起并发症的风险，盲目治疗是不当的，要求恰当判别导致破裂可能性高的脑动脉瘤，仅将这种脑动脉瘤作为治疗对象。因此，一直以来，都在研究使用肿瘤尺寸、形状、家族病史、血压、吸烟历史等作为破裂风险指标的脑动脉瘤判别方法。但是，上述指标均不是决定性的，要求开发高效的判别方法。在这里,在日本特开2010-207531号公报中，公开了一种基于作用在动脉瘤内壁上的流体粘性力，即流体剪切应力的大小而判定动脉瘤破裂风险的MRI装置。但是，关于肿瘤壁面剪切应力的大小和肿瘤生长的关联性，同时存在判别结果相反的各种意见。第I种意见是High WSS说:如果壁面剪切应力超过阈值，则内皮细胞出现问题，由于游走细胞浸润，因此，肿瘤壁面的力学强度降低，肿瘤会生长(WSS:壁面剪切应力)。另一方面，第2种意见是Low WSS说:如果壁面剪切应力低于阈值，则由于血小板和白血球附着在内皮细胞上，因此使内皮功能降低，肿瘤壁面的力学强度降低。上述两种意见是对立的，因此意味着壁面剪切应力的大小并不是确定肿瘤生长及破坏的直接指标。另外，还进行了根据壁面剪切应力的大小而判定破裂风险的其它尝试，例如，通过基于由MRI或CT得到的医学影像而对血流进行实验解析和计算解析，从而提取壁面剪切应力。但是，如前所述，壁面剪切应力的大小与破裂风险的关联性并不明确，而且，上述使用医学影像的方法，是仅基于血管内腔形状的方法论，并没有对流动本身作出解释。其理由在于，无法根据医学影像而掌握肿瘤壁上具有局部性的、细胞状态等病理信息和肿瘤厚度信息等，壁面剪切应力本身在肿瘤壁上的大小分布也具有局部性。本专利技术就是鉴于上述状况而提出的，其目的在于提供一种能够根据对象血管部位的血流状态，针对该对象血管部位未来有无可能发生病变而进行恰当的诊断及治疗效果预测的方法、系统及程序。
技术实现思路
为了解决上述课题，根据本专利技术的第一主要观点，提供一种系统，其使用计算机，用于基于受验者的对象血管部位的三维形状数据，而对特定外科治疗方法的效果进行模拟，该系统的特征在于，具有:治疗方法接受部，其由计算机将由对象血管部位的三维形状数据以3维显示在显示器上，接受该显示器上的病变部的指定及针对该病变部的外科治疗方法的选择；修正方法存储部，其由计算机预先存储可选择的治疗方法和与治疗方法对应的三维形状数据的修正方法；以及修正完成三维形状输出部，其由计算机基于所述治疗方法的选择而读取存储在所述修正方法存储部中的修正方法，以该修正方法对所述指定涉及的病变部的三维形状数据进行修正，输出修正后的三维形状数据。根据本专利技术的一个实施方式，所述可选择的治疗方法包括螺圈栓塞术，与该螺圈栓塞术对应的三维形状数据的修正方法为，具有在上述三维形状数据化后的所述对象血管部位的内腔的一部分处配置多孔质构造体的程序，模拟以螺圈闭塞上述血管的内腔的一部分的状态。在这种情况下，进一步优选具有以所述多孔质构造体的开口率而使螺圈填充率变动的单元。根据另一实施方式，所述可选择的治疗方法包括夹闭法，与该治疗方法对应的三维形状数据的修正方法为，具有将构成血管内腔的一部分(构成肿瘤等的部分)表面的I个或多个多边形切除的 程序、和由另外的I个或多个多边形对切除的表面进行再生的程序，模拟使所述血管内腔的一部分闭锁的情况。此外，根据另一实施方式，所述可选择的治疗方法包括支架置入术，与该治疗方法对应的三维形状数据的修正方法为，具有通过使多边形移动或变形而对血管内腔的一部分表面的凹凸进行修正的程序，模拟通过所述支架而对血管内的血液流动进行控制的情况。此外，根据另一实施方式，所述可选择的治疗方法包括血流导向支架(Flow-diverting stent)置入术，与该治疗方法对应的三维形状数据的修正方法为，具有针对上述三维形状数据化后的所述对象血管部位的内腔的一部分而定义格子状物体的程序，模拟通过血流导向支架而限制血流的情况。在这种情况下，进一步优选具有以所述多孔质构造体的开口率而使血流导向支架的格子密度变动的单元。另外，优选治疗对象的血管病变形态是肿瘤。此外，根据另一实施方式，该系统还具有流体解析部，其由计算机将包含有与血流相关的边界条件的运算条件赋予给所述三维形状数据，通过运算而求出所述对象血管部位的内腔的各位置处血流的状态量。在这种情况下，所述流体解析部具有:运算条件存储部，其由计算机存储运算条件值的多个组，其中，该运算条件值的组中包含有用于运算在所述三维形状数据内流通的血流的状态量的边界条件，所述运算条件值的多个组，分别对应于用户要求的计算速度而包含有I个或者大于或等于I个的不同的运算条件值；以及运算部，其由计算机向所述用户提示进行计算速度选择，对应于所选择的计算速度，读取与该计算速度相关联的运算条件值的组，基于在该组中包含的运算条件值，执行上述血流的状态量的运算，并输出运算结果。另外，优选所述运算条件值的多个组中的至少I个组，包含有与用户重视计算速度的情况相对应而将血流假定为定常流的情况下的运算条件值，至少I个另外的组包含有与相对于计算速度，用户更重视计算精度的情况相对应而将血流假定为脉动流的情况下的运算条件值。此外，优选所述至少I个另外的组还包含有，考虑在脉动流的脉动周期内流动从层流变为湍流的情况的运算条件值。或者，优选所述运算部具有在用户重视计算速度的情况下进行运算的第I处理器、和与计算速度相比用户更重视计算精度的情况下进行运算的第2处理器，还具有判断部，该判断部按照用户的选择而判断使用哪个处理器。在这种情况下，优选所述第2处理器进行使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于计算机的系统，其用于基于受验者的对象血管部位的三维形状数据，而对特定外科治疗方法的效果进行模拟，该系统的特征在于，具有：治疗方法接受部，其由计算机将对象血管部位的三维形状数据3维显示在显示器上，接受该显示器上的病变部的指定及针对该病变部的外科治疗方法的选择；修正方法存储部，其由计算机预先存储可选择的治疗方法和与治疗方法对应的三维形状数据的修正方法；以及修正完成三维形状输出部，其由计算机基于所述治疗方法的选择而读取存储在所述修正方法存储部中的修正方法，以该修正方法对所述指定涉及的病变部的三维形状数据进行修正，输出修正后的三维形状数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：八木高伸，朴荣光，
申请(专利权)人：EBM株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP