造影剂扩散过程模拟装置制造方法及图纸
【技术实现步骤摘要】
造影剂扩散过程模拟装置
本专利技术涉及数字手术
，特别涉及一种造影剂扩散过程模拟方法和装置。
技术介绍
心血管病是全世界范围内的最大死亡原因，介入手术是一种在不开刀暴露病灶的情况下，在血管、皮肤上作直径几毫米的微小通道，或经人体原有的管道，在影响设备(血管造影机、透视机、CT、MR、B超)的引导下对病灶局部进行治疗的创伤最小的治疗方法。该方法因其创伤小、简便、安全有效、并发症少和住院时间短等优点已成为心血管病的重要治疗手段。介入手术对执行医师的实际手术经验、手眼协调能力等有非常高的要求，传统的介入手术训练方式主要有：实际病人手术中的操作训练、动物实验操作训练、以及血管模型操作训练等方法。然而，上述这些方法存在风险大、花费高以及学习周期长的问题，随着计算机技术的不断发展，使用计算机技术模拟介入手术中的操作过程为介入手术训练提供了一种低成本、低风险、简单快捷的解决方案。由于在介入手术中，医生是在血管造影图像的引导下进行的手术操作，所以在计算机模拟中，造影剂扩散过程的模拟变得尤为重要：第一，造影剂的扩散使得血管显影，为导管、导丝等手术器具在血管中正确运动提供引导，...
【技术保护点】
一种造影剂扩散过程模拟方法，其特征在于，包括：根据个体病人的血管CT扫描图像，构建三维血管模型；对所述三维血管模型进行预处理；将预处理后的三维血管模型渲染到屏幕，并对渲染到屏幕的三维血管模型中的粒子进行初始化；对渲染到屏幕的三维血管模型和初始化后的粒子进行碰撞检测，根据碰撞检测的结果计算渲染到屏幕的三维血管模型对粒子的作用力，以得到外力；根据光滑粒子动力学计算初始化后的粒子之间的内力；根据计算得到的所述外力和所述内力，更新渲染到屏幕的三维血管模型中粒子的状态，并将更新状态后的三维血管模型渲染到屏幕。
【技术特征摘要】
1.一种造影剂扩散过程模拟装置，其特征在于，包括：三维构建模块，用于根据个体病人的血管CT扫描图像，构建三维血管模型；预处理模块，用于对所述三维血管模型进行预处理；初始化模块，用于将预处理后的三维血管模型渲染到屏幕，并对渲染到屏幕的三维血管模型中的粒子进行初始化；外力计算模块，用于对渲染到屏幕的三维血管模型和初始化后的粒子进行碰撞检测，根据碰撞检测的结果计算渲染到屏幕的三维血管模型对粒子的作用力，以得到外力；内力计算模块，用于根据光滑粒子动力学计算初始化后的粒子之间的内力；更新渲染模块，用于根据计算得到的所述外力和所述内力，更新渲染到屏幕的三维血管模型中粒子的状态，并将更新状态后的三维血管模型渲染到屏幕；其中，所述更新渲染模块具体用于按照以下公式，根据计算得到的内力和外力求取加速度：其中，表示求压力，表示粘滞力，ρ表示粒子的静息密度，v表示粒子的速度，p表示压强，F表示外力，μ表示粒子的动态粘度，▽表示求一阶导，▽2表示求二阶导；根据确定的加速度和牛顿运动定律，求取速度和位移；根据求出的位移和速度，对粒子状态进行更新显示。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预处理模块具体用于对所述三维血管模型进行平滑、去杂和分离处理。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述预处理模块在对所述三维血管模型进行平滑、去杂和分离处理之后，还用于对平滑、去杂和分离处理后得到的三维血管模型进行面片合并。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述初始化模块对渲染到屏幕的三维血管模型中的粒子进行初始化，包括：根据手术造影剂的注射点，在血管上游对渲染到屏幕的三维血管模型中的粒子的位置进行初始化；根据需要注射的造影剂的剂量对渲染到屏幕的三维血管模型中的粒子的数量进行初始化；采用生理上血流的参量对渲染到屏幕的三维血管模型中的粒子的位置、速度、动态粘度和静息密度进行初始化。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外力计算模块对渲染到屏幕的三维血管模型和初始化后的粒子进行碰撞检测，包括：对粒子和组成三维血管模型的血管壁的三角面片之间的碰撞进行检测；对粒子和三维血管模型的血管中心线之间的碰撞进行检测。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述外力计算模块根据碰撞检测的结果计算渲染到屏幕的三维血管模型对粒子的作用力，以得到外力，包括：根据以下公式计算三角面片对粒子的作用力：f(p,t)＝∫x∈tτ(p-x)dx≈A∑iwiτ(p-xi)其中，f表示三角面片t对粒子p施加的力，x表示粒子的位置，A表示三...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴剑煌，秦怡，王浩宇，胡庆茂，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。