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制造方法及图纸

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。

【技术实现步骤摘要】
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
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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法，其特征在于，包括：/n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；/n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；/n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；/n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。/n

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：金肜伯，汪阳，刘健，冷晓畅，单晔杰，杨新健，向建平，
申请(专利权)人：杭州脉流科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33