本申请提供了一种数值模型构建方法、装置、电子设备及存储介质，涉及计算机数值模拟领域。该方法包括：获取目标血管的三维模型，三维模型用于示出目标血管的轮廓；获取目标血管的血流信息，血流信息包括实际血流方向和实际血流速度；基于三维模型及血流信息，构建目标血管的血流动力学的数值模型。通过本申请中的方案，构建的数值模型可以反映目标血管实际血流方向，使得该方法不仅适用于一般人群，也适用于存在反向血流的人群。用于存在反向血流的人群。用于存在反向血流的人群。
【技术实现步骤摘要】
数值模型构建方法、装置、电子设备及存储介质
[0001]本申请涉及计算机数值模拟领域，具体涉及一种数值模型构建方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
[0002]近年来，随着计算流体力学原理的广泛应用，医学检查与计算流体力学相结合的方法已被用于医学领域方面的仿真模拟。对于血流仿真模拟，现有技术是将血管造影技术与计算流体力学相结合进行的。通过该方法可获得血流仿真模拟对象的血流动力学信息，以用于血流动力学分析，辅助诊断。
[0003]然而，在临床中，患者体内的部分血管可能存在反向血流，如盗血综合征、下肢静脉曲张等。当存在反向血流的情况时，仿真模拟对象的实际血流动力学信息会与同等情况下血流方向正常的情况时不同。但是，现有的血流仿真模拟无法准确判断血流方向，不适用于临床中可能存在反向血流的疾病及相关血管的血流仿真模拟。
技术实现思路
[0004]为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请实施例提供了一种数值模型构建方法、装置、电子设备及存储介质，以解决现有的血流仿真模拟无法准确判断血流方向，不适用于临床中可能存在反向血流的疾病及相关血管的血流仿真模拟的问题。
[0005]第一方面，提供一种数值模型构建方法，包括：获取目标血管的三维模型，三维模型用于示出目标血管的轮廓；获取目标血管的血流信息，血流信息包括实际血流方向和实际血流速度；基于三维模型及血流信息，构建目标血管的血流动力学的数值模型。
[0006]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，基于三维模型及血流信息，获取目标血管的血流动力学的数值模型，包括：对三维模型进行第一处理，第一处理包括网格划分和边界条件设置，边界条件设置包括基于实际血流速度，对血流方向正常的情况和存在反向血流的情况进行边界条件设置，血流方向正常的情况包括血流方向与没有血管类疾病的正常人群在生理状态下的血流方向一致，反向血流的情况包括与血流方向正常的血流方向相反的血流；对经过第一处理之后的三维模型进行第二处理，得到数值模型，第二处理包括计算流体力学条件设置和数值模拟计算。
[0007]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，计算流体力学条件设置包括：关于血管壁和血液的属性、血液流动计算、压力修正和动量方程顺序求解的设置。
[0008]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，数值模拟计算的条件包括：以纳维
‑
斯托克斯方程和连续性方程为控制方程。
[0009]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在基于三维模型及血流信息，获取目标血管的血流动力学的数值模型之后，该方法还包括：响应于血流动力学信息获取指令，基于数值模型确定与血流动力学信息获取指令匹配的血流动力学信息，其中，血流动力学信息包括速度流线图、压力云图、壁面剪切力云图、质量流率和流占比数据中的至少一种。
[0010]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在获取目标血管的三维模型，三维模型用于示出目标血管的轮廓之后，该方法还包括：响应于形态学信息获取指令，基于三维模型获取与形态学信息获取指令匹配的形态学信息，形态学信息包括目标血管的血管直径、血管中心线角度、血管长度、血管弯曲度和轮廓图像中的至少一种。
[0011]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，实际血流速度包括平均血流速度，平均血流速度值基于收缩期峰血流速度及舒张期末血流速度计算得出。
[0012]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，获取目标血管的三维模型包括：获取目标血管的二维图像序列；基于二维图像序列，构建目标血管的三维模型。
[0013]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，血流信息是通过对目标血管进行彩色多普勒超声数据采集获得的。
[0014]第二方面，提供一种数值模型构建装置，包括：第一获取模块，用于获取目标血管的三维模型，三维模型用于示出目标血管的轮廓；第二获取模块，用于获取目标血管的血流信息，血流信息包括实际血流方向和实际血流速度；模型构建模块，用于基于三维模型及血流信息，构建目标血管的血流动力学的数值模型。
[0015]第三方面，提供一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储处理器的可执行指令；其中，处理器配置为经由执行可执行指令来执行上述第一方面的方法。
[0016]第四方面，提供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上述第一方面的方法。
[0017]本申请实施例提供的数值模型构建方法，通过获取目标血管的三维模型，三维模型用于示出目标血管的轮廓和血流信息，血流信息包括实际血流方向和实际血流速度，并基于三维模型和血流信息构建目标血管的血流动力学的数值模型。即，本申请的数值模型构建方法，不仅结合了目标血管的三维模型和计算流体力学，还结合了其血流信息，将血流信息也附加到了数值模型构建中，从而在准确判断血流方向的基础上构建目标血管的血流动力学的数值模型。通过该方法构建的数值模型可以获得与目标血管实际血流方向相匹配的血流动力学信息，使得该方法不仅适用于一般人群，也适用于存在反向血流的人群。
附图说明
[0018]通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
[0019]图1所示为本申请实施例中一种数值模型构建方法的系统架构示意图。
[0020]图2所示为本申请实施例中一种数值模型构建方法的流程示意图。
[0021]图3所示为本申请一示例性实施例提供的基于三维模型及血流信息构建目标血管的血流动力学的数值模型的流程示意图。
[0022]图4所示为本申请一示例性实施例提供的经过裁剪和平滑处理后的血管段的三维模型图。
[0023]图5所示为本申请实施例中另一种数值模型构建方法的流程示意图。
[0024]图6A至图6C所示分别为本申请一示例性实施例提供的眼动脉存在反向血流时的流体速度流线图、壁面剪切力云图和压力云图。
[0025]图7A至图7C所示分别为本申请一示例性实施例提供的眼动脉血流方向正常时的流体速度流线图、壁面剪切力云图和压力云图。
[0026]图8所示为本申请实施例中另一种数值模型构建方法的流程示意图。
[0027]图9所示为本申请实施例中另一种数值模型构建方法的流程示意图。
[0028]图10所示为本申请一示例性实施例提供的获取目标血管的三维模型的流程示意图。
[0029]图11所示为本申请一示例性实施例提供的颈内动脉、眼动脉及部分颅内动脉的部分二维图像序列及部分三维模型示意图。
[0030]图12所示为本申请一示例性实施例提供的数值模型构建装置的结构示意图。
[0031]图13所示为本申请另一示例性实施例提供的数值模型构建装置的结构示意图。
[0032]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种数值模型构建方法，其特征在于，包括：获取目标血管的三维模型，所述三维模型用于示出所述目标血管的轮廓；获取所述目标血管的血流信息，所述血流信息包括实际血流方向和实际血流速度；基于所述三维模型及所述血流信息，构建所述目标血管的血流动力学的数值模型。2.根据权利要求1所述的数值模型构建方法，其特征在于，所述基于所述三维模型及所述血流信息，获取所述目标血管的血流动力学的数值模型，包括：对所述三维模型进行第一处理，所述第一处理包括网格划分和边界条件设置，所述边界条件设置包括基于所述实际血流速度，对血流方向正常的情况和存在反向血流的情况进行所述边界条件设置；对经过所述第一处理之后的所述三维模型进行第二处理，得到所述数值模型，所述第二处理包括计算流体力学条件设置和数值模拟计算。3.根据权利要求2所述的数值模型构建方法，其特征在于，所述计算流体力学条件设置包括：关于血管壁和血液的属性、血液流动计算、压力修正和动量方程顺序求解的设置。4.根据权利要求2所述的数值模型构建方法，其特征在于，所述数值模拟计算的条件包括：以纳维
‑
斯托克斯方程和连续性方程为控制方程。5.根据权利要求1所述的数值模型构建方法，其特征在于，在所述基于所述三维模型及所述血流信息，获取所述目标血管的血流动力学的数值模型之后，还包括：响应于血流动力学信息获取指令，基于所述数值模型确定与所述血流动力学信息获取指令匹配的血流动力学信息，其中，所述血流动力学信息包括速度流线图、压力云图、壁面剪切力云图、质量流率和流占比数据中的至少一种。6.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王佳琳，王艳玲，程雪茹，
申请(专利权)人：首都医科大学附属北京友谊医院，
类型：发明
国别省市：
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