本披露一般涉及神經(jīng)外科的影像學(xué)領(lǐng)域。更具體地，本披露涉及一種用于對(duì)瘤內(nèi)擾流裝置進(jìn)行模擬的方法、電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前血管介入手術(shù)中，臨床上醫(yī)生普遍通過術(shù)前簡(jiǎn)單的對(duì)血管或動(dòng)脈瘤進(jìn)行手動(dòng)測(cè)量，憑借經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行介入耗材，即瘤內(nèi)擾流裝置(woven?endobridge，web)的選型。然而不同水平的醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)千差萬別，導(dǎo)致相當(dāng)一部分患者無法得到最合適的治療。另外，如果選型偏大或者偏小，只能將耗材取出，再換新的耗材。一方面延長(zhǎng)了手術(shù)時(shí)間，醫(yī)生和患者需要承受更多的射線，另一方面會(huì)增加患者支出，選型失敗的耗材費(fèi)用也需要患者承擔(dān)，更重要的是不合適的耗材選擇會(huì)使手術(shù)質(zhì)量變差，影響患者的預(yù)后，引起復(fù)發(fā)。

2、隨著醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步，可以通過醫(yī)學(xué)影像量化分析確定顱內(nèi)病灶。將顱內(nèi)病灶的顱腦數(shù)據(jù)用于術(shù)前器械、設(shè)備的準(zhǔn)備和術(shù)中進(jìn)程規(guī)劃可以有效提高手術(shù)質(zhì)量，縮短手術(shù)時(shí)長(zhǎng)，降低術(shù)中潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，如何在術(shù)前通過影像數(shù)據(jù)，對(duì)瘤內(nèi)擾流裝置進(jìn)行模擬，使醫(yī)生更直觀的看到耗材在血管或者瘤內(nèi)釋放的效果，能夠大大提高術(shù)中選型的成功率。目前，常見的耗材模擬方案是通過從血管影像中重建出來血管和動(dòng)脈瘤，然后使用有限元分析(finite?element?analysis，fea)進(jìn)行耗材釋放過程的模擬。這種方法準(zhǔn)確性高，但是建模耗時(shí)時(shí)間很長(zhǎng)，少則幾個(gè)小時(shí)，多則幾十個(gè)小時(shí)，很難用在實(shí)際臨床使用中。

3、有鑒于此，亟需提供一種用于對(duì)瘤內(nèi)擾流裝置進(jìn)行模擬的方案，以便在確保模擬準(zhǔn)確度的前提下，能夠降低模擬過程的耗時(shí)，提升建模效率，從而兼顧準(zhǔn)確度和速度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了至少解決如上所提到的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問題，本披露在如下多個(gè)方面中提出了用于對(duì)瘤內(nèi)擾流裝置進(jìn)行模擬的方案。

2、在第一方面中，本披露提供一種用于對(duì)瘤內(nèi)擾流裝置進(jìn)行模擬的方法，包括：獲取動(dòng)脈瘤模型及其測(cè)量參數(shù)；根據(jù)所述測(cè)量參數(shù)，確定待模擬的瘤內(nèi)擾流裝置及其耗材參數(shù)；根據(jù)所述耗材參數(shù)，使用離散彈性桿對(duì)所述瘤內(nèi)擾流裝置中的編織絲進(jìn)行建模，以獲得瘤內(nèi)擾流裝置模型；基于所述動(dòng)脈瘤模型和所述瘤內(nèi)擾流裝置模型，對(duì)所述瘤內(nèi)擾流裝置在動(dòng)脈瘤中的釋放過程進(jìn)行模擬，以獲得釋放后的瘤內(nèi)擾流裝置模型作為模擬結(jié)果。

3、在一些實(shí)施例中，根據(jù)所述耗材參數(shù)，使用離散彈性桿對(duì)所述瘤內(nèi)擾流裝置中的編織絲進(jìn)行建模，以獲得瘤內(nèi)擾流裝置模型包括：根據(jù)所述耗材參數(shù)，對(duì)所述瘤內(nèi)擾流裝置的輪廓線進(jìn)行建模，以獲得輪廓曲線；根據(jù)所述輪廓曲線和所述瘤內(nèi)擾流裝置中的編織絲的旋轉(zhuǎn)角度，確定所述編織絲的編織絲曲線；基于所述編織絲曲線，使用所述離散彈性桿對(duì)所述編織絲進(jìn)行建模，以獲得構(gòu)成所述瘤內(nèi)擾流裝置模型的編織絲模型。

4、在一些實(shí)施例中，基于所述動(dòng)脈瘤模型和所述瘤內(nèi)擾流裝置模型，對(duì)所述瘤內(nèi)裝置在動(dòng)脈瘤中的釋放過程進(jìn)行模擬，以獲得釋放后的瘤內(nèi)擾流裝置模型包括：獲取所述動(dòng)脈瘤模型的瘤頸中心點(diǎn)和瘤頸平面；將所述瘤內(nèi)擾流裝置模型放置在與所述動(dòng)脈瘤模型的瘤頸相匹配的位置，以使得所述瘤內(nèi)擾流裝置模型的近端點(diǎn)與所述瘤頸中心點(diǎn)重合，所述瘤內(nèi)擾流裝置模型的近端平面與所述瘤頸平面方向一致；逐步對(duì)所述動(dòng)脈瘤模型進(jìn)行擴(kuò)張，直至所述瘤內(nèi)擾流模型的所有頂點(diǎn)位于所述動(dòng)脈瘤模型內(nèi)時(shí)，停止擴(kuò)張；逐步對(duì)所述動(dòng)脈瘤模型進(jìn)行壓縮，直至所述動(dòng)脈瘤模型的尺寸小于或等于原始尺寸時(shí)，將所述動(dòng)脈瘤模型的尺寸重置為所述原始尺寸，并停止壓縮；在所述瘤內(nèi)擾流裝置模型的所有頂點(diǎn)的最大移動(dòng)距離小于預(yù)設(shè)距離的情況下，停止模擬，并將此時(shí)的瘤內(nèi)擾流裝置模型確定為所述釋放后的瘤內(nèi)擾流裝置模型。

5、在一些實(shí)施例中，在逐步對(duì)所述動(dòng)脈瘤模型進(jìn)行壓縮之前，所述方法還包括：在所述瘤內(nèi)擾流裝置模型的近端點(diǎn)施加一個(gè)拉力，所述拉力指向所述瘤頸中心點(diǎn)；在所述瘤內(nèi)擾流裝置模型中的不同編織絲模型之間增加形狀約束，其中，所述形狀約束包括形狀保持約束、節(jié)點(diǎn)距離約束和邊距離約束中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。

6、在一些實(shí)施例中，使用離散彈性桿對(duì)所述瘤內(nèi)擾流裝置中的編織絲進(jìn)行建模包括：使用離散彈性桿對(duì)所述瘤內(nèi)擾流裝置中的部分編織絲進(jìn)行建模；以及在獲得釋放后的瘤內(nèi)擾流裝置模型之后，所述方法還包括：對(duì)所述釋放后的瘤內(nèi)擾流裝置模型進(jìn)行優(yōu)化操作，以獲得最終的模擬結(jié)果。

7、在一些實(shí)施例中，對(duì)所述釋放后的瘤內(nèi)擾流裝置模型進(jìn)行優(yōu)化操作，以獲得最終的模擬結(jié)果包括：基于所述釋放后的瘤內(nèi)擾流裝置模型，計(jì)算所述瘤內(nèi)擾流裝置的外輪廓表面；根據(jù)所述瘤內(nèi)擾流裝置中的編織絲的總數(shù)量，對(duì)所述釋放后的瘤內(nèi)擾流裝置模型進(jìn)行插值，以獲得插值后的瘤內(nèi)擾流裝置模型；基于所述外輪廓表面，對(duì)所述插值后的瘤內(nèi)擾流裝置模型進(jìn)行校正，以獲得最終的模擬結(jié)果。

8、在一些實(shí)施例中，基于所述釋放后的瘤內(nèi)擾流裝置模型，計(jì)算所述瘤內(nèi)擾流裝置的外輪廓表面包括：基于所述釋放后的瘤內(nèi)擾流裝置模型，使用包裹算法計(jì)算所述瘤內(nèi)擾流裝置的包裹表面；對(duì)所述包裹表面進(jìn)行網(wǎng)格平滑和重新網(wǎng)格化，以獲得所述外輪廓表面。

9、在一些實(shí)施例中，基于所述外輪廓表面，對(duì)所述插值后的瘤內(nèi)擾流裝置模型進(jìn)行校正，以獲得最終的模擬結(jié)果包括：基于所述外輪廓表面，確定所述插值后的瘤內(nèi)擾流裝置模型上的第一頂點(diǎn)和第二頂點(diǎn)，其中，所述第一頂點(diǎn)為不在所述外輪廓表面上的頂點(diǎn)，所述第二頂點(diǎn)為超出所述動(dòng)脈瘤模型的頂點(diǎn)；將所述第一頂點(diǎn)校正到距離所述外輪廓表面最近的投影點(diǎn)上，并將所述第二頂點(diǎn)校正到距離所述動(dòng)脈瘤模型的表面最近的投影點(diǎn)上，以獲得最終的模擬結(jié)果。

10、在第二方面中，本披露提供一種電子設(shè)備，包括：處理器；以及存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)有用于對(duì)瘤內(nèi)擾流裝置進(jìn)行模擬的程序指令，當(dāng)所述程序指令由處理器執(zhí)行時(shí)，使得實(shí)現(xiàn)前述第一方面中所述方法及其多個(gè)實(shí)施例。

11、在第三方面中，本披露提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有用于對(duì)瘤內(nèi)擾流裝置進(jìn)行模擬的程序指令，該程序指令被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)前述第一方面中所述方法及其多個(gè)實(shí)施例。

12、通過如上所提供的用于對(duì)瘤內(nèi)擾流裝置進(jìn)行模擬的方案，可以根據(jù)瘤內(nèi)擾流裝置的耗材參數(shù)，使用離散彈性桿對(duì)瘤內(nèi)擾流裝置中的編織絲進(jìn)行建模，獲得瘤內(nèi)擾流裝置模型。離散彈性桿可以通過離散方式描述桿的軸向、彎曲以及扭轉(zhuǎn)應(yīng)變，這使得它在處理復(fù)雜幾何模型中具有較高的計(jì)算效率。同時(shí)，離散彈性桿的計(jì)算過程相對(duì)簡(jiǎn)單，可以快速處理大量數(shù)據(jù)，這有助于減少計(jì)算資源的需求。因而，利用本披露的方案，在基于動(dòng)脈瘤模型和瘤內(nèi)擾流裝置模型，對(duì)瘤內(nèi)擾流裝置在動(dòng)脈瘤中的釋放過程進(jìn)行模擬時(shí)，在確保模擬準(zhǔn)確度的前提下，可以獲得更快的計(jì)算速度，從而能夠降低模擬過程的耗時(shí)，提升建模效率，實(shí)現(xiàn)兼顧準(zhǔn)確度和速度。

技術(shù)特征：

1.一種用于對(duì)瘤內(nèi)擾流裝置進(jìn)行模擬的方法，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，根據(jù)所述耗材參數(shù)，使用離散彈性桿對(duì)所述瘤內(nèi)擾流裝置中的編織絲進(jìn)行建模，以獲得瘤內(nèi)擾流裝置模型包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于所述動(dòng)脈瘤模型和所述瘤內(nèi)擾流裝置模型，對(duì)所述瘤內(nèi)裝置在動(dòng)脈瘤中的釋放過程進(jìn)行模擬，以獲得釋放后的瘤內(nèi)擾流裝置模型包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，在逐步對(duì)所述動(dòng)脈瘤模型進(jìn)行壓縮之前，所述方法還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用離散彈性桿對(duì)所述瘤內(nèi)擾流裝置中的編織絲進(jìn)行建模包括：使用離散彈性桿對(duì)所述瘤內(nèi)擾流裝置中的部分編織絲進(jìn)行建模；以及

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，對(duì)所述釋放后的瘤內(nèi)擾流裝置模型進(jìn)行優(yōu)化操作，以獲得最終的模擬結(jié)果包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，基于所述釋放后的瘤內(nèi)擾流裝置模型，計(jì)算所述瘤內(nèi)擾流裝置的外輪廓表面包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，基于所述外輪廓表面，對(duì)所述插值后的瘤內(nèi)擾流裝置模型進(jìn)行校正，以獲得最終的模擬結(jié)果包括：

9.一種電子設(shè)備，包括：

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有用于對(duì)瘤內(nèi)擾流裝置進(jìn)行模擬的程序指令，該程序指令被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本披露公開了一種用于對(duì)瘤內(nèi)擾流裝置進(jìn)行模擬的方法、設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)，該方法包括：獲取動(dòng)脈瘤模型及其測(cè)量參數(shù)；根據(jù)所述測(cè)量參數(shù)，確定待模擬的瘤內(nèi)擾流裝置及其耗材參數(shù)；根據(jù)所述耗材參數(shù)，使用離散彈性桿對(duì)所述瘤內(nèi)擾流裝置中的編織絲進(jìn)行建模，以獲得瘤內(nèi)擾流裝置模型；基于所述動(dòng)脈瘤模型和所述瘤內(nèi)擾流裝置模型，對(duì)所述瘤內(nèi)擾流裝置在動(dòng)脈瘤中的釋放過程進(jìn)行模擬，以獲得釋放后的瘤內(nèi)擾流裝置模型作為模擬結(jié)果。利用本披露的方案，在確保模擬準(zhǔn)確度的前提下，可以獲得更快的計(jì)算速度，從而能夠降低模擬過程的耗時(shí)，提升建模效率，實(shí)現(xiàn)兼顧準(zhǔn)確度和速度。

技術(shù)研發(fā)人員：宋凌,楊光明,方剛,姚洋洋,印胤,秦嵐
受保護(hù)的技術(shù)使用者：強(qiáng)聯(lián)智創(chuàng)（北京）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15