[發(fā)明專利]對(duì)血管中血流進(jìn)行模擬的方法和系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410165757.6
• 申請(qǐng)日: 2014-04-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105095534A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁笑天;林君山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京冠生云醫(yī)療技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;G06T17/00
• 代理公司: 北京志霖恒遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11435
• 代理人: 孟阿妮

1.一種對(duì)血管中血流進(jìn)行模擬的方法，其特征在于，包括：

將血管劃分為計(jì)算域和解析域；其中以由醫(yī)學(xué)斷層掃描影像數(shù)據(jù)重建出的目標(biāo)區(qū)域的三維模型區(qū)域?yàn)橛?jì)算域，其他部分為解析域；

將所述解析域作為邊界條件加載到所述計(jì)算域上；

對(duì)加載了所述邊界條件的計(jì)算域進(jìn)行流體力學(xué)計(jì)算，得到血管血流參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)血管中血流進(jìn)行模擬的方法，其特征在于：

所述邊界條件包括血流入口邊界條件、血流出口邊界條件、血管壁面邊界條件的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對(duì)血管中血流進(jìn)行模擬的方法，其特征在于，

所述入口邊界條件包括耦合模擬電路入口邊界條件、血流壓力入口邊界條件和血流速度入口邊界條件的一種或多種；

所述出口邊界條件包括模擬電路出口邊界條件、血流阻力出口邊界條件和小血管樹(shù)邊界條件的一種或多種；

所述壁面邊界條件包括非滑移壁面邊界條件；依據(jù)壁面是否為剛性分為剛性壁面邊界條件、單向流固耦合壁面邊界條件和雙向流固耦合壁面邊界條件。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)血管中血流進(jìn)行模擬的方法，其特征在于：

所述血管血流參數(shù)包括血流速度、壓力、剪應(yīng)力、血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)中的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)血管中血流進(jìn)行模擬的方法，其特征在于，所述“對(duì)加載了所述邊界條件的計(jì)算域進(jìn)行流體力學(xué)計(jì)算，得到血管血流參數(shù)”具體包括：

將所述計(jì)算域的三維模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分；

在每個(gè)所述網(wǎng)格中求解以下微分方程組：

▽·v＝0，

ρ(∂v∂t+v·▿v)=-▿p+μ▿2v;]]>

其中，p為壓力，ρ為密度，t為時(shí)間，μ為血液粘度，v為血流速度，▽代表梯度運(yùn)算，▽·代表散度運(yùn)算，　▽²為拉普拉斯算符，即“梯度的散度”。

6.一種對(duì)血管中血流進(jìn)行模擬的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

前處理模塊，用于確定血管模型的邊界條件參數(shù)，進(jìn)行計(jì)算設(shè)置，并進(jìn)行網(wǎng)格劃分；

以及，

流體力學(xué)計(jì)算模塊，用于對(duì)加載了所述邊界條件的計(jì)算域進(jìn)行流體力學(xué)計(jì)算，得到血管血流參數(shù)；

其中，所述計(jì)算設(shè)置包括邊界條件設(shè)置和流體力學(xué)計(jì)算模型設(shè)置。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的對(duì)血管中血流進(jìn)行模擬的系統(tǒng)，其特征在于：

所述邊界條件包括血流入口邊界條件、血流出口邊界條件、血管壁面邊界條件的一種或多種。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對(duì)血管中血流進(jìn)行模擬的系統(tǒng)，其特征在于，

所述入口邊界條件包括耦合模擬電路入口邊界條件、血流壓力入口邊界條件和血流速度入口邊界條件的一種或多種；

所述出口邊界條件包括模擬電路出口邊界條件、血流阻力出口邊界條件和小血管樹(shù)邊界條件的一種或多種；

所述壁面邊界條件包含非滑移壁面邊界條件；依據(jù)壁面是否為剛性的可分為剛性壁面邊界條件、單向流固耦合壁面邊界條件和雙向流固耦合壁面邊界條件。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的對(duì)血管中血流進(jìn)行模擬的系統(tǒng)，其特征在于：

所述血管血流參數(shù)包括血流速度、壓力、剪應(yīng)力、血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)中的一種或多種。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的對(duì)血管中血流進(jìn)行模擬的系統(tǒng)，其特征在于：

所述血管模型包括計(jì)算域和解析域；

其中以由醫(yī)學(xué)斷層掃描影像數(shù)據(jù)重建出的目標(biāo)區(qū)域的三維模型區(qū)域?yàn)橛?jì)算域，其他部分為解析域；

所述流體力學(xué)計(jì)算裝置還用于在每個(gè)所述網(wǎng)格中求解以下微分方程組：

▽·v＝0，

ρ(∂v∂t+v·▿v)=-▿p+μ▿2v;]]>

其中，p為壓力，ρ為密度，t為時(shí)間，μ為血液粘度，v為血流速度，▽代表梯度運(yùn)算，▽·代表散度運(yùn)算，▽²為拉普拉斯算符，即“梯度的散度”。