[發明專利]虛擬支架在血管內擴張的模擬方法、裝置及電子設備

在審

• 申請號: 201711292177.3
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN107978372A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 陳端端;韋建雍;熊江;韓曉峰;劉明遠;閆天翼
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G16H50/50
• 分類號: G16H50/50;G06F17/50
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 徐彥圣

1.一種虛擬支架在血管內擴張的模擬方法，其特征在于，包括：

獲取當前的血管模型和支架模型；其中，所述血管模型包括各個血管節點的空間位置；所述支架模型是以所述血管模型的中心線為中心生成的，包括各個支架節點的空間位置；

對于每個所述支架節點，根據所述支架節點的空間位置，計算得到所述支架節點受到的膨脹內力值；

根據所述支架節點的空間位置和與所述支架節點對應的血管節點的空間位置，判斷所述支架模型對應的虛擬支架是否接觸到所述血管模型的血管壁；

如果所述虛擬支架未接觸到所述血管壁，則根據所述支架節點的空間位置和所述膨脹內力值，更新所述支架節點的空間位置；

如果所述虛擬支架接觸到所述血管壁，則根據與所述支架節點對應的血管節點的空間位置，計算得到所述支架節點受到的壓縮外力值；并根據所述支架節點的空間位置、所述血管節點的空間位置、所述膨脹內力值和所述壓縮外力值，更新所述支架節點的空間位置和所述血管節點的空間位置；

當所述膨脹內力值和所述壓縮外力值平衡時，輸出更新后的血管模型和支架模型作為模擬結果。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：通過以下步驟建立血管模型和支架模型：

根據主動脈的電子計算機斷層掃描CT圖像，對所述主動脈進行三維幾何模型重建，得到所述主動脈的血管模型；

提取所述血管模型的中心線，分割所述中心線，得到所述中心線的各個中心線節點，并保存各個所述中心線節點的空間位置；

根據實際支架的參數，以所述中心線為中心生成虛擬支架的支架模型；其中，所述參數包括長度和直徑；

分別對所述血管模型和所述支架模型進行網格劃分，得到所述血管模型的各個血管節點和所述支架模型的各個支架節點，并保存各個所述血管節點的空間位置和各個所述支架節點的空間位置；

根據各個所述血管節點的空間位置、各個所述支架節點的空間位置和各個所述中心線節點的空間位置，分別確定血管節點與中心線節點的對應關系、支架節點與中心線節點的對應關系以及支架節點與血管節點的對應關系。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述分別對所述血管模型和所述支架模型進行網格劃分，得到所述血管模型的各個血管節點和所述支架模型的各個支架節點，包括：

用三角形網格分別對所述血管模型和所述支架模型進行離散化處理，得到三角形網格的血管模型和三角形網格的支架模型；

將所述血管模型和所述支架模型的網格類型均從三角形網格轉化為單純形網格，得到所述血管模型的各個血管節點和所述支架模型的各個支架節點。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述支架節點的空間位置，計算得到所述支架節點受到的膨脹內力值，包括：

根據所述支架節點的空間位置和與所述支架節點對應的中心線節點的空間位置，計算得到所述支架節點對應的支架直徑；

根據所述支架直徑和預存的支架直徑與膨脹內力的對應關系，得到所述支架節點受到的膨脹內力值。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述支架節點的空間位置和與所述支架節點對應的血管節點的空間位置，判斷所述支架模型對應的虛擬支架是否接觸到所述血管模型的血管壁，包括：

根據所述支架節點的空間位置和與所述支架節點對應的血管節點的空間位置，計算得到所述支架節點與所述血管節點之間的距離；

判斷所述距離是否小于預設的碰撞閾值；

如果是，則確定所述支架模型對應的虛擬支架接觸到所述血管模型的血管壁。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據與所述支架節點對應的血管節點的空間位置，計算得到所述支架節點受到的壓縮外力值，包括：

根據與所述支架節點對應的血管節點的空間位置和中心線節點的空間位置，計算得到所述血管節點對應的血管直徑；

根據所述血管直徑和預存的血管直徑與壓縮外力的對應關系，得到所述支架節點受到的壓縮外力值。