[发明专利]一种心脏模型对结构性心脏病手术进行模拟与评估的方法

权利要求书

1.一种心脏模型对结构性心脏病手术进行模拟与评估的方法，用于医生培训、教学方面，并通过个体标本打印，应用于健康教育及医患沟通，其特征在于，其步骤为：

步骤1、运用医疗检测仪器采集结构性心脏病患者的CT影像数据，保存为Dicom格式；

步骤2、将步骤1中得到的患者的CT影像数据导入到Mimics软件中识别并保存，生成计算机识别的.mcs文件；

步骤3、在Mimics中提取出心脏组织的数据，建立心脏的三维数字模型，并将其转化成3D打印系统可识别的STL格式文件；

步骤4、将步骤3处理好的文件导入光固化打印机SLA中，同时在打印材料中加入造影剂，打印出心脏3D模型；

步骤5、心脏外科手术医生基于步骤4生成的心脏3D模型进行手术方案的设计论证；

步骤6、根据步骤5中论证过的手术方案进行实际的模拟手术，将植入体或者修补体按照预手术方案中的操作路径和步骤，精确实施模拟手术；

步骤7、对步骤6中模拟手术后的心脏模型进行CT扫描，得到心脏模型的CT影像数据；

步骤8、将步骤7中得到的影像数据输入到专业的软件中进行血流动力学仿真模拟；

步骤9、根据步骤8中的血流动力学仿真模拟数据对模拟手术效果和可行性进行评估，优化手术方案。

2.根据权利要求1所述的一种心脏模型对结构性心脏病手术进行模拟与评估的方法，其特征在于，所述步骤2中，所述识别的过程是通过Mimics软件从所收集的带有完整的胸部医学影像数据的CT影像数据中将心脏的数据提取出来，其他部位要通过Mimics软件进行去除。

3.根据权利要求1所述的一种心脏模型对结构性心脏病手术进行模拟与评估的方法，其特征在于，步骤3中，所述建立心脏的三维数字模型的步骤具体包括：

步骤31、点击Mimics软件中的Draw Profile line指令跨过心脏画一条剖面线，并以此为基础定义阈值范围；

步骤32、点击Start thresholding调节阈值的范围，观察覆盖的情况以确定选取了整个心脏组织；

步骤33、使用Crop Mask将分割的区域限制在心脏组织周围；

步骤34、利用区域生长和动态区域生长的方法将离散的体素从心脏组织去除，用手动编辑的方法去除心脏组织以外的部分，完成心脏组织的提取；

步骤35、用Calculate 3D工具生成3D数字模型，使用Smoothing工具对模型进行光滑处理，形成STL格式的文件。

4.根据权利要求1所述的一种心脏模型对结构性心脏病手术进行模拟与评估的方法，其特征在于，所述步骤4采用PolyJet 3D 打印技术，所用的造影剂不与光敏树脂反应，同时将两者进行充分的混合，所述打印材料是Tangoplus光敏树脂材料，按照比例为1：1进行打印。

5.根据权利要求1所述的一种心脏模型对结构性心脏病手术进行模拟与评估的方法，其特征在于，所述打印的心脏3D模型全方位的展示病变的视角及其与周边组织的关系。

6.根据权利要求1所述的一种心脏模型对结构性心脏病手术进行模拟与评估的方法，其特征在于，所述步骤7具体是先将实施完模拟手术后的心脏模型缝合好，放入CT扫描仪中进行扫描，将扫描得到的CT影像数据保存为Dicom格式的文件。

7.根据权利要求1所述的一种心脏模型对结构性心脏病手术进行模拟与评估的方法，其特征在于，所述步骤8具体包括步骤：

步骤81、将模拟手术后的心脏模型扫描后的CT数据输入到Mimics中进行心脏模型的三维重建，并且对模型表面进行面网格划分，同时将模块数据保存为STL格式；

步骤82、将步骤81中的STL文件输入到ICEM CFD网格划分软件中将Mimics中的面网格划分转化成体网格划分；

步骤83、在基于有限体积法仿真的软件CFX中设置瞬态分析的模拟类型、建立一个层流模型的求解域、设置好边界条件、建立求解控制；

步骤84、对已经设置好的模型根在CFX求解器进行数值求解，包括血管内压力、剪切应力、流速的数值求解；

步骤85、运用合适的可视化技术将变量显示出来。