[发明专利]基于3D打印技术的全血管腔内导板设计方法

权利要求书

1.基于3D打印技术的全血管腔内导板设计方法，其特征在于：所述方法通过以下步骤实现：

步骤一、将带有血管的CT原始数据通过三维重构方法进行预处理，得到目标处的三维数据；

步骤二、将上一步得到目标处的三维数据通过AI智能算法进行第二次处理，得到非参数曲面片的CAD模型；之后进行植入导板后的血管应力形变的模拟；

步骤三、将上一步模拟结果在数据处理中心通过逆向工程技术进行第三次处理，设计开窗位置参数，并根据临床开窗案例对设计开窗位置参数进行矫正，得到开窗导板的工业STL模型；其中，应用投影法在动脉瘤位置确定开窗导板上的开窗位置；

步骤四、将得到的工业STL模型通过3D打印机进行打印，得到树脂开窗导板；

步骤一所述的将带有血管的CT原始数据通过三维重构方法进行预处理，得到目标处的三维数据，具体过程为：

步骤一一、获得带有血管的CT原始数据，并保留包括：患者基础信息、病史信息、影像资料的数据信息，用于信息对应；

步骤一二、对血管进行三维重建，使用Segmentation命令进行阈值调节，选中CT的血管，基于选中的图像进行三维重构，得到血管三维模型，以stl格式保存导出；

步骤一三、使用正向工业设计软件Geomagic design进行血管重塑，之后再使用软件内置的数据分析系统对重塑后的主血管与分支血管进行进一步的融合处理；

步骤二所述的将上一步得到目标处的三维数据在数据处理中心通过AI智能算法进行第二次处理，得到非参数曲面片的CAD模型；之后进行植入导板后的血管应力形变的模拟的过程，具体为：

步骤二一、将血管三维模型导入geomagic studio2014软件中，只保留血管数据；

步骤二二、统计分析：

1）对采集的多个ct数据进行图像识别，在形态学上进行分类统计，构架初级知识库，基于工程力学进行模拟分析，提炼出包括患者年龄、性别、血压、血脂、血管分支与主干夹角、血管壁弹性模量的影响因子，并以此作为深度学习的起始变量和参数；

2）将工程力学模拟分析的结果作为设计参考，并实施在设计制作中，验证模拟的结果，经过多次反复迭代，得到最优的求解器，以此作为大数据批量推理的总体参考，作为智能软件的设计参数；

步骤二三、基于上一步处理后的模型，通过逆向工程软件Geomagic Studio软件对血管三维模型逆向重构设计，数据模型转换成非参数曲面片的CAD模型，以用于有限元分析；

步骤二四、流体分析：使用流体力学分析软件ABAQUS软件，加载血流速参数、血压参数、血管材料泊松比弹性模量，以及导板材料参数，进行力学模拟仿真，判断施放导板后血管的形变状态以及血管分支位置的变化；具体为：

1）通过血管导板的3D模型，导板的材料参数进行导板力学推算；其中，导板的材料参数包括弹性模量和泊松比；

2）通过血管的3D模型以及血管参数推算血管力学特性；其中，血管参数包括弹性模量和泊松比；

3）参考血管入口处血流速度、血压，分析模拟推演血管内导入导板后的形变状态，打印精确导板开窗导板。

2.根据权利要求1所述的基于3D打印技术的全血管腔内导板设计方法，其特征在于：步骤三所述的将上一步模拟结果通过逆向工程技术进行第三次处理，设计开窗位置参数，并根据临床开窗案例对设计开窗位置参数进行矫正，得到开窗导板的工业STL模型的过程，具体为：

步骤三一、基于步骤二的工程力学模拟分析的初步结果，测量变形后的相关参数，以此作为导板的设计参数，通过正向设计的方式重新设计模拟后的血管，并设计与之匹配的导板上血管分支的预开窗位置；

步骤三二、分析模拟为初步试验阶段，因为模拟的复杂性和非线性、材料参数的误差，最终模拟的结果误差仍然很大，需要以模拟结果和临床开窗案例数据结合来提供最终的导板设计参数；根据临床开窗案例制作导板使用过程中开窗位置数据库，并根据开窗数据库完成对设计的预开窗位置参数进行矫正，设计植入导板后血管形变的状态，并以此作为导板设计的依据；

步骤三三、导板输出：

1）生成符合标准化的导板；

2）向云端或打印工厂输出数据为导板STL3D模型数据。

3.根据权利要求1所述的基于3D打印技术的全血管腔内导板设计方法，基于3D打印技术的全血管腔内导板设计方法，其特征在于：步骤四所述的打印处理得到开窗导板的过程中，所述的开窗导板的打印材料选为医用光敏树脂材料。