[发明专利]血管支架快速释放的模拟方法、装置、计算机设备和存储介质

说明书

本申请涉及一种血管支架的模拟释放方法、装置、计算机设备和存储介质，其中模拟释放方法包括：将血管支架压缩装载至导管中，所述血管支架以及所述导管均为预先构建且用于模拟计算的三维模型；将血管支架在导管约束下伸入至壳体内并释放血管支架的远端部分，所述壳体为与载瘤血管内径相匹配的圆筒状、且预置在载瘤血管中；保持所述导管的位置不变，将血管支架进一步向远端移动直至完全释放在并约束于壳体内；解除壳体对血管支架的约束，使血管支架进一步扩张直至与载瘤血管相贴合。采用本申请的模拟释放方法能够提升仿真速度，且兼顾实用性和准确性。

技术领域

本申请涉及转化医学领域，特别是涉及一种血管支架快速释放的模拟方法装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

颅内动脉瘤是颅内动脉壁病理性的膨出，常见于脑血管Willis环的动脉分叉处。动脉瘤影响大概5％的全人类。动脉瘤破裂后果是致命性的，大约有50％的患者不能存活，其余也会出现不同程度的身体功能性障碍。

弹簧圈栓塞目前是最重要的治疗动脉瘤的方法。其治疗过程包括释放一系列的弹簧圈到动脉瘤腔内，通过对动脉瘤的栓塞来减少瘤内血流。弹簧圈填充引起后续动脉瘤内的血栓形成，最终对动脉瘤进行栓塞，达到把动脉瘤隔绝于血流循环之外。对于宽颈动脉瘤，通常会在母血管中放置一种疏网支架，来防止弹簧圈从动脉瘤腔内落到母血管内，这种手术方法称为支架辅助的弹簧圈栓塞方法。现有技术中有一种密网支架来重构载瘤动脉来进行对脑动脉瘤的栓塞，其原理是通过放置一个金属网覆盖率在30-35％左右的密网支架来减少进入到动脉瘤腔内血流速度和血流量，进而动脉瘤腔内形成血栓。密网支架针对大动脉瘤和宽颈等复杂动脉瘤特别有效，有时候植入密网支架同时还可以放置少量的弹簧圈。

前瞻性随机的多中心临床试验表明，跟传统的开颅手术(通过动脉瘤夹来夹闭动脉瘤)相比，弹簧圈和支架介入治疗的方法对破裂和未破裂动脉瘤有更好的结果。但是，弹簧圈栓塞的一个最大的弱点是有很高的复发率，高达30％，并且需要对这些复发的动脉瘤进行重新治疗。目前弹簧圈栓塞复发的机理没有完全理解，但是从直观的和大量学术研究表明，弹簧圈或者支架辅助的弹簧圈栓塞之后的复发跟血流动力学的改变有密切的关系。

基于医学图像的计算流体力学(CFD)在动脉瘤治疗前后的血流动力学分析中应用广泛。但是，计算流体力学仿真需要准确的弹簧圈、支架或者密网支架的真实的几何结构。这个问题正是目前对弹簧圈和支架进行虚拟释放仿真计算的挑战，因为之前的方法不能有效地扑捉弹簧圈和支架的现实释放之后的三维结构。

目前颅内动脉瘤的仿真方法有基于多孔介质的方法和快速释放方法。例如公开号为CN103198202A的专利文献介绍了一种基于数学模型膨胀方法来进行对动脉瘤载瘤血管支架的释放方法。虽然在时间上这些方法速度比较快，但其准确性有所下降。有限元方法(FEM)也应用在虚拟释放弹簧圈和支架中。国际专利申请(PTC/US2015/012941)的专利文献中介绍了传统有限元算法在动脉瘤支架和弹簧圈虚拟治疗中的应用。基于有限元的方法很准确，得益于该方法能扑捉其释放过程的机械特性。正因为该方法能扑捉其机械性能和行为的所有细节，该方法在计算时间上花费非常长，所以适合简单，血管构造不复杂的病例，因此不能在实际中得到广泛应用。比如，基于有限元方法的HiFiVS计算在计算密网支架的输送过程需要花费100个小时以上，对于延伸路径复杂的病例需要更长的时间，既不经济也不现实。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高计算速度的血管支架快速释放的模拟方法。

本申请血管支架的模拟释放方法，包括：

将血管支架压缩装载至导管中，所述血管支架以及所述导管均为预先构建且用于模拟计算的三维模型；

将血管支架在导管约束下伸入至壳体内并释放血管支架的远端部分，所述壳体为与载瘤血管内径相匹配的圆筒状；

保持所述导管的位置不变，将血管支架进一步向远端移动直至完全释放并约束于壳体内；