[发明专利]弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法、装置、计算机设备和存储介质

说明书

本申请涉及一种弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：构建受载瘤血管约束下呈扩张状态的血管支架三维模型，其中载瘤血管为预先构建的载瘤血管三维模型；依据血管支架三维模型外表面的边界生成侧壁密封的壳体；将弹簧圈通过导管向动脉瘤腔内推送，进入动脉瘤腔的弹簧圈盘绕于壳体外周并在动脉瘤腔的约束下进行扩张，再构建扩张状态的弹簧圈三维模型；将血管支架三维模型、弹簧圈三维模型以及载瘤血管三维模型进行结合后构成对弹簧圈盘绕支架释放的模拟。采用本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，特别是涉及一种弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法、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，常见于脑血管威利斯环的动脉分叉处。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％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，这种手术方法叫支架辅助的弹簧圈栓塞方法。现有技术中有一种叫密网支架来重塑载瘤动脉来进行脑动脉瘤的栓塞，其原理是通过放置一个金属网的覆盖率在30-35％左右的密网的支架来减少进入到动脉瘤腔内血流速度和血流量，进而让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、支架或者密网支架在血管内释放后的真实的几何结构。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快速准确的获取弹簧圈和支架真实释放之后的三维结构。特别是一些复杂类型的动脉瘤，如梭形动脉瘤和带有梭形动脉瘤性质的巨大颅内动脉瘤，针对这种类型的动脉瘤，单独使用密网支架来治疗并不能取得很好的治疗效果，往往需要弹簧圈进行疏松填塞，由于弹簧圈极细、极软，释放到动脉瘤腔内时会盘绕支架分布。而在临床上，这种复杂类型的动脉瘤往往更需要在手术前进行虚拟治疗。

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同时保证准确性的弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种弹簧圈盘绕支架释放的模拟方法，包括：

构建受载瘤血管约束下呈扩张状态的血管支架三维模型，其中所述载瘤血管为预先构建的载瘤血管三维模型；

依据所述血管支架三维模型外表面的边界生成侧壁密封的壳体；

将弹簧圈通过导管向动脉瘤腔内推送，进入动脉瘤腔的弹簧圈盘绕于所述壳体外周并在所述动脉瘤腔的约束下进行扩张，再构建扩张状态的弹簧圈三维模型；

将所述血管支架三维模型、弹簧圈三维模型以及载瘤血管三维模型进行结合后构成对弹簧圈盘绕支架释放的模拟。

可选的，所述依据所述血管支架三维模型外表面的边界生成侧壁密封的壳体包括：

获得所述血管支架三维模型的中心线，沿所述中心线扫掠生成圆筒状的第一壳体；