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申请/专利权人:昆明同心医联科技有限公司
摘要:本申请公开了一种动脉瘤手术规划方法、装置、电子设备及可读存储介质,其所述方法包括:获取目标患者的CT血管造影图像;基于卷积神经网络模型,从CT血管造影图像识别出动脉瘤;对载有动脉瘤的载瘤血管进行重建,得到所述载瘤血管三维模型;对载瘤血管三维模型进行几何分析,得到动脉瘤和所述载瘤血管的几何结构特征;根据动脉瘤的几何结构特征,模拟出首发弹簧圈,以对动脉瘤填塞;根据载瘤血管的几何结构特征,模拟出血管支架,以对载瘤血管填塞。本申请涵盖了动脉瘤诊断和治疗一体化的过程,能够根据患者的CT造影图像,能够实现动脉瘤和载瘤血管的自动测量,并通过模拟出合适弹簧圈和血管支架,为手术规划提供有力的基础。
主权项:1.一种动脉瘤手术规划方法,其特征在于,所述方法包括:获取目标患者的CT血管造影图像;基于卷积神经网络模型,从所述CT血管造影图像识别出动脉瘤;对载有动脉瘤的载瘤血管进行重建,得到载瘤血管三维模型;对所述载瘤血管三维模型进行几何分析,得到所述动脉瘤和所述载瘤血管的几何结构特征;根据所述动脉瘤的几何结构特征,模拟出首发弹簧圈,以对所述动脉瘤填塞;根据所述载瘤血管的几何结构特征,模拟出血管支架,以对所述载瘤血管填塞;其中,所述基于卷积神经网络模型,从所述CT血管造影图像识别出动脉瘤,包括:使所述CT血管造影图像进入所述卷积神经网络模型,以识别动脉瘤;其中,所述卷积神经网络模型是通过下述方法训练的:基于收缩路径,缩小所述CT血管造影图像的图像大小,以获取所述CT血管造影图像的上下文信息;基于扩展路径,对缩小后的CT血管造影图像进行重采样,得到所述CT血管造影图像的全像素分辨率图像;基于向前传播,确定所述基于所述卷积神经网络模型的每像素或然预测输出集;根据所述每像素或然预测输出集与已注释的动脉瘤图像,确定损失函数;基于向前传播,根据所述损失函数,通过最陡梯度下降法,对所述卷积神经网络模型进行参数值更新;其中,所述对载有动脉瘤的载瘤血管进行重建,得到所述载瘤血管三维模型,包括:对所述CT血管造影图像进行预处理,以消除伪影图像偏差;对预处理后的CT血管造影图像进行管状增强滤波处理;根据所述CT血管造影图像中各体素的原始数据以及管状增强滤波结果,确定所述载瘤血管的中心线;围绕所述载瘤血管的中心线,建立所述载瘤血管三维模型;其中,对所述载瘤血管三维模型进行几何分析,得到所述动脉瘤的几何结构特征,包括:对所述载瘤血管三维模型的表面建立网格,并使所述网格的平均单元质量指数达到预设值;采用平行切割平面,对所述载瘤血管上的动脉瘤进行切割;根据切割得到的动脉瘤,确定所述动脉瘤的多维尺寸指标,作为所述动脉瘤的几何结构特征;其中,所述根据所述动脉瘤的几何结构特征,模拟出首发弹簧圈,以对所述动脉瘤填塞,包括:创建颈部的虚拟表面,在所述虚拟表面预留一小孔,所述小孔连接动脉瘤;根据所述动脉瘤的几何结构特征,模拟出圆柱形结构的初始首发弹簧圈;将所述初始首发弹簧圈包裹在微导管中;使包裹有初始首发弹簧圈的微导管通过所述小孔,进入所述动脉瘤的囊中,并使所述初始首发弹簧圈回弹至自然状态,得到模拟动脉瘤;根据所述模拟动脉瘤与所述动脉瘤的几何特征比对结果,对所述初始首发弹簧圈进行微调,得到首发弹簧圈;其中,所述根据所述载瘤血管的几何结构特征,模拟出血管支架,以对所述载瘤血管填塞,包括:围绕所述载瘤血管的中心线模拟出多个形点;基于所述多个形点,建立虚拟血管支架;使所述虚拟血管支架依赖于三变量三谐波样条的自由形式变形,以确定所述虚拟血管支架的变形参数;根据所述虚拟血管支架的变形效果,对所述变形参数进行迭代更新,直到达到收敛要求,以模拟出血管支架;其中,所述基于所述多个形点,建立虚拟血管支架,包括:建立虚拟血管支架,所述虚拟血管支架为包含所述多个形点的圆柱体;假设所述虚拟血管支架的密集网状结构被假定为多孔介质,通过向控制流动方程添加动量源项,以模拟虚拟血管支架的孔隙度,其中,所述动量源项包括:粘性损失项和惯性损失项。
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