颅内动脉瘤介入治疗支架植入图像仿真方法

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颅内动脉瘤(IntracranialAneurysm)是由动脉壁局部性异常扩张引起的瘤状突起,是一种常见的血管性疾病。目前,临床上对于颅内动脉瘤的治疗通常采用介入手术,但是临床大夫对于支架植入的几何配置参数选择缺乏定量依据,一般凭临床经验决定支架的几何配置。本文提出了一种辅助介入手术的仿真方法,并针对三维重建算法对颅内动脉瘤几何形态特征参数计算的影响进行了相关研究。  本文提出了一种颅内动脉瘤介入治疗支架植入图像仿真方法,为颅内动脉瘤介入治疗的手术规划提供一种检测、计算和分析的可视化新技术。首先应用血管三维造影(DigitalSubtractionAngiography,DSA)数据重建动脉瘤血管三维几何形态,然后基于三维活动轮廓模型建立一种支架膨胀释放的模型。本方法无需对DSA图像进行预处理,并且通过参数优化保证了支架在植入膨胀过程中几何形态特征的不变性。结合数值计算方法,寻找支架植入的最佳位置,为介入治疗提供可视化依据,提高临床预期,具有重要的临床指导意义。  动脉瘤几何形态特征参数是评估动脉瘤破裂风险的重要指标,通常要使用基于移动立方体(MarchingCubes,MC)和移动四面体(MarchingTetrahedral,MT)的三维重建算法重建动脉瘤几何模型,应用动脉瘤几何模型计算动脉瘤几何形态特征参数。为了探索主要的三维重建算法对颅内动脉瘤几何形态特征参数计算的影响,本文建立了分别基于MC和MT算法的动脉瘤几何形态特征参数数值计算方法,并对动脉瘤的尺寸(Size)、纵横比(AspectRatio,AR)、非球形指数(NonsphericityIndex,NSI)、尺寸比(SizeRatio,SR)、动脉瘤倾斜角度(AneurysmInclinationAngle,AIA)等5种主要的几何形态参数进行了数值计算分析。研究结果表明MC和MT两种重建算法在重建时间上差异显著且对动脉瘤几何形态参数计算结果存在不同程度的影响,其中对纵横比、非球形参数、尺寸比和瘤角度的影响较大,而对动脉瘤尺寸影响较小。  选取合适的重建方法进行几何形态特征参数计算,可以获得更加准确的计算结果,有助于提高动脉瘤破裂风险预测的准确率,为颅内动脉瘤的预防和治疗提供参考依据,辅助动脉瘤治疗方案的制定;通过支架植入图像仿真方法,计算不同手术方案支架植入后的血流动力学参数,制定个性化病人的手术规划方案,对于治疗决策、预测医学和手术规划具有重要的应用价值。
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