一种左心耳封堵的仿真模型构建方法和系统与流程

本发明属于数据处理，具体涉及一种左心耳封堵的仿真模型构建方法和系统。

背景技术：

1、左心耳封堵是一种介入性心脏手术，用于治疗房颤患者。房颤是一种心律失常，通常表现为心脏上腔(心房)不规律而快速地跳动，这可能导致血栓形成和中风的风险增加。左心耳是心房的一个小袋状结构，位于左心房的左上角，在房颤的患者中，血液可能会在左心耳内滞留，形成血栓，一旦血栓脱离左心耳进入血液流通血管，可能会阻塞脑部血管，增加中风风险，左心耳封堵手术的目标是通过封堵或关闭左心耳的出口，防止血液在其中滞留，避免左心耳形成的血栓进入血管，从而减少中风的危险。

2、左心耳封堵手术通常通过导管介入进行，而不需要传统的开胸手术，在手术中通过搭建类似心脏支架的方式，医生会使用导管将封堵器械引导到左心耳，并释放封堵器械以封堵左心耳的出口，这样一来，左心耳就不再与心房的其余部分直接相通，降低了血栓形成和中风的风险。

3、现有技术在左心耳封堵手术中往往通过人为直接进行主观判断是否为患者进行手术，但由于不同患者的心脏左心耳结构略有区别，这就导致即使拥有长时间积累的手术经验也存在直接进行手术的高风险，手术安全性低，主观性强。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的在左心耳封堵手术中往往通过人为直接进行主观判断是否为患者进行手术，但由于不同患者的心脏左心耳结构略有区别，这就导致即使拥有长时间积累的手术经验也存在直接进行手术的高风险，手术安全性低，主观性强的技术问题，本发明提供一种左心耳封堵的仿真模型构建方法和系统。

2、第一方面

3、本发明提供了一种左心耳封堵的仿真模型构建方法，包括：

4、s101：获取心脏三维数据，其中，心脏三维数据包括左心房三维数据和左心耳三维数据；

5、s102：基于节点稳态信息，构建点云筛选模型，对心脏三维数据进行三维点云数据筛选，其中，节点稳态信息包括点法向量、点曲率、点到重心点的距离和点到邻居点的平均距离；

6、s103：利用最大似然估计算法确定在三维重建过程中对不同来源的点云数据集进行配准的配准缩放因子；

7、s104：结合配准缩放因子对筛选后的心脏三维数据进行三维重建，得到心脏三维模型；

8、s105：计算心脏三维模型在多个切面上与心脏解剖学数据的第一偏差均值；

9、s106：在第一偏差均值小于预设第一偏差均值的情况下，进入s107，否则，调整点云筛选模型的权重参数，返回s102；

10、s107：结合心脏三维模型和有限元分析算法构建心脏三维仿真模型，对心脏三维模型进行仿真分析，获取仿真分析数据；

11、s108：获取各个仿真分析数据与相应的历史临床数据之间的第二偏差均值；

12、s109：在第二偏差均值小于预设第二偏差均值的情况下，将心脏三维模型作为心脏三维仿真模型输出。

13、第二方面

14、本发明提供了一种左心耳封堵的仿真模型构建系统，包括处理器和用于存储处理器可执行指令的存储器；处理器被配置为调用存储器存储的指令，用于执行第一方面中的左心耳封堵的仿真模型构建方法。

15、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益技术效果：

16、1、本发明通过构建基于节点稳态信息即法向量、点曲率、点到重心点的距离和点到邻居点的平均距离的点云筛选模型，对心脏三维数据进行三维点云数据筛选，去除含噪点云数据，有效提升基于筛选后节点建立的模型准确性和可靠性。

17、2、借助最大似然估计算法将点云尺度参数的求解转换为概率统计问题，在面对任何复杂情况下均能够准确求解配准缩放因子，提升本方案的抗干扰性能和应用范围，配准缩放因子的确定，有助于提升心脏三维模型与实际心脏结构的吻合度，提升基于该心脏三维模型进行仿真分析的结果准确性，

18、3、本发明的有限元分析算法对建立的心脏三维模型进行有限元分析，得到心脏三维仿真模型，输出仿真分析数据，通过有限元分析算法可以提供相对较高的准确性和精度，通过在模型中引入更多的细节和物理特性，可以更真实地模拟心脏组织在进行左心耳封堵手术中的实际反应。在三维重建和最后的仿真分析数据多个过程中进行多次偏差估计，全流程严格控制仿真真实性和准确性，提升仿真有效性和准确度。使用该心脏三维仿真模型可以提前对患者心脏进行三维建模，并模拟实际导管介入手术的全流程，降低人为主观判断是否进行手术的主观性，客观真实的预判手术风险，降低术中突发情况的应急能力，保护患者术中安全，提升仿真结果准确性和可靠性，有效进行术前预测，降低手术风险。

技术特征：

1.一种左心耳封堵的仿真模型构建方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的左心耳封堵的仿真模型构建方法，其特征在于，所述s102具体包括：

3.根据权利要求2所述的左心耳封堵的仿真模型构建方法，其特征在于，所述s1024具体包括：

4.根据权利要求2所述的左心耳封堵的仿真模型构建方法，其特征在于，所述s1025具体包括：

5.根据权利要求1所述的左心耳封堵的仿真模型构建方法，其特征在于，所述s103具体包括：

6.根据权利要求5所述的左心耳封堵的仿真模型构建方法，其特征在于，所述s104具体包括：

7.根据权利要求1所述的左心耳封堵的仿真模型构建方法，其特征在于，所述s105具体包括：

8.根据权利要求1所述的左心耳封堵的仿真模型构建方法，其特征在于，所述s107具体包括：

9.根据权利要求1所述的左心耳封堵的仿真模型构建方法，其特征在于，所述s108具体为：

10.一种左心耳封堵的仿真模型构建系统，其特征在于，包括处理器和用于存储处理器可执行指令的存储器；所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，用于执行权利要求1至9中任一项所述的左心耳封堵的仿真模型构建方法。

技术总结
本发明公开了一种左心耳封堵的仿真模型构建方法和系统，属于数据处理技术领域，方法包括：获取心脏三维数据；基于节点稳态信息，构建点云筛选模型，对心脏三维数据进行三维点云数据筛选；利用最大似然估计算法确定配准缩放因子；对筛选后的心脏三维数据进行三维重建；计算心脏三维模型在多个切面上与心脏解剖学数据的第一偏差均值；结合心脏三维模型和有限元分析算法构建心脏三维仿真模型，对心脏三维模型进行仿真分析，获取仿真分析数据；获取各个仿真分析数据与相应的历史临床数据之间的第二偏差均值进行输出判断；将心脏三维模型作为心脏三维仿真模型输出。提升仿真结果准确性和可靠性，有效进行术前预测，降低手术风险。

技术研发人员：张建浩
受保护的技术使用者：天津市鹰泰利安康医疗科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17