基于有限元分析的尿道中段无张力悬吊术评价方法及系统

本发明涉及生物力学有限元分析，尤其涉及一种基于有限元分析的尿道中段无张力悬吊术评价方法及系统。

背景技术：

1、女性在怀孕后盆底肌会受胎儿长时间压迫，导致盆底肌受损，生产后无法如正常盆底肌一样对尿道进行控制，一旦女性打喷嚏等有腹腔内压增大的情况，会出现尿失禁的情况，无法控制；

2、现有技术会采用尿道中段无张力悬吊术来在尿道进行辅助支撑，而吊带的悬吊位置和力度若不合适会引起并发症，例如辅助支撑不足时无法解决压力性尿失禁问题，而辅助支撑过度会引起尿道狭窄的问题，施加悬吊术后也不便反复调整吊带，只有在悬吊术方案设置吊带在合适位置时才能最高效的为患者解决问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于有限元分析的尿道中段无张力悬吊术评价方法，用于解决现有技术中如何判断悬吊术方案设置吊带的位置是否合适的问题。

2、本发明第一方面提供了一种基于有限元分析的尿道中段无张力悬吊术评价方法，包括：

3、获取三维超声图像，基于三维超声图像建立尿道三维模型和第一盆底肌三维模型；将三维超声图像输入预置的神经网络模型中，得到第二盆底肌三维模型；基于第一盆底肌三维模型数据构建第一盆底肌有限元模型，基于第二盆底肌三维模型数据构建第二盆底肌有限元模型；基于尿道三维模型构建尿道有限元模型；

4、对第一盆底肌有限元模型进行应变分析，识别尿道括约肌处的第一应变；对第二盆底肌有限元模型进行应变分析，识别尿道括约肌处的第二应变；

5、根据悬吊术方案获取吊带与尿道贴合区域数据，根据贴合区域数据在尿道有限元模型设置外部预置载荷，对尿道有限元模型进行应变分析，得到尿道壁位移数据；根据尿道三维模型获取尿道直径，将尿道壁位移数据、第一应变、第二应变和尿道直径代入第一评价模型中，若第一评价模型成立，则悬吊术方案满足要求，所述第一评价模型为：

6、

7、其中，d为尿道直径，ε1为第一应变，ε2为第二应变，s11为贴合区域中心点加载前坐标，s12为贴合区域中心点加载后坐标，s21为中心点对向点加载前坐标，s22为中心点对向点加载后坐标，α为尿失禁比例参数，δ为吊带滑动参数，γ为应变相关参数。

8、可选的，还包括：当第一评价模型不成立时，则将尿道壁位移数据、第一应变、第二应变和尿道直径代入第二评价模型中，若第二评价模型成立，则悬吊术方案满足要求，所述第二评价模型为：

9、

10、其中，β为尿路狭窄比例参数。

11、可选的，还包括：

12、当第一评价模型和第二评价模型都不成立时，若符合第一评价模型的第一项式，则根据第一评价模型计算的参数值，增加尿道有限元模型设置外部预置载荷或增加贴合区域面积；若符合第二评价模型的第一项式，则根据第二评价模型计算的参数值，减小尿道有限元模型设置外部预置载荷或减小贴合区域面积。

13、本申请第二方面提供了一种基于有限元分析的尿道中段无张力悬吊术评价系统，包括：

14、有限元模型构建模块，用于获取三维超声图像，基于三维超声图像建立尿道三维模型和第一盆底肌三维模型；将三维超声图像输入预置的神经网络模型中，得到第二盆底肌三维模型；基于第一盆底肌三维模型数据构建第一盆底肌有限元模型，基于第二盆底肌三维模型数据构建第二盆底肌有限元模型；基于尿道三维模型构建尿道有限元模型；

15、应变分析模块，用于对第一盆底肌有限元模型进行应变分析，识别尿道括约肌处的第一应变；对第二盆底肌有限元模型进行应变分析，识别尿道括约肌处的第二应变；

16、评价模块，用于根据悬吊术方案获取吊带与尿道贴合区域数据，根据贴合区域数据在尿道有限元模型设置外部预置载荷，对尿道有限元模型进行应变分析，得到尿道壁位移数据；根据尿道三维模型获取尿道直径，将尿道壁位移数据、第一应变、第二应变和尿道直径代入第一评价模型中，若第一评价模型成立，则悬吊术方案满足要求，所述第一评价模型为：

17、

18、其中，d为尿道直径，ε1为第一应变，ε2为第二应变，s11为贴合区域中心点加载前坐标，s12为贴合区域中心点加载后坐标，s21为中心点对向点加载前坐标，s22为中心点对向点加载后坐标，α为尿失禁比例参数，δ为吊带滑动参数，γ为应变相关参数。

19、可选的，所述评价模块中，还包括：当第一评价模型不成立时，则将尿道壁位移数据、第一应变、第二应变和尿道直径代入第二评价模型中，若第二评价模型成立，则悬吊术方案满足要求，所述第二评价模型为：

20、

21、其中，β为尿路狭窄比例参数。

22、可选的，所述评价模块中，还包括：

23、当第一评价模型和第二评价模型都不成立时，若符合第一评价模型的第一项式，则根据第一评价模型计算的参数值，增加尿道有限元模型设置外部预置载荷或增加贴合区域面积；若符合第二评价模型的第一项式，则根据第二评价模型计算的参数值，减小尿道有限元模型设置外部预置载荷或减小贴合区域面积。

24、本申请第三方面提供了一种基于有限元分析的尿道中段无张力悬吊术评价方法设备，所述设备包括处理器以及存储器：

25、所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

26、所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行本发明第一方面任一项所述的一种基于有限元分析的尿道中段无张力悬吊术评价方法。

27、本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行本发明第一方面任一项所述的一种基于有限元分析的尿道中段无张力悬吊术评价方法。

28、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：通过建立患者当前受损盆底肌有限元模型和对应正常状态下的盆底肌有限元模型，基于应变分析后在尿道括约肌处的应变差异，来反映患者需要的悬吊术吊带效果，根据当前悬吊术方案在膀胱有限元模型上的应变分析来得到吊带的效果，判断当前患者盆底肌需求下该吊带是否能满足解决尿失禁的问题，评价当前的悬吊术方案是否设置在合适位置，提高尿道中段无张力悬吊术的实施效果和方案设计效率。

技术特征：

1.一种基于有限元分析的尿道中段无张力悬吊术评价方法，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于有限元分析的尿道中段无张力悬吊术评价方法，其特征在于，还包括：当第一评价模型不成立时，则将尿道壁位移数据、第一应变、第二应变和尿道直径代入第二评价模型中，若第二评价模型成立，则悬吊术方案满足要求，所述第二评价模型为：

3.根据权利要求2所述的一种基于有限元分析的尿道中段无张力悬吊术评价方法，其特征在于，还包括：

4.一种基于有限元分析的尿道中段无张力悬吊术评价系统，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的一种基于有限元分析的尿道中段无张力悬吊术评价系统，其特征在于，所述评价模块中，还包括：当第一评价模型不成立时，则将尿道壁位移数据、第一应变、第二应变和尿道直径代入第二评价模型中，若第二评价模型成立，则悬吊术方案满足要求，所述第二评价模型为：

6.根据权利要求5所述的一种基于有限元分析的尿道中段无张力悬吊术评价系统，其特征在于，所述评价模块中，还包括：

7.一种基于有限元分析的尿道中段无张力悬吊术评价方法设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1-3任一项所述的一种基于有限元分析的尿道中段无张力悬吊术评价方法。

技术总结
本发明涉及生物力学有限元分析技术领域，提供一种基于有限元分析的尿道中段无张力悬吊术评价方法及系统，方法包括：通过建立患者当前受损盆底肌有限元模型和对应正常状态下的盆底肌有限元模型，基于应变分析后在尿道括约肌处的应变差异，来反映患者需要的悬吊术吊带效果，根据当前悬吊术方案在膀胱有限元模型上的应变分析来得到吊带的效果，判断当前患者盆底肌需求下该吊带是否能满足解决尿失禁的问题，评价当前的悬吊术方案是否设置在合适位置，提高尿道中段无张力悬吊术的实施效果和方案设计效率。

技术研发人员：海宁
受保护的技术使用者：首都医科大学附属北京朝阳医院
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8