用于医学实验的血管实体模型及其制造方法与流程

本发明涉及一种用于医学实验的血管实体模型，以及模型的制造方法。

背景技术：

1、在医学研究和临床实践中，血管模型被应用于疾病研究、手术训练、以及对医疗器械的测试。现有的血管模型通常是简化处理的模型，比如由硅胶、塑料或其他合成材料制成，其设计往往忽略了血管的复杂内部结构，如血管的弯曲度、分支结构和血管壁的变化。这些模型虽然在成本和制造方面具有优势，但它们缺乏生理上的真实性，无法精确模拟血液流动的动态特性和血管在不同压力下的形态变化。由于这些模型的标准化程度和复杂性有限，它们在进行高精度的医学实验和手术模拟训练时可能不足够有效。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的这些不足，本发明希望提供一种能够精确模拟人体血管结构和功能的新型血管模型，特别是一种能够在体外模拟疾病发生、发展的基础的模型。

2、本发明提供一种用于医学实验的血管实体模型制造方法，其特征在于，包括：

3、获得多个人体的全身的血管造影图像，其中所述多个人体包括多个正常人体和多个患有目标疾病的人体；

4、根据全部的所述人体的全身的血管造影图像获得对应的血管腔几何模型；

5、根据全部的所述血管腔几何模型获得具有目标形态的标准化血管腔几何模型；

6、基于所述标准化血管腔几何模型生成具有目标血管壁厚度的血管壁几何模型，所述血管壁几何模型的目标血管壁厚度根据制造所述血管实体模型的材料的弹性和全部的所述人体的血管壁的受力变形属性确定；

7、根据所述血管壁几何模型制造所述血管实体模型。

8、在其中一个实施例中，据全部的所述血管腔几何模型获得具有目标形态的标准化血管腔几何模型，包括：

9、对全部的所述人体的全身的血管造影图像进行空间标准化处理，得到各血管造影图像对应的变化矩阵；

10、利用各血管造影图像对应的所述变化矩阵分别对相应的血管腔几何模型进行处理，得到空间标准化的血管腔几何模型；

11、对所述空间标准化的血管腔几何模型进行修复，得到具有目标形态的标准化血管腔几何模型。

12、在其中一个实施例中，对空间标准化的血管腔几何模型进行修复，得到具有目标形态的标准化血管腔几何模型，包括：

13、查找空间标准化的血管腔几何模型是否存在断裂点；

14、对断裂点进行修复；

15、对修复后的空间标准化的血管腔几何模型进行平滑处理，得到具有目标形态的标准化血管腔几何模型。

16、在其中一个实施例中，基于所述具有目标形态的标准化血管腔几何模型生成具有目标血管壁厚度的血管壁几何模型，包括：

17、根据目标血管壁厚度，对标准化血管腔几何模型进行膨胀处理，得到膨胀后的血管腔几何模型；

18、使用布尔减法运算，从膨胀后的血管腔几何模型中减去标准化血管腔几何模型，得到具有目标血管壁厚度的血管壁几何模型。

19、在其中一个实施例中，根据目标血管壁厚度，对标准化血管腔几何模型进行膨胀处理，得到膨胀后的血管腔几何模型，包括：

20、对于标准化血管腔几何模型的表面上的点，计算其对应表面的法线；

21、将表面上的点沿着其法线方向移动与目标血管壁厚度相等的距离，形成新的表面；

22、通过平滑算法对新的表面进行修复，得到膨胀后的血管腔几何模型。

23、在其中一个实施例中，根据血管壁几何模型制造血管实体模型，是采用3d打印的制造方式。

24、在其中一个实施例中，血管壁几何模型的的目标血管壁厚度根据制造所述血管实体模型的材料的弹性和全部的所述人体的血管壁的受力变形属性确定，包括：

25、根据所述各血管造影图像对应的所述变化矩阵以及所述各血管造影图像对应的人体的血管壁的受力变形属性确定目标受力变形属性；

26、使所述目标血管壁厚度的材料形成的血管实体模型的血管壁具有目标受力变形属性，所述受力变形属性包括流体对血管壁产生的压力分布和剪切力。

27、本发明还提供一种用于医学实验的血管实体模型，由上述任一项实施例中的方法制造的血管实体模型。

28、在其中一个实施例中，血管实体模型，还包括泵，泵配置为与所述血管实体模型联接，用于向所述血管实体模型的腔内泵入流体。

29、在其中一个实施例中，血管实体模型，还包括压力计和/或流量计，所述压力计和/或流量计配置为测得所述血管实体模型特定位置的腔内流体压力和/或流量。

技术特征：

1.一种用于医学实验的血管实体模型制造方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据全部的所述血管腔几何模型获得具有目标形态的标准化血管腔几何模型，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述空间标准化的血管腔几何模型进行修复，得到具有目标形态的标准化血管腔几何模型，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述基于所述标准化血管腔几何模型生成具有目标血管壁厚度的血管壁几何模型，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据目标血管壁厚度，对所述标准化血管腔几何模型进行膨胀处理，得到膨胀后的血管腔几何模型，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述血管壁几何模型制造血管实体模型，是采用3d打印的制造方式。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述血管壁几何模型的目标血管壁厚度根据制造所述血管实体模型的材料的弹性和全部的所述人体的血管壁的受力变形属性确定，包括：

8.一种用于医学实验的血管实体模型，其特征在于，包括由权利要求1至7任一项所述的方法制造的血管实体模型。

9.一种用于医学实验的血流模拟装置，其特征在于，包括权利要求8所述的血管实体模型，还包括泵，所述泵配置为与所述血管实体模型联接，用于向所述血管实体模型的腔内泵入流体。

10.根据权利要求9所述的血流模拟装置，其特征在于，还包括压力计和/或流量计，所述压力计和/或流量计配置为测得所述血管实体模型特定位置的腔内流体压力和/或流量。

技术总结本申请涉及一种用于医学实验的血管实体模型及其制造方法。所述方法包括：获得多个人体的全身的血管造影图像，其中所述多个人体包括多个正常的人体和多个患有目标疾病的人体；根据全部的所述人体的全身的血管造影图像获得对应的血管腔几何模型；根据全部的所述血管腔几何模型获得具有目标形态的标准化血管腔几何模型；基于所述标准化血管腔几何模型生成具有目标血管壁厚度的血管壁几何模型，所述血管壁几何模型的目标血管壁厚度根据制造所述血管实体模型的材料的弹性和全部的所述人体的血管壁的受力变形属性确定；根据所述血管壁几何模型制造所述血管实体模型。本方法可以精确模拟人体血管结构，能够作为体外模拟疾病发生、发展的基础。技术研发人员：李跃华,王丹,姚婷婷,金伟,魏小二受保护的技术使用者：上海市第六人民医院技术研发日：技术公布日：2024/11/18