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基于FBS的虚拟血管支架置入模型
汇报人：
2024-01-08
目录
contents
引言
FBS原理及在虚拟手术中的应用
虚拟血管支架置入模型的建立
基于FBS的虚拟血管支架置入模拟
结论与展望
01
引言
随着心血管疾病发病率的不断上升，血管支架置入手术的需求也日益增长。虚拟血管支架置入模型作为一种新型技术，能够模拟真实手术过程，为医生提供预训练和辅助决策支持，从而提高手术成功率，减少并发症。
当前，虚拟血管支架置入模型在国内外均处于研究阶段，尚未广泛应用于临床。因此，开展基于FBS的虚拟血管支架置入模型研究具有重要的理论和实践意义。
国外在虚拟血管支架置入模型领域的研究起步较早，已经取得了一定的成果。例如，美国、欧洲等地的科研机构和企业在该领域进行了大量的研究，开发出了多种虚拟手术系统，并进行了临床试验。
国内在该领域的研究相对较少，但近年来随着技术的不断发展，越来越多的研究机构和企业开始关注虚拟血管支架置入模型的研究和应用。例如，一些高校和医院合作开展了相关研究，取得了一定的进展。
02
FBS原理及在虚拟手术中的应用
生物力学原理
FBS（FiniteElementAnalysis-basedSimulation）基于有限元分析原理，通过建立生物组织的有限元模型，模拟生物组织在受到外力作用下的形变和应力分布。
模型建立
利用医学影像技术获取血管的三维结构信息，构建血管的有限元模型，并考虑血管材料的生物力学特性，如弹性模量、泊松比等。
边界条件和载荷
根据血管支架置入过程中的实际情况，设置边界条件和外力载荷，如支架与血管壁的接触条件、血液流动产生的压力等。
手术模拟
利用FBS模拟血管支架置入的全过程，预测支架置入后的形变、应力分布以及对周围组织的影响。
优化支架设计
通过模拟不同类型和规格的支架置入效果，为支架设计提供优化建议，提高支架的适应性和安全性。
培训与指导
为医生提供虚拟手术训练平台，帮助医生熟悉支架置入技巧和方法，提高手术成功率。
03
虚拟血管支架置入模型的建立
通过医学影像技术（如CT、MRI）获取血管的几何形状数据。
血管几何形状的获取
利用获取的几何形状数据，使用计算机图形学技术进行三维重建，构建出血管的虚拟模型。
血管模型的重建
根据需要，对重建的血管模型进行简化与优化，以提高模拟的效率和准确性。
血管模型的简化与优化
支架几何形状的设计
根据临床需求和支架规格，设计支架的几何形状。
支架模型的参数化
对支架模型进行参数化，以便根据不同情况进行调整。
支架模型的构建
利用CAD（计算机辅助设计）技术，构建出支架的三维模型。
模型验证
通过与临床实践的对比，对虚拟血管支架置入模型进行验证，确保其准确性和可靠性。
模型优化
根据验证结果，对虚拟血管支架置入模型进行优化，以提高其模拟的真实性和有效性。
模型整合
将重建的血管模型和设计的支架模型进行整合，形成完整的虚拟血管支架置入模型。
04
基于FBS的虚拟血管支架置入模拟
精确模拟血管形态
FBS算法能够精确地模拟血管的三维形态，为支架置入提供准确的解剖学背景。
血流动力学分析
通过FBS算法，可以对支架置入后的血流动力学进行模拟分析，预测可能出现的血液流动改变。
支架展开与定位
FBS算法能够模拟支架的展开过程，以及在血管内的定位情况，有助于优化支架设计和手术计划。
基于FBS的虚拟血管支架置入模拟包括血管形态建模、支架设计、血流动力学分析、支架展开与定位等步骤。
模拟流程
通过FBS算法，可以将模拟结果进行可视化展示，便于医生直观地了解支架置入后的效果。
结果可视化
通过对模拟结果的数据分析，可以评估支架置入后的血流动力学变化、支架展开情况等指标。
数据分析
01
02
03
手术模拟效果评估
将基于FBS的虚拟血管支架置入模拟结果与真实手术结果进行比较，评估模拟的准确性和可靠性。
指导临床实践
基于FBS的虚拟血管支架置入模型可以为医生提供手术前的模拟训练，提高手术成功率。
优化支架设计
通过模拟不同支架设计方案，评估其效果和性能，为支架的优化设计提供依据。
05
结论与展望
01
虚拟血管支架置入模型能够模拟真实手术过程，为医生提供预训练和决策支持。
02
FBS方法能够准确模拟血管支架的形变和运动，提高模型的逼真度和可靠性。
03
模型在多种血管形状和病变条件下均表现出良好的稳定性和适应性。
04
虚拟手术的结果与实际手术结果具有高度一致性，证明了模型的实用价值。
目前模型的数据主要来源于CT和MRI图像，未来可以结合更多的生理参数和血流动力学信息，提高模拟的真实性和准确性。
虚拟手术的结果与实际手术结果仍存在一定差异，未来需要深入研究影响差异的因素，并采取有效措施减小差异。
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