[发明专利]一种微导管虚拟介入的路径模拟方法

权利要求书

1.一种微导管虚拟介入的路径模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、选取一组历史病例的介入血管作为样本血管，在所述样本血管的介入端口处与目标患处利用人工势场法构建人工势场模型，并基于人工势场模型与随机树搜索对样本血管进行介入路径的规划得到样本血管的微导管虚拟介入路径，所述介入血管为可用于微导管虚拟介入治疗使用的人体血管；

步骤S2、将样本血管的微导管虚拟介入路径进行逐点的血管特征采集和介入位置特征采集，并利用CNN神经网络基于血管特征和介入位置特征进行模型训练得到表征血管特征和介入位置特征映射关系的介入路径规划模型；

步骤S3、将目标对象的介入血管进行逐点的血管特征采集，并利用介入路径规划模型基于目标对象的所述血管特征进行预测得到目标对象的介入血管中逐点的介入位置特征，基于介入位置特征得到目标对象的微导管虚拟介入路径。

2.根据权利要求1所述的一种微导管虚拟介入的路径模拟方法，其特征在于：所述在所述样本血管的介入端口处与目标患处利用人工势场法构建人工势场模型，包括：

将目标患处作为微导管的引力源，构建目标患处对微导管的引力势场，所述引力势场的模型函数为：

式中，U_i,attr表征为第i个样本血管中引力势场的势场强度，K_attr表征为引力势场的比例系数，D_i,R表征为微导管在第i个样本血管中的位置坐标，D_i,g表征为第i个样本血管中目标患处的位置坐标；

将在样本血管中位于微导管前置方向且长度为预设长度的血管壁周向离散分割多个血管点，将血管点作为微导管的斥力源，构建血管点对微导管的斥力势场，所述斥力势场的模型函数为：

式中，U_i,j,rep表征为第i个样本血管中第j个血管点构成的斥力势场的势场强度，K_rep表征为斥力势场的比例系数，d_i,j表征为第i个样本血管中第j个血管点的位置坐标与微导管的位置坐标间的欧几里得距离，d₀表征的血管点影响距离，j为计量常数；

基于引力势场和斥力势场构建出所述人工势场模型，所述人工势场模型的模型函数为：

式中，U_i,O表征为第i个样本血管中人工势场的势场强度，M表征为第i个样本血管的斥力势场矢量总和；

其中，所述人工势场方向为引力势场方向和斥力势场方向的矢量合力方向。

3.根据权利要求2所述的一种微导管虚拟介入的路径模拟方法，其特征在于：所述基于人工势场模型与随机树搜索对样本血管进行介入路径的规划得到样本血管的微导管虚拟介入路径，包括：

由样本血管的介入端口处建立出朝向目标患处的搜索随机树，并在随机树拓展过程中基于随机函数生成多个随机采样点；

利用人工势场模型确定搜索随机树的各个随机采样点的选取概率，并将最大选取概率对应的随机采样点进行拓展生长得到搜索随机树的最新拓展节点，直至最新拓展节点与目标患处的搜索距离小于预设距离；

将搜索随机树中表征介入端口的节点、拓展节点和表征目标患处的节点进行逐点连接并进行B样条曲线平滑得到所述样本血管的微导管虚拟介入路径。