[发明专利]一种人工心脏瓣膜性能优化方法、装置及系统

权利要求书

1.一种人工心脏瓣膜性能优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取扫描设备采集得到的心脏瓣膜图像；

从所述心脏瓣膜图像中，提取主动脉段模型；

对所述主动脉段模型进行网格优化，并从网格优化后的主动脉段模型中剪切得到初始瓣膜模型，其中，所述初始瓣膜模型包括3片切分开的瓣叶模型；

在所述主动脉段模型上瓣叶位置的下方构建动脉，得到动脉血液模型；

将所述初始瓣膜模型和所述动脉血液模型分别进行模型优化，得到实体瓣膜模型和实体动脉壁模型；

对所述实体瓣膜模型和实体动脉壁模型进行有限元分析，得到人工心脏瓣膜设计结果。

2.根据权利要求1所述的人工心脏瓣膜性能优化方法，其特征在于，从所述心脏瓣膜图像中，提取主动脉段模型，包括：

获取用户选定的主动脉段的参考像素点，并提取所述参考像素点的像素值作为参考像素值；

根据心脏瓣膜图像中像素点与像素值的分布关系，确定小于或等于所述参考像素值、且与所述参考像素值最近的像素点数目尖峰像素值作为像素阈值；

提取像素值大于或等于所述像素阈值的所有像素点，作为候选像素点；

根据所述候选像素点，得到主动脉段模型。

3.根据权利要求2所述的人工心脏瓣膜性能优化方法，其特征在于，根据所述候选像素点，得到主动脉段模型，包括：

根据参考像素点，建立像素点集；

以参考像素点为中心确定参考范围，当所述参考范围内存在至少一个非像素点集内的候选像素点时，将所述候选像素点增加到所述像素点集；

将位于所述参考范围边缘的候选像素点作为新的参考像素点；

当所述参考范围内的候选像素点均属于所述像素点集时，根据所述像素点集，生成主动脉段模型。

4.根据权利要求3所述的人工心脏瓣膜性能优化方法，其特征在于，根据所述像素点集，生成主动脉段模型，包括：

根据所述像素点集，确定主动脉段边缘轮廓；

根据属于所述主动脉段边缘轮廓内的所有像素点，构建主动脉段模型。

5.根据权利要求4所述的人工心脏瓣膜性能优化方法，其特征在于，还包括：

当所述主动脉段模型包括多张依次排序的断面图时，根据所述断面面积的变化趋势，确定第一断面图和第二断面图；其中，所述多张断面图包括所述主动脉段模型的局部断面，所述第一断面图为断面面积从小到大变化拐点对应的断面图，所述第二断面图为断面面积从大到小变化拐点对应的断面图；

将第一断面图和第二断面图之间的断面图，组成所述主动脉段模型。

6.根据权利要求1所述的人工心脏瓣膜性能优化方法，其特征在于，对所述主动脉段模型进行网格优化，包括：

根据平滑系数和第一迭代次数，进行第一光滑处理；

根据反转阀值角度、第一几何错误值和第二迭代次数，进行第一三角优化；

根据第一质量阀值、第二几何错误值、第一三角形最大边长和第三迭代次数，进行第二光滑处理；

根据第二质量阀值、最大误差、第四迭代次数和第二三角形最大边长，进行第二三角优化；

根据第二三角优化后的表面网格，生成体积网格。

7.根据权利要求1所述的人工心脏瓣膜性能优化方法，其特征在于，所述模型优化包括：对所述初始瓣膜模型和所述动脉血液模型分别依次进行点云优化、多边形优化和曲面优化。

8.根据权利要求7所述的人工心脏瓣膜性能优化方法，其特征在于，所述点云优化包括：

对所述初始瓣膜模型和所述动脉血液模型分别进行坏点去除，其中，所述坏点包括杂点、冗余点和噪声点的一种或多种；

通过统一采样，增加优化点，得到优化后的初始瓣膜模型和动脉血液模型；

将优化后的初始瓣膜模型和动脉血液模型上的点云使用三角面片连接，进行曲面封装。