[发明专利]面向孔源性视网膜脱离的硅油填充模拟方法及电子设备

说明书

本发明公开了一种面向孔源性视网膜脱离的硅油填充模拟方法及电子设备，该方法包括：获取眼球连续医疗扫描图像，基于所述医疗扫描图像构建眼球三维模型；基于眼球三维模型，对液体与眼内腔交互边界进行受力模拟；对眼内腔中硅油与水进行相间耦合状态分析，使用拉格朗日方式表达流体间交互，并结合硅油及水与眼内腔交互边界的受力模拟结果，生成硅油填充术中不同硅油填充量下的眼球参数的可视化模拟结果，得到理论最佳硅油填充量。本发明通过客制化眼球模型构建，以及结合表面张力的不可压缩无散度流体动力学计算，得到理论最佳硅油填充量，可对手术过程起到辅助作用，减少术后硅油并发症发生概率，具有计算精度高、可视化效果逼真等优点。

技术领域

本发明涉及计算机图形学流体模拟技术领域，特别涉及一种面向孔源性视网膜脱离的硅油填充模拟方法及电子设备。

背景技术

孔源性视网膜脱离(Rhegmatogenous Retinal Detachment，RRD)是一种常见的玻璃体视网膜疾病，通常是由于视网膜萎缩变性或玻璃体牵引形成视网膜神经上皮全层裂孔，引起变性液化的玻璃体经裂孔进入视网膜下，从而导致视网膜神经上皮层与色素上皮层之间的分离。孔源性视网膜脱离的一种主要治疗方式是通过玻璃体切割联合硅油眼内填充，以达到视网膜复位的目的。玻璃体是一种无色透明的胶状物，成人玻璃体体积约4.5ml，位于晶状体和视网膜之间的玻璃体腔内，约占眼内容积的80％。玻璃体是眼屈光介质的组成部分，具有粘弹性、渗透性和透明性三大特性，对晶状体、视网膜等周围组织有支持、营养作用。

在众多玻璃体替代物中，硅油以其理化性质稳定、生物耐受性好等优势，现已作为一种安全有效的眼内填充剂被广泛应用。然而，在玻璃体切割联合硅油填充手术中，硅油需填充满整个玻璃体腔，易引起诸多并发症，如硅油乳化会引起增生性玻璃体视网膜病变硅油进入前房导致角膜病变，填充量过多引起瞳孔阻滞型青光眼等。因此，在玻璃体视网膜手术中，如何以最少量的硅油达到最佳的治疗效果，是目前迫切亟需解决的问题。

孔源性视网膜脱离患者在接受玻璃体切割联合硅油填充术治疗后，由于硅油密度略低于水，为了顶压视网膜裂孔，防止水液进入视网膜下，有效修复视网膜，患者常需保持面朝下体位。此时玻璃体腔内水油分层，水位于下方，硅油位于上方，完全覆盖视网膜裂孔位置。

目前，面向治疗孔源性视网膜脱离的玻璃体切割联合硅油填充手术中如何定量模拟分析与可视化眼内腔状态并确定术中理想硅油填充量，现有技术尚无有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种面向孔源性视网膜脱离的硅油填充模拟方法及电子设备，解决面向治疗孔源性视网膜脱离的玻璃体切割联合硅油填充手术，现有技术无法定量模拟分析与可视化眼内腔状态并确定术中理想硅油填充量的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种面向孔源性视网膜脱离的硅油填充模拟方法，该面向孔源性视网膜脱离的硅油填充模拟方法包括：

获取眼球连续医疗扫描图像，基于所述医疗扫描图像构建眼球三维模型；

基于所述眼球三维模型和液体物理特征，对所述液体与眼内腔的交互边界进行受力模拟；其中，所述液体包括位于所述眼内腔中的水和硅油；

对眼内腔中硅油与水进行相间耦合状态分析，使用拉格朗日方式表达流体间交互，并结合硅油及水与眼内腔交互边界的受力模拟结果，生成硅油填充术中不同硅油填充量下的眼球参数的可视化模拟结果，得到理论最佳硅油填充量。

进一步地，基于所述医疗扫描图像构建眼球三维模型，包括：

对所述医疗扫描图像进行预处理，所述预处理包括平滑去噪和伽马校正；

基于预设的区域分割算法对预处理后的医疗扫描图像进行图像分割，对眼部结构进行模式识别，完整描述分割区间与眼球组织，得到眼部结构图像；