RU2636864C2 - Method for stent model selection for stenting of cerebral arteries with aneurysm - Google Patents
Method for stent model selection for stenting of cerebral arteries with aneurysm Download PDFInfo
- Publication number
- RU2636864C2 RU2636864C2 RU2015145079A RU2015145079A RU2636864C2 RU 2636864 C2 RU2636864 C2 RU 2636864C2 RU 2015145079 A RU2015145079 A RU 2015145079A RU 2015145079 A RU2015145079 A RU 2015145079A RU 2636864 C2 RU2636864 C2 RU 2636864C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stent
- aneurysm
- artery
- model
- cerebral
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 210000001627 cerebral artery Anatomy 0.000 title claims abstract description 40
- 206010002329 Aneurysm Diseases 0.000 title claims abstract description 35
- 230000000004 hemodynamic effect Effects 0.000 claims abstract description 27
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims abstract description 18
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims abstract description 18
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 claims abstract description 16
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 201000008450 Intracranial aneurysm Diseases 0.000 claims abstract description 5
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000002583 angiography Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 5
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 10
- 210000004004 carotid artery internal Anatomy 0.000 description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 230000002490 cerebral effect Effects 0.000 description 5
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000010968 computed tomography angiography Methods 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 3
- 239000003633 blood substitute Substances 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 206010007686 Carotid artery aneurysm Diseases 0.000 description 1
- 101150087110 HCRT gene Proteins 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003205 diastolic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 description 1
- 208000037803 restenosis Diseases 0.000 description 1
- 102220240796 rs553605556 Human genes 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемый способ относится к области инструментов, приспособлений или вспомогательных принадлежностей для хирургии и диагностики и может быть использован в клинической практике для выбора модели стента при проведении процедуры стентирования церебральных артерий с аневризмой.The proposed method relates to the field of instruments, devices or accessories for surgery and diagnosis and can be used in clinical practice to select a stent model during the procedure for stenting cerebral arteries with aneurysm.
Аневризма церебральной артерии является одним из наиболее распространенных заболеваний церебрального кровообращения. При лечении этого заболевания наибольшее применение нашли миниинвазивные методы, в частности стентирование. Подобная процедура позволяет нормализовать гемодинамику пораженной артерии и восстановить естественный ток крови. От правильности выбора стента зависит успешность лечения. Выбор необходимой модели стента представляет собой нетривиальную задачу.Aneurysm of the cerebral artery is one of the most common diseases of cerebral circulation. In the treatment of this disease, minimally invasive methods, in particular stenting, have found the greatest application. A similar procedure allows you to normalize the hemodynamics of the affected artery and restore the natural blood flow. The success of treatment depends on the correct choice of stent. Choosing the right stent model is a non-trivial task.
По патенту US №7650179 В2, МПК 600/427, 623/1.11, 623/3.3, 623/1.12, 623/1.13, 623/1.1, A61F 2/82, А61В 5/05, А61В 8/06, А61В 19/52, А61В 5/0066, А61В 19/50, А61В 8/12, А61В 6/481, G06T 19/006, A61F 2/82, А61В 6/504, G06T 19/00, А61В 6/50, А61В 6/48, G06T 19/00, А61В 19/52, А61Р 2/82, опубл. 19.01.2010 г. известен способ по планированию процедуры стентирования, состоящий из следующих шагов: определение характеристик пораженного сосуда с помощью 3D изображений области аневризмы; выбор модели стента на основе компьютерного анализа геометрических характеристик пораженной области; генерация виртуальной модели стента и определение наилучшей позиции установки стента; отображение в режиме реального времени 2D изображений пораженной области при проведении процедуры стентирования, совмещенное с изображением имплантированного виртуального стента. При этом врачом, проводящим процедуру стентирования, основываясь на измеренных размерах пораженной области, выбирается модель и размер стента.According to US patent No. 7650179 B2, IPC 600/427, 623 / 1.11, 623 / 3.3, 623 / 1.12, 623 / 1.13, 623 / 1.1, A61F 2/82, A61B 5/05, A61B 8/06, A61B 19 / 52, А61В 5/0066, А61В 19/50, А61В 8/12, А61В 6/481, G06T 19/006, A61F 2/82, А61В 6/504, G06T 19/00, А61В 6/50, А61В 6 / 48, G06T 19/00, A61B 19/52, A61P 2/82, publ. 01/19/2010, there is a known method for planning a stenting procedure, consisting of the following steps: determining the characteristics of the affected vessel using 3D images of the aneurysm region; selection of a stent model based on a computer analysis of the geometric characteristics of the affected area; generation of a virtual stent model and determination of the best stent installation position; real-time display of 2D images of the affected area during the stenting procedure, combined with the image of the implanted virtual stent. In this case, the doctor conducting the stenting procedure, based on the measured size of the affected area, selects the model and size of the stent.
Техническим результатом предложенного способа является новый способ автоматизированного планирования процедуры стентирования, включающий процедуру выбора наиболее подходящего стента для проведения лечения и позволяющий повысить точность выбора размера и положения стента на основе компьютерного анализа пораженной области артерии.The technical result of the proposed method is a new method for automated planning of the stenting procedure, including the procedure for selecting the most suitable stent for treatment and to improve the accuracy of choosing the size and position of the stent based on a computer analysis of the affected area of the artery.
К недостаткам данного способа следует отнести то, что при выборе стента не учитываются последующие гемодинамические изменения в пораженной области, вызванные установкой стента, что, в свою очередь, может привести к тому, что ожидаемый лечебный эффект от установки стента не будет достигнут.The disadvantages of this method include the fact that when choosing a stent, subsequent hemodynamic changes in the affected area caused by the installation of the stent are not taken into account, which, in turn, can lead to the expected therapeutic effect from the installation of the stent will not be achieved.
По патенту US №8897513 В2, МПК G06K 9/00, G06T 7/00, G06T 2207/30101, G06T 7/0016, G06T 7/0012, опубл. 25.11.2014 известен способ выбора стента, основанный на определении напряжения стенки кровеносного сосуда. В способе используется диастолическое и систолическое изображение пораженного сосуда. Напряжение в сосуде определяется с помощью сравнения размера сосуда в момент окончания диастолы и в момент окончания систолы. На основании величины напряжения стенки сосуда определяется необходимый стент. Техническим результатом предложенного способа является новый способ выбора стента для имплантации в пораженный участок сосуда, основанный на определении величины напряжения стенки сосуда, и позволяющий повысить точность выбора стента, что приводит к значительному снижению риска возникновения рестеноза в сосуде.According to US patent No. 8897513 B2, IPC G06K 9/00, G06T 7/00, G06T 2207/30101, G06T 7/0016, G06T 7/0012, publ. 11/25/2014 there is a known method for choosing a stent based on determining the tension of the wall of a blood vessel. The method uses a diastolic and systolic image of the affected vessel. The voltage in the vessel is determined by comparing the size of the vessel at the end of diastole and at the end of systole. Based on the magnitude of the vessel wall tension, the required stent is determined. The technical result of the proposed method is a new method for choosing a stent for implantation in the affected area of the vessel, based on the determination of the voltage of the vessel wall, and allowing to increase the accuracy of the choice of the stent, which leads to a significant reduction in the risk of restenosis in the vessel.
Недостатком данного способа является то, что при выборе стента не учитываются последующие гемодинамические изменения в пораженной области, вызванные установкой стента, что в, свою очередь, может привести к тому, что ожидаемый лечебный эффект от установки стента не будет достигнут.The disadvantage of this method is that when choosing a stent, subsequent hemodynamic changes in the affected area caused by the installation of the stent are not taken into account, which, in turn, can lead to the expected therapeutic effect from the installation of the stent will not be achieved.
Ближайшим аналогом (прототипом) разработанного способа является способ оценки размера стента (ЕР №1700566 А1, МПК A61F 2/82, А61В 5/107, А61В 5/1076, A61F 2/82, A61F 2/82, A61B 5/107, опубл. 13.09.2006), содержащий ввод данных о пораженной артерии, вычисление размера стента, основанное на размере и типе артерии, проверку доступности стента, вывод данных о стенте. Способ основан на определении размера стента согласно предложенной авторами эмпирической формуле 0.9*(prox+distal)/2, где рrох - проксимальный размер артерии, dist - дистальный размер артерии. Техническим результатом предложенного способа является новый способ выбора стента для имплантации, основанный на предложенной авторами эмпирической формуле определения необходимого размера имплантируемого стента и позволяющий повысить точность выбора размера стента, основываясь на геометрических характеристиках пораженной артерии.The closest analogue (prototype) of the developed method is a method for estimating the size of the stent (EP No. 1700566 A1, IPC A61F 2/82, А61В 5/107, А61В 5/1076, A61F 2/82, A61F 2/82, A61B 5/107, publ. 09/13/2006), containing entering data on the affected artery, calculating the size of the stent based on the size and type of the artery, checking the availability of the stent, displaying data on the stent. The method is based on determining the size of the stent according to the empirical formula 0.9 * (prox + distal) / 2 proposed by the authors, where ppox is the proximal size of the artery, dist is the distal size of the artery. The technical result of the proposed method is a new method for choosing a stent for implantation, based on the empirical formula proposed by the authors for determining the required size of an implantable stent and allowing to increase the accuracy of choosing a stent size based on the geometric characteristics of the affected artery.
К недостаткам прототипа следует отнести то, что при выборе стента не учитываются последующие гемодинамические изменения в пораженной области, вызванные установкой стента, что, в свою очередь, может привести к тому, что ожидаемый лечебный эффект от установки стента не будет достигнут.The disadvantages of the prototype include the fact that when choosing a stent, subsequent hemodynamic changes in the affected area caused by the installation of the stent are not taken into account, which, in turn, can lead to the expected therapeutic effect from the installation of the stent will not be achieved.
Технической задачей предлагаемого способа является повышение точности выбора модели стента для проведения процедуры стентирования церебральной артерии за счет применения методов экспериментального и математического моделирования.The technical task of the proposed method is to increase the accuracy of choosing a stent model for the stenting procedure of the cerebral artery through the application of experimental and mathematical modeling methods.
Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен способ выбора модели стента для процедуры стентирования церебральных артерий с аневризмой, включающий ввод данных об артерии; вычисление размера стента, основанное на данных выбранной артерии, содержащих проксимальный и дистальный диаметр, тип артерии; проверку доступности стента; выбор модели стента, основанный на размере и доступности стента; вывод данных о выбранной модели стента.The stated technical problem is achieved by the fact that the proposed method of selecting a stent model for the procedure for stenting cerebral arteries with aneurysm, including entering data about the artery; calculating stent size based on data from a selected artery containing proximal and distal diameters, artery type; check stent availability; stent model selection based on stent size and availability; data output about the selected stent model.
Новым в предложенном способе является то, что с помощью КТ-ангиографии определяется форма и размер церебральной аневризмы; с помощью экспериментальной установки происходит измерение скорости крови в индивидуализированной реалистичной модели аневризмы пациента со стентом и без стента; с помощью 3D лазерного допплеровского анемометра измеряются три компоненты скорости крови в сечениях модели пораженного церебрального сосуда; с помощью математического моделирования, на основе разработанной авторами математической модели локальной гемодинамики церебральной артерии определяются изменения трех компонент скорости крови и давления в выбранной церебральной артерии при наличии различных моделей стентов; на основе рассчитанных гемодинамических параметров и пристеночного напряжения сдвига оцениваются изменения гемодинамики в области аневризмы пораженного сосуда, что позволяет повысить точность выбора модели стента для процедуры стентирования церебральных артерий с аневризмой.New in the proposed method is that using CT angiography determines the shape and size of cerebral aneurysm; using an experimental setup, blood velocity is measured in an individualized realistic model of a patient's aneurysm with and without a stent; using a 3D laser Doppler anemometer, three components of the blood speed are measured in sections of the model of the affected cerebral vessel; using mathematical modeling, on the basis of a mathematical model developed by the authors of the local hemodynamics of the cerebral artery, changes in the three components of the blood speed and pressure in the selected cerebral artery are determined in the presence of different stent models; Based on the calculated hemodynamic parameters and wall shear stress, hemodynamic changes in the aneurysm of the affected vessel are estimated, which improves the accuracy of the choice of stent model for the procedure for stenting cerebral arteries with aneurysm.
На фиг. 1 представлена схема предложенного способа выбора модели стента для процедуры стентирования церебральных артерий с аневризмой. Предложенный способ может быть представлен в виде следующих этапов.In FIG. 1 is a diagram of a proposed method for selecting a stent model for a procedure for stenting cerebral arteries with aneurysm. The proposed method can be presented in the form of the following steps.
1. Ввод данных о пораженной церебральной артерии: положение, длина, толщина стенки.1. Entering data on the affected cerebral artery: position, length, wall thickness.
2. Диагностика церебральной аневризмы с помощью КТ-ангиографии. Определение формы церебральной артерии и размера аневризмы.2. Diagnosis of cerebral aneurysm using CT angiography. Determining the shape of the cerebral artery and the size of the aneurysm.
3. Обработка и сегментация данных КТ-ангиографии для получения геометрической 3D модели пораженной церебральной артерии пациента.3. Processing and segmentation of CT angiography data to obtain a geometric 3D model of the affected cerebral artery of the patient.
4. На основе полученной 3D модели пораженной церебральной артерии пациента определяется ее проксимальный и дистальный диаметр.4. Based on the obtained 3D model of the affected cerebral artery of the patient, its proximal and distal diameters are determined.
5. По эмпирической формуле5. According to the empirical formula
0.9⋅(prox+dist)/2,0.9⋅ (prox + dist) / 2,
где рrох - проксимальный диаметр; dist - дистальный диаметр, вычисляется необходимый размер стента.where pox is the proximal diameter; dist is the distal diameter, the required stent size is calculated.
6. Проверка наличия стентов требуемого размера, подбор наиболее близкого размера стента из перечня стандартных размеров.6. Checking the availability of stents of the required size, selecting the closest stent size from the list of standard sizes.
7. Построение реалистичной силиконовой модели пораженного сосуда с использованием метода стереолитографии на основе полученной ранее геометрической 3D модели церебральной артерии.7. Construction of a realistic silicone model of the affected vessel using the stereolithography method based on the previously obtained 3D geometric model of the cerebral artery.
8. Взятие образца крови пациента и измерение ее реологических свойств с помощью ротационного вискозиметра. Определение параметров нелинейной зависимости вязкости крови пациента от скорости сдвига.8. Taking a patient’s blood sample and measuring its rheological properties using a rotational viscometer. Determination of the parameters of the nonlinear dependence of the blood viscosity of the patient on shear rate.
9. Определение с помощью УЗИ-датчика объемного расхода крови в начале входного сегмента пораженной церебральной артерии.9. Determination of the volumetric blood flow at the beginning of the input segment of the affected cerebral artery using an ultrasound probe.
10. Подготовка прозрачного кровезаменителя для использования в экспериментальной установке со схожими с кровью пациента реологическими свойствами.10. Preparation of a transparent blood substitute for use in an experimental setup with rheological properties similar to the patient’s blood.
11. Программирование поршневого насоса для воспроизведения индивидуальной формы пульсовой волны пациента. Измерение с помощью 3D лазерного допплеровского анемометра трех компонент скорости в сечениях модели пораженного церебрального сосуда. Предварительная обработка экспериментальных данных.11. Programming the piston pump to reproduce the individual pulse waveform of the patient. Using a 3D laser Doppler anemometer, three velocity components are measured in sections of a model of the affected cerebral vessel. Preliminary processing of experimental data.
12. Имплантация в силиконовую модель пораженного сосуда тестового образца стента. Измерение с помощью 3D лазерного допплеровского анемометра трех компонент скорости в сечениях модели пораженного церебрального сосуда. Предварительная обработка экспериментальных данных.12. Implantation of a stent test sample into a silicone model of the affected vessel. Using a 3D laser Doppler anemometer, three velocity components are measured in sections of a model of the affected cerebral vessel. Preliminary processing of experimental data.
13. Сравнение полученных экспериментальных данных до и после имплантации тестового образца стента. Определение изменений параметров гемодинамики в области аневризмы выбранной церебральной артерии, вызванных установкой стента.13. Comparison of the obtained experimental data before and after implantation of a stent test sample. Determination of changes in hemodynamic parameters in the aneurysm of the selected cerebral artery caused by the installation of a stent.
14. Модификация разработанной авторами математической модели локальной гемодинамики церебральной артерии с целью ее индивидуализации под конкретного пациента. Задание индивидуальной формы расчетной области и индивидуальных реологических свойств крови пациента.14. Modification of the mathematical model developed by the authors of the local hemodynamics of the cerebral artery in order to individualize it for a particular patient. The task of the individual form of the calculation area and the individual rheological properties of the patient’s blood.
15. Расчет уравнений индивидуализированной модели локальной гемодинамики пораженной церебральной аневризмы со стентом и без стента. По окончании расчета будет определено трехмерное распределение скорости крови и давления в области аневризмы выбранной церебральной артерии, а также вычислено значение пристеночного напряжения сдвига15. Calculation of equations of an individualized model of local hemodynamics of affected cerebral aneurysm with and without a stent. At the end of the calculation, a three-dimensional distribution of blood velocity and pressure in the aneurysm of the selected cerebral artery will be determined, as well as the value of the wall shear stress
16. Проверка адекватности результата моделирования путем сравнения расчетных данных с данными натурного эксперимента. Определение точности используемой индивидуализированной математической модели локальной гемодинамики церебральной артерии.16. Checking the adequacy of the simulation result by comparing the calculated data with the data of a full-scale experiment. Determining the accuracy of the used individualized mathematical model of local hemodynamics of the cerebral artery.
17. В случае необходимости, внесение изменений в математическую модель локальной гемодинамики церебральной артерии и повторение шагов 14-16.17. If necessary, make changes to the mathematical model of local hemodynamics of the cerebral artery and repeat steps 14-16.
18. После того как доказана адекватность разработанной индивидуализированной математической модели локальной гемодинамики пораженной церебральной артерии, проводится анализ изменений гемодинамических параметров в области аневризмы церебральной артерии, вызванных установкой стента.18. After the adequacy of the developed individualized mathematical model of local hemodynamics of the affected cerebral artery has been proved, an analysis is made of the changes in hemodynamic parameters in the area of cerebral artery aneurysm caused by stent placement.
19. Из имеющегося набора стентов последовательно для каждой модели стента строится его геометрическая модель, которая виртуально имплантируется в модель церебральной артерии пациента с аневризмой. Для каждой модели стента повторяются шаги 14-15.19. From the existing set of stents, for each stent model, its geometric model is constructed sequentially, which is virtually implanted into the model of the cerebral artery of a patient with an aneurysm. For each stent model, steps 14-15 are repeated.
20. По окончании расчетов локальной гемодинамики в области аневризмы при установке всех вариантов моделей стента, происходит анализ изменений кровотока, вызванных имплантацией каждой конкретной модели стента.20. At the end of the calculations of local hemodynamics in the aneurysm during the installation of all variants of the stent models, an analysis of blood flow changes caused by the implantation of each specific stent model is performed.
21. На основе анализа полученных результатов и экспертной оценки врача-нейрохирурга принимается решения о выборе модели стента для процедуры стентирования церебральных артерий с аневризмой. При этом учитывается индивидуальная форма пораженного сосуда и реологические свойства крови пациента.21. Based on the analysis of the results obtained and the expert assessment of the neurosurgeon, a decision is made on the choice of a stent model for the procedure for stenting cerebral arteries with aneurysm. In this case, the individual form of the affected vessel and the rheological properties of the patient’s blood are taken into account.
22. Осуществляется вывод информации о модели и размере выбранного стента.22. Information about the model and size of the selected stent is displayed.
Используемые в предложенном способе методы экспериментального и математического моделирования позволяют повысить точность выбора модели стента для процедуры стентирования церебральных артерий с аневризмой. При проведении экспериментальных измерений используется реалистичная индивидуальная модель церебральной артерии с аневризмой, повторяющая морфологию церебральной артерии пациента и позволяющая осуществить высокоточные измерения скорости крови с помощью 3D лазерного допплеровского анемометра. Данные экспериментальных измерений служат основой для проверки адекватности разработанной авторами индивидуализированной модели локальной гемодинамики пораженной церебральной артерии с аневризмой. С помощью индивидуализированной математической модели проводится серия виртуальных экспериментов по имплантации различных моделей стентов в пораженную церебральную артерию с аневризмой. Результаты каждого виртуального эксперимента используются для оценки гемодинамических изменений в области аневризмы, вызванных установкой каждой конкретной модели стента, что позволяет существенно повысить точность выбора модели стента для процедуры стентирования церебральных артерий с аневризмой.Used in the proposed method, the methods of experimental and mathematical modeling can improve the accuracy of choosing a stent model for the procedure for stenting cerebral arteries with aneurysm. During experimental measurements, a realistic individual model of the cerebral artery with an aneurysm is used, which repeats the morphology of the patient’s cerebral artery and allows high-precision measurements of blood speed using a 3D laser Doppler anemometer. The data of experimental measurements serve as the basis for checking the adequacy of the individualized model of local hemodynamics of the affected cerebral artery with aneurysm developed by the authors. Using an individualized mathematical model, a series of virtual experiments is carried out to implant various stent models into the affected cerebral artery with aneurysm. The results of each virtual experiment are used to assess hemodynamic changes in the aneurysm region caused by the installation of each specific stent model, which can significantly improve the accuracy of the choice of stent model for the procedure for stenting cerebral arteries with aneurysm.
Предлагаемый способ был апробирован при выборе модели стента для процедуры стентирования внутренней сонной артерии с аневризмой. С помощью КТ-ангиографии была определена форма и размер аневризмы внутренней сонной артерии. По эмпирической формуле (пункт 5) был определен размер стента - 5 мм. Используя специально изготовленный кровезаменитель, с помощью экспериментальной установки было измерено распределение скорости крови в индивидуализированной реалистичной модели аневризмы внутренней сонной артерии пациента со стентом и без стента. С помощью 3D лазерного допплеровского анемометра были измерены три компоненты скорости крови в сечениях модели внутренней сонной артерии, расстояние между которыми составляет 4 мм, величина шага измерения в плоскости сечениях составляла 0.2 мм, время измерения скорости в каждой точке - 7 секунд. С помощью математического моделирования на основе разработанной математической модели локальной гемодинамики церебральной артерии были рассчитаны изменения трех компонент скорости крови и давления в течение 7 секунд во внутренней сонной артерии при наличии различных моделей стентов. На основе рассчитанных гемодинамических параметров и пристеночного напряжения сдвига были оценены изменения гемодинамики в области аневризмы внутренней сонной артерии. В результате использования предлагаемого метода путем сравнительного анализа была найдена модель стента (SILKstent, фирмы BaltExtrusion), которая позволяет максимально снизить среднюю скорость течения крови внутри полости аневризмы (на 94%), при этом восстанавливая естественный ток крови во внутренней сонной артерии.The proposed method was tested when choosing a stent model for the procedure for stenting the internal carotid artery with aneurysm. Using CT angiography, the shape and size of the aneurysm of the internal carotid artery was determined. According to the empirical formula (paragraph 5), the size of the stent was determined - 5 mm. Using a specially made blood substitute, the distribution of blood velocity was measured in an individualized realistic model of the patient’s internal carotid artery aneurysm with and without a stent using an experimental setup. Using a 3D laser Doppler anemometer, three components of the blood velocity were measured in sections of the model of the internal carotid artery, the distance between them was 4 mm, the measurement step in the plane of the sections was 0.2 mm, and the speed measurement time at each point was 7 seconds. Using mathematical modeling on the basis of the developed mathematical model of local hemodynamics of the cerebral artery, changes in the three components of blood velocity and pressure within 7 seconds were calculated in the internal carotid artery in the presence of various stent models. Based on the calculated hemodynamic parameters and near-wall shear stress, hemodynamic changes in the aneurysm of the internal carotid artery were evaluated. As a result of using the proposed method, a stent model (SILKstent, BaltExtrusion) was found by comparative analysis, which allows to minimize the average blood flow velocity inside the aneurysm cavity (by 94%), while restoring the natural blood flow in the internal carotid artery.
Предлагаемый способ может быть использован в клинической практике при выборе модели стента для проведения процедуры стентирования церебральной артерии с аневризмой и для прогнозирования послеоперационного состояния церебральной гемодинамики пациента.The proposed method can be used in clinical practice when choosing a stent model for stenting the cerebral artery with aneurysm and for predicting the postoperative state of cerebral hemodynamics of the patient.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015145079A RU2636864C2 (en) | 2015-10-20 | 2015-10-20 | Method for stent model selection for stenting of cerebral arteries with aneurysm |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015145079A RU2636864C2 (en) | 2015-10-20 | 2015-10-20 | Method for stent model selection for stenting of cerebral arteries with aneurysm |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015145079A RU2015145079A (en) | 2017-04-25 |
| RU2636864C2 true RU2636864C2 (en) | 2017-11-28 |
Family
ID=58642054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015145079A RU2636864C2 (en) | 2015-10-20 | 2015-10-20 | Method for stent model selection for stenting of cerebral arteries with aneurysm |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2636864C2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023540385A (en) * | 2020-09-09 | 2023-09-22 | ユセフィロシャン、ハメド | Simulation method and system for personalized brain therapy |
| CN116267783A (en) * | 2022-11-29 | 2023-06-23 | 重庆医科大学附属第二医院 | Construction method of intravascular stent implantation mouse model in vascular repair |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1700566A1 (en) * | 2005-03-10 | 2006-09-13 | General Electric Company | System, method and computer instructions for estimating stent size |
| US8965084B2 (en) * | 2012-01-19 | 2015-02-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Blood flow computation in vessels with implanted devices |
| RU2556535C2 (en) * | 2009-06-23 | 2015-07-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Assistance in selection of device size in process of surgery |
-
2015
- 2015-10-20 RU RU2015145079A patent/RU2636864C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1700566A1 (en) * | 2005-03-10 | 2006-09-13 | General Electric Company | System, method and computer instructions for estimating stent size |
| RU2556535C2 (en) * | 2009-06-23 | 2015-07-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Assistance in selection of device size in process of surgery |
| US8965084B2 (en) * | 2012-01-19 | 2015-02-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Blood flow computation in vessels with implanted devices |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| XIANG J., et al, High-fidelity virtual stenting: modeling of flow diverter deployment for hemodynamic characterization of complex intracranial aneurysms, J Neurosurg. 2015 Oct;123(4):832-40. * |
| ДЕМИН В. В. и др., Первый клинический опыт имплантации стенозов нового поколения -скаффолдов под контролем оптческой когерентной томографии,Вестник рентгенологии и радиологии, 2013, 2, с. 32-39.. * |
| ДЕМИН В. В. и др., Первый клинический опыт имплантации стенозов нового поколения -скаффолдов под контролем оптческой когерентной томографии,Вестник рентгенологии и радиологии, 2013, 2, с. 32-39.. XIANG J., et al, High-fidelity virtual stenting: modeling of flow diverter deployment for hemodynamic characterization of complex intracranial aneurysms, J Neurosurg. 2015 Oct;123(4):832-40. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015145079A (en) | 2017-04-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110866914B (en) | Evaluation method, system, equipment and medium for cerebral aneurysm hemodynamic index | |
| CN111134651B (en) | Method, device and system for calculating fractional flow reserve based on intracavity images and computer storage medium | |
| JP7118464B2 (en) | Method and apparatus for acquiring vascular pressure difference | |
| EP3332339B1 (en) | Assistance device and method for an interventional hemodynamic measurement | |
| KR101712248B1 (en) | Method and system for patient-specific modeling of blood flow | |
| EP3629341B1 (en) | Modelling blood vessels and blood flow | |
| Zhang et al. | Personalized hemodynamic modeling of the human cardiovascular system: a reduced-order computing model | |
| US20220054022A1 (en) | Calculating boundary conditions for virtual ffr and ifr calculation based on myocardial blush characteristics | |
| CN105138813B (en) | Patient data is mapped as another system and method from a kind of physiological status | |
| CN106570313A (en) | Method and system for obtaining four-dimensional blood vessel deformation behavior and in-vivo stress of blood vessel wall | |
| CN114664455B (en) | A method and device for calculating coronary artery blood flow reserve fraction | |
| Lan et al. | Effect of tissue mechanical properties on cuff-based blood pressure measurements | |
| WO2020077381A1 (en) | Coronary evaluation system and process | |
| US11538153B2 (en) | Non-invasive functional assessment technique for determining hemodynamic severity of an arterial stenosis | |
| Franquet et al. | Identification of the in vivo elastic properties of common carotid arteries from MRI: A study on subjects with and without atherosclerosis | |
| CN114052764A (en) | Method, apparatus, system and computer storage medium for obtaining fractional flow reserve | |
| Blanco et al. | Computational modeling of blood flow steal phenomena caused by subclavian stenoses | |
| RU2636864C2 (en) | Method for stent model selection for stenting of cerebral arteries with aneurysm | |
| Babbs | Noninvasive measurement of cardiac stroke volume using pulse wave velocity and aortic dimensions: a simulation study | |
| CN112220493A (en) | Carotid arteriosclerosis assessment method | |
| WO2021019809A1 (en) | Method for estimating wall thickness of blood vessel, device for estimating wall thickness of blood vessel, and system for estimating wall thickness of blood vessel | |
| Reymond et al. | Generic and patient-specific models of the arterial tree | |
| Cupps et al. | Severe aortic insufficiency and normal systolic function: determining regional left ventricular wall stress by finite-element analysis | |
| JP5727380B2 (en) | Method for measuring the local stiffness index of the wall of a conductive artery and corresponding apparatus | |
| JP2005040299A (en) | Flow field visualization device, liquid channel model manufacturing method, and blood flow simulation method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181021 |