本申請涉及醫(yī)學模型領域,尤其涉及一種乙狀竇溝骨壁數(shù)據(jù)處理方法及裝置。
背景技術:
搏動性耳鳴(pulsatiletinnitus,PT)是耳科和神經(jīng)內(nèi)科就診的常見癥狀,我國約有900萬患者,并且逐年增多。長時間耳鳴會嚴重影響患者生活質量、工作能力,甚至引起精神異常(抑郁癥、煩躁等)、自殺等嚴重后果,給社會造成很大的經(jīng)濟和社會負擔。然而,目前關于搏動性耳鳴的研究僅局限于假設和臨床觀察,但其具體作用機制仍不清楚,更無實驗進行專門驗證,使患者深受耳鳴折磨。
目前,在探索搏動性耳鳴這一常見病的發(fā)生機制方面的瓶頸在于缺乏實驗模型進行驗證。在人體和動物實驗模型上不可能針對多個因素,隨意根據(jù)要求設計不同的實驗條件進行研究,并且一部分實驗還有可能會對研究對象的身體健康構成危害。
由于實驗研究方面存在的障礙直接影響了對搏動性耳鳴這一疾病發(fā)生機制的深入研究,如何突破實驗局限造成的瓶頸,推動搏動性耳鳴發(fā)生機制及新診斷、治療手段研究的進展,是我們面臨的最現(xiàn)實的挑戰(zhàn)。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種乙狀竇溝骨壁數(shù)據(jù)處理方法及裝置,解決了在探索搏動性耳鳴發(fā)生機制方面的瓶頸在于缺乏實驗模型進行驗證的問題。
本發(fā)明實施例提供一種乙狀竇溝骨壁數(shù)據(jù)處理方法,包括:
根據(jù)乙狀竇溝骨壁參數(shù),建立多個顳骨有限元模型,每個顳骨有限元模型的乙狀竇溝骨壁參數(shù)是不同的;
對每個顳骨有限元模型進行離散化處理,得到每個顳骨有限元模型對應的離散后的有限元監(jiān)測節(jié)點;
獲取耳部乙狀竇血流的血流動力學參數(shù),生成相應的血流流場壓力波動曲線;
將所述血流流場壓力波動曲線加載到每個顳骨有限元模型對應的離散后的有限元監(jiān)測節(jié)點中,監(jiān)測各監(jiān)測節(jié)點的振動速度幅值。
本發(fā)明實施例還提供一種乙狀竇溝骨壁數(shù)據(jù)處理裝置,包括:
建立模塊,用于根據(jù)乙狀竇溝骨壁參數(shù),建立多個顳骨有限元模型,每個顳骨有限元模型的乙狀竇溝骨壁參數(shù)是不同的;
離散模塊,用于對每個顳骨有限元模型進行離散化處理,得到每個顳骨有限元模型對應的離散后的有限元監(jiān)測節(jié)點;
獲取模塊,用于獲取耳部乙狀竇血流的血流動力學參數(shù),生成相應的血流流場壓力波動曲線;
監(jiān)測模塊,用于將所述血流流場壓力波動曲線加載到每個顳骨有限元模型對應的離散后的有限元監(jiān)測節(jié)點中,監(jiān)測各監(jiān)測節(jié)點的振動速度幅值和最大振動速度幅值。
本發(fā)明通過乙狀竇溝骨壁參數(shù),建立多個顳骨有限元模型,每個顳骨有限元模型的乙狀竇溝骨壁參數(shù)是不同的;對每個顳骨有限元模型進行離散化處理,得到每個顳骨有限元模型對應的離散后的有限元監(jiān)測節(jié)點;獲取耳部乙狀竇血流的血流動力學參數(shù),生成相應的血流流場壓力波動曲線;將所述血流流場壓力波動曲線加載到每個顳骨有限元模型對應的離散后的有限元監(jiān)測節(jié)點中,監(jiān)測各監(jiān)測節(jié)點的振動速度幅值。解決了在探索搏動性耳鳴發(fā)生機制方面的瓶頸在于缺乏實驗模型進行驗證的問題。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明實施例提供的一種乙狀竇溝骨壁數(shù)據(jù)處理方法的流程示意圖;
圖2是本發(fā)明實施例提供的一種乙狀竇溝骨壁數(shù)據(jù)處理裝置的結構示意圖;
圖3為本發(fā)明實施例所示的乙狀竇溝骨壁數(shù)據(jù)處理步驟示意圖;
圖4為本發(fā)明實施例參照CT圖像獲得骨壁缺失(a)和骨壁完整(b)的2D有限元模型示意圖;
圖5為本發(fā)明實施例2D有限元模型圖離散化的示意圖;
圖6為本發(fā)明實施例2D有限元模型對B、D面上所有監(jiān)測節(jié)點計算過程進行約束的示意圖;
圖7為本發(fā)明實施例不同有限元模型監(jiān)測節(jié)點的選擇示意圖;
圖8為本發(fā)明實施例不同骨壁厚度有限元模型監(jiān)測節(jié)點振動速度幅值結果圖;
圖9為本發(fā)明實施例不同骨壁缺失大小有限元模型監(jiān)測節(jié)點振動速度幅值結果圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其 他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
在本發(fā)明實施例中使用的術語是僅僅出于描述特定實施例的目的,而非旨在限制本發(fā)明。在本發(fā)明實施例和所附權利要求書中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式,除非上下文清楚地表示其他含義,“多種”一般包含至少兩種,但是不排除包含至少一種的情況。
圖1是本發(fā)明實施例提供的一種乙狀竇溝骨壁數(shù)據(jù)處理方法的流程示意圖,如圖1所示,包括:
步驟101、根據(jù)乙狀竇溝骨壁參數(shù),建立多個顳骨有限元模型,每個顳骨有限元模型的乙狀竇溝骨壁參數(shù)是不同的;
本發(fā)明實施例所述的乙狀竇溝骨壁參數(shù)包括但不限于骨壁厚度和骨壁缺失大小,其中,所述骨壁厚度包括0mm、0.25mm、0.5mm、1mm,所述骨壁缺失大小包括0.5mm、1mm、2mm、4mm;
對應地,建立的多個顳骨有限元模型為不同乙狀竇溝骨壁厚度和不同乙狀竇溝骨壁缺失大小的顳骨有限元模型。
步驟102、對每個顳骨有限元模型進行離散化處理,得到每個顳骨有限元模型對應的離散后的有限元監(jiān)測節(jié)點;
本步驟具體實現(xiàn)時可以包括:將每個顳骨有限元模型離散為四邊形的網(wǎng)格,所述網(wǎng)格尺度設置為0.1mm,即每個顳骨有限元模型共離散出包括10000個四邊形的網(wǎng)格,每個網(wǎng)格對應一個有限元監(jiān)測節(jié)點。
需要說明的是,本發(fā)明實施例中,對每個顳骨有限元模型進行離散化處理,得到每個顳骨有限元模型對應的離散后的有限元監(jiān)測節(jié)點之后還包括:
設置每個顳骨有限元模型的骨壁及血管壁的材料屬性,對所述骨壁和血管壁兩側采取固定支持約束,以保證每個顳骨有限元模型的接觸弧上的各有限元監(jiān)測節(jié)點位移保持一致。
需要說明的是,本發(fā)明實施例中,若所述顳骨有限元模型為骨壁完整的有限元模型,則有限元監(jiān)測節(jié)點位于骨壁非血管接觸面,若所述顳骨有限元 模型為骨壁缺失的有限元模型,則有限元監(jiān)測節(jié)點位于缺失區(qū)血管壁裸露側。
步驟103、獲取耳部乙狀竇血流的血流動力學參數(shù),生成相應的血流流場壓力波動曲線;
本步驟在具體實現(xiàn)時,可以根據(jù)乙狀竇血流的醫(yī)學圖像,進行流體力學分析獲取乙狀竇內(nèi)流場的血流動力學參數(shù),并生成相應的血流流場壓力波動曲線。其中,乙狀竇血流的醫(yī)學圖像例如可以是乙狀竇入口端二維相位對比電影MRI(2D PC cine MRI)和頭頸部增強MR靜脈成像(CE-MRV);利用流體力學分析軟件對獲取的乙狀竇內(nèi)流場的血流動力學參數(shù)進行血流數(shù)據(jù)分析,自動計算出正向峰值流速(peak positive velocity,PPV)、反向峰值流速(peak negative velocity,PNV)、平均每搏血流量(average flow volumeper beat,AFV/B)、正向平均每搏血流量(average positive flow volume per beat,APFV/B)、反向平均每搏血流量(average negative flow volume per beat,ANFV/B)。根據(jù)AFV/B、APFV/B、ANFV/B計算出平均每分血流量(average flow volume per minute,AFV/M)=AFV/B×HR、正向平均每分血流量(average positive flow volume per minute,APFV/M)=APFV/B×HR、反向平均每分血流量(averagenegative flow volume per minute,ANFV/M)=ANFV/B×HR。根據(jù)APFV/M、ANFV/M和CSA計算出正向平均血流速度(average positive velocity,APV)=APFV/M/SSA,反向平均血流速度(average negative velocity,ANV)=ANFV/M/SSA。根據(jù)ANFV/B和APEV/B值計算其相應反流分數(shù)(regurgitation fraction,RF)=(ANF/APF)×100%,然后生成相應的血流流場壓力波動曲線。
步驟104、將所述血流流場壓力波動曲線加載到每個顳骨有限元模型對應的離散后的有限元監(jiān)測節(jié)點中,監(jiān)測各監(jiān)測節(jié)點的振動速度幅值。
為了得到穩(wěn)定的振動速度幅值圖像,本發(fā)明實施例可以采用隱式動力學計算方法,計算時間為0.4s,時間步長為0.0001s,即共計4000個時間步長。計算過程中進行監(jiān)測節(jié)點的振動速度曲線分析,得到曲線之后,采用傅里葉變換處理,將之簡化為整個頻率單一的簡諧振動,振動產(chǎn)生的聲強取決于振 動速度幅值。
步驟105、根據(jù)各監(jiān)測節(jié)點的振動速度幅值,分析得到所述乙狀竇溝骨壁參數(shù)與骨壁隔音能力之間的對應關系。
分別監(jiān)測并比較不同骨壁厚度情況和不同骨壁缺失大小情況下監(jiān)測節(jié)點振動速度幅值情況和最大振動速度幅值,分析得到所述乙狀竇溝骨壁參數(shù)與骨壁隔音能力之間的對應關系。
數(shù)據(jù)分析結果如下:
1、不同骨壁厚度有限元模型監(jiān)測點振動速度幅值比較:
骨壁厚度0時(骨壁缺失2mm),監(jiān)測點振動速度幅值數(shù)量級為10-3mm/s,最大速度幅值為3μm/s;
骨壁厚度0.25時,監(jiān)測點振動速度幅值數(shù)量級為10-5mm/s,最大速度幅值為0.033μm/s;
骨壁厚度0.5時,監(jiān)測點振動速度幅值數(shù)量級為10-5mm/s,最大速度幅值為0.021μm/s;
骨壁厚度1時,監(jiān)測點振動速度幅值數(shù)量級為10-6mm/s,最大速度幅值為0.0071μm/s;
即相同條件下,骨壁厚度0mm有限元模型,監(jiān)測點所探測到模擬血流振動速度幅值數(shù)量級是其他三種厚度模型的100-1000倍左右。另外三種有限元模型(骨壁厚度0.25mm、0.5mm、1mm)比較,骨壁厚度0.25mm和0.5mm時監(jiān)測點所探測到模擬血流振動速度幅值差別不大,骨壁厚度1mm時監(jiān)測點所探測到模擬血流振動速度幅值最小。
2、不同骨壁缺失大小有限元模型監(jiān)測點振動速度幅值比較:
骨壁缺失0.5mm時,監(jiān)測點振動速度幅值數(shù)量級為10-4mm/s,最大速度幅值為0.45μm/s;
骨壁缺失1mm時,監(jiān)測點振動速度幅值數(shù)量級為10-3mm/s,最大速度幅值 為5.3μm/s;
骨壁缺失2mm時,監(jiān)測點振動速度幅值數(shù)量級為10-3mm/s,最大速度幅值為3.0μm/s;
骨壁缺失4mm時,監(jiān)測點振動速度幅值數(shù)量級為10-3mm/s,最大速度幅值為3.1μm/s;0.45μm/s;
即相同條件下,骨壁缺失大小0.5mm有限元模型,監(jiān)測點所探測到模擬血流振動速度幅值數(shù)量級是其他三種骨壁缺失模型的1/10左右。另外三種有限元模型(骨壁缺失1mm、2mm、4mm)比較,監(jiān)測點所探測到模擬血流振動速度幅值差別不大。
本發(fā)明通過乙狀竇溝骨壁參數(shù),建立多個顳骨有限元模型,每個顳骨有限元模型的乙狀竇溝骨壁參數(shù)是不同的;對每個顳骨有限元模型進行離散化處理,得到每個顳骨有限元模型對應的離散后的有限元監(jiān)測節(jié)點;獲取耳部乙狀竇血流的血流動力學參數(shù),生成相應的血流流場壓力波動曲線;將所述血流流場壓力波動曲線加載到每個顳骨有限元模型對應的離散后的有限元監(jiān)測節(jié)點中,監(jiān)測各監(jiān)測節(jié)點的振動速度幅值。解決了在探索搏動性耳鳴發(fā)生機制方面的瓶頸在于缺乏實驗模型進行驗證的問題。
圖2是本發(fā)明實施例提供的一種乙狀竇溝骨壁數(shù)據(jù)處理裝置的結構示意圖,如圖2所示,包括:
建立模塊21,用于根據(jù)乙狀竇溝骨壁參數(shù),建立多個顳骨有限元模型,每個顳骨有限元模型的乙狀竇溝骨壁參數(shù)是不同的;
離散模塊22,用于對每個顳骨有限元模型進行離散化處理,得到每個顳骨有限元模型對應的離散后的有限元監(jiān)測節(jié)點;
獲取模塊23,用于獲取耳部乙狀竇血流的血流動力學參數(shù),生成相應的血流流場壓力波動曲線;
監(jiān)測模塊24,用于將所述血流流場壓力波動曲線加載到每個顳骨有限元 模型對應的離散后的有限元監(jiān)測節(jié)點中,監(jiān)測各監(jiān)測節(jié)點的振動速度幅值和最大振動速度幅值。
其中,所述乙狀竇溝骨壁參數(shù)包括骨壁厚度和/或骨壁缺失大小,所述骨壁厚度包括0mm、0.25mm、0.5mm、1mm,所述骨壁缺失大小包括0.5mm、1mm、2mm、4mm;
對應地,所述多個顳骨有限元模型為不同乙狀竇溝骨壁厚度和/或不同乙狀竇溝骨壁缺失大小的顳骨有限元模型。
可選地,所述離散模塊22具體用于:
將每個顳骨有限元模型離散為四邊形的網(wǎng)格,所述網(wǎng)格尺度設置為0.1mm,即每個顳骨有限元模型共離散出包括10000個四邊形的網(wǎng)格,每個網(wǎng)格對應一個有限元監(jiān)測節(jié)點。
可選地,所述的裝置還包括:
前處理模塊25,用于設置每個顳骨有限元模型的骨壁及血管壁的材料屬性,對所述骨壁和血管壁兩側采取固定支持約束,以保證每個顳骨有限元模型的接觸弧上的各有限元監(jiān)測節(jié)點位移保持一致。
需要說明的是,若所述顳骨有限元模型為骨壁完整的有限元模型,則有限元監(jiān)測節(jié)點位于骨壁非血管接觸面,若所述顳骨有限元模型為骨壁缺失的有限元模型,則有限元監(jiān)測節(jié)點位于缺失區(qū)血管壁裸露側。
可選地,所述的裝置還包括:
分析模塊26,用于根據(jù)各監(jiān)測節(jié)點的振動速度幅值,分析得到所述乙狀竇溝骨壁參數(shù)與骨壁隔音能力之間的對應關系。
本發(fā)明實施例所述裝置可以執(zhí)行圖1所示實施例所述的方法,其實現(xiàn)原理和技術效果不在贅述。
圖3為本發(fā)明實施例所示的乙狀竇溝骨壁數(shù)據(jù)處理步驟示意圖,下面通過如圖3所示步驟對本發(fā)明實施例的具體實現(xiàn)方式進行詳細的說明和描述。
本發(fā)明實施例的目的是,通過建立不同乙狀竇溝骨壁缺失形態(tài)的搏動性耳鳴顳骨2D有限元模型,分析乙狀竇溝骨壁厚度和乙狀竇溝骨壁缺失大小對 聲音在顳骨內(nèi)傳導以及耳鳴強度的影響,進一步揭示乙狀竇溝骨壁缺失對搏動性耳鳴發(fā)生的機制。
本發(fā)明實施例采用有限元方法建立不同乙狀竇溝骨壁缺失形態(tài)的搏動性耳鳴顳骨2D有限元模型,其優(yōu)勢在于不傷害人體的情況下合理賦值得到接近正常人體的模型,并模擬各種生理性或病理性改變,來解決復雜的醫(yī)學問題。通過研究發(fā)現(xiàn),伴或者不伴有耳鳴癥狀的乙狀竇溝骨壁缺失在缺失范圍上存在一定的統(tǒng)計差異,提示乙狀竇溝骨壁缺失作為PT的原因之一,其范圍大小可能會影響耳鳴癥狀的輕重和有無。但是,現(xiàn)有技術中沒有對這種差異進行定量分析。為了彌補缺乏定量數(shù)據(jù)的不足,本發(fā)明實施例借助有限元方法,建立不同乙狀竇溝骨壁缺失形態(tài)的PT患者的顳骨2D有限元模型,以分析乙狀竇溝骨壁厚度和乙狀竇溝骨壁缺失大小對耳鳴聲音在顳骨內(nèi)傳導及耳鳴強度的影響。
通過對搏動性耳鳴(pulsatiletinnitus,PT)患者的醫(yī)學圖像(如CT圖像)進行橫軸位圖像重組,重組圖像層厚1mm,層間距1mm,橫軸位重組基線平行于雙側水平半規(guī)管,所得原始圖像及重組橫軸位圖像轉為dicom數(shù)據(jù)格式保存,應用solidworks2010軟件,導入CT橫軸位圖像dicom數(shù)據(jù),采用spline interpolation逆向工程繪制完整/缺失骨壁和血管管壁的2D模型圖,弧長10mm,血管管壁厚度0.5mm,參照該算例繪制方法,分別繪制各種骨壁厚度算例(包括0mm、0.25mm、0.5mm、1mm)和各種骨壁缺失大小算例(包括0.5mm、1mm、2mm、4mm),如圖4所示的參照CT圖像獲得骨壁缺失(a)和骨壁完整(b)的2D有限元模型示意圖。
然后,應用hypermesh11.0軟件將上述2D有限元模型圖進行自動化離散,即分別將每一個2D模型圖離散為四邊形網(wǎng)格,網(wǎng)格尺度設置為0.1mm,每個算例共離散出包括10000個左右四邊形的網(wǎng)格,如圖5所示的2D有限元模型圖離散化的示意圖。
之后,將離散化好的模型數(shù)據(jù)導入abaqus軟件,進行有限元前處理操作,前處理的內(nèi)容包括:材料屬性設置、約束、載荷、分析步、計算方法。
其中,材料屬性設置時,采用的骨皮質和血管力學屬性界定進行材料屬性的設置,如下表1所示:
其中,約束時可以根據(jù)人體正常顳骨解剖結構,采用骨壁和血管管壁兩側固定支持約束,血管管壁和骨壁采用Tie約束操作使其緊密結合,從而保證計算過程中接觸弧上的諸節(jié)點位移保持一致,如圖6所示B、D面上所有監(jiān)測節(jié)點計算過程進行約束使其保持靜止的示意圖,其中,A為血管壁面,C為骨壁面。
其中,載荷可以依據(jù)上述CT圖像建立的血管三維模型以及磁共振測量數(shù)據(jù)計算出的耳鳴側乙狀竇血流流場信息,獲得了該研究對象血管壁在骨壁缺失處的血流流場壓力波動曲線,其最終被簡化為一個簡諧壓力波動曲線。例如,在圖6A面(血管壁邊緣)加載該簡諧壓力波動曲線(0.1Pa,250Hz),與血管自身脈搏搏動時間相比,由于這種簡諧壓力波動時間極短,血壓脈搏的干擾可以忽略不計,因此,本發(fā)明不考慮血壓脈搏因素的影響。
其中,分析步采用隱式動力學計算方法,為了得到穩(wěn)定的振動圖像,計算時間為0.4s,時間步長為0.0001s,即共計4000個時間步長。
其中,在計算方法時,對于骨壁完整模型,監(jiān)測節(jié)點選擇骨壁非血管接觸面(解剖氣房側)某點,對于骨壁缺失模型,監(jiān)測節(jié)點選擇缺失區(qū)血管壁裸露側(解剖氣房側)某點,如圖7所示的不同模型監(jiān)測節(jié)點的選擇示意圖,a為骨壁缺失模型,b為骨壁完整模型。
在計算過程中進行監(jiān)測節(jié)點的振動速度曲線分析,得到曲線之后,采用傅里葉變換處理,將之簡化為整個頻率單一的簡諧振動,振動產(chǎn)生的聲強取決于振動速度幅值。
之后進行數(shù)據(jù)分析:
分別監(jiān)測并比較不同骨壁厚度情況和不同骨壁缺失大小情況下監(jiān)測點振動速度幅值情況和最大振動速度幅值。
如圖8所示不同骨壁厚度有限元模型監(jiān)測節(jié)點振動速度幅值結果圖,a為骨壁厚度0mm的監(jiān)測節(jié)點振動速度幅值結果圖,b為骨壁厚度0.25mm的監(jiān)測節(jié)點振動速度幅值結果圖,c為骨壁厚度0.5mm的監(jiān)測節(jié)點振動速度幅值結果圖,為骨壁厚度1mm的監(jiān)測節(jié)點振動速度幅值結果圖。
即骨壁厚度0mm時(骨壁缺失2mm),監(jiān)測點振動速度幅值數(shù)量級為10-3mm/s,最大速度幅值為3μm/s;
骨壁厚度0.25mm時,監(jiān)測點振動速度幅值數(shù)量級為10-5mm/s,最大速度幅值為0.033μm/s;
骨壁厚度0.5mm時,監(jiān)測點振動速度幅值數(shù)量級為10-5mm/s,最大速度幅值為0.021μm/s;
骨壁厚度1mm時,監(jiān)測點振動速度幅值數(shù)量級為10-6mm/s,最大速度幅值為0.0071μm/s;
即相同條件下,骨壁厚度0mm有限元模型,監(jiān)測點所探測到模擬血流振動速度幅值數(shù)量級是其他三種厚度模型的100-1000倍左右。另外三種有限元模型(骨壁厚度0.25mm、0.5mm、1mm)比較,骨壁厚度0.25mm和0.5mm時監(jiān)測點所探測到模擬血流振動速度幅值差別不大,骨壁厚度1mm時監(jiān)測點所探測到模擬血流振動速度幅值最小。
如圖9所示不同骨壁缺失大小有限元模型監(jiān)測節(jié)點振動速度幅值結果圖:
即骨壁缺失0.5mm時,監(jiān)測點振動速度幅值數(shù)量級為10-4mm/s,最大速度 幅值為0.45μm/s;
骨壁缺失1mm時,監(jiān)測點振動速度幅值數(shù)量級為10-3mm/s,最大速度幅值為5.3μm/s;
骨壁缺失2mm時,監(jiān)測點振動速度幅值數(shù)量級為10-3mm/s,最大速度幅值為3.0μm/s;
骨壁缺失4mm時,監(jiān)測點振動速度幅值數(shù)量級為10-3mm/s,最大速度幅值為3.1μm/s;0.45μm/s;
即相同條件下,骨壁缺失大小0.5mm有限元模型,監(jiān)測點所探測到模擬血流振動速度幅值數(shù)量級是其他三種骨壁缺失模型的1/10左右。另外三種有限元模型(骨壁缺失1mm、2mm、4mm)比較,監(jiān)測點所探測到模擬血流振動速度幅值差別不大。
本發(fā)明實施例有限元模型的建立主要采用dicom數(shù)據(jù)直接建模法獲得,這種方法的優(yōu)勢在于可以將醫(yī)學數(shù)字圖像直接導入計算機進行圖像處理,結合有限元相關分析軟件,可以快速準確建立二維或三維有限元模型,極大減少了人為誤差,快速簡潔高效。
為了獲取真實的骨壁缺失周圍血流流程信息,本發(fā)明實施例所加載的血流流場信息采用通過MRI技術所獲得同一個搏動性耳鳴患者的血流流場信息,從而保證了結果的準確性,對于骨壁參數(shù)設置的選擇,采用有限元技術所采用的密質骨所界定的材料屬性,在有限元模型制作中,將模型兩側邊緣進行固定約束,保證計算過程中接觸弧上的節(jié)點位移保持相對靜止,使其更為接近實際情況。乙狀竇溝骨壁缺失引起的耳鳴機制是由于其能夠降低完整顳骨骨壁對耳鳴聲音的隔音能力,使得聲音更加容易傳遞至骨壁周圍顳骨氣房,后經(jīng)氣房傳遞至鼓室腔,經(jīng)氣傳導至耳蝸??梢哉J為與顳骨氣房相鄰的血管或者骨壁其振動聲幅的大小直接反映耳鳴聲音的強弱,因此,本發(fā)明實施例的監(jiān)測節(jié)點選在模型中靠近氣房側血管壁或骨壁上的節(jié)點,以求真實反映耳 鳴患者顳骨氣房內(nèi)聲音強度的變化情況。
不同骨壁厚度有限元模型的監(jiān)測結果分析:
乙狀竇溝骨壁缺失引起的耳鳴機制可能是由于局部骨壁的缺損破壞了顳骨骨壁的完整性,從而降低了骨壁的隔音能力,促進了耳鳴聲音的傳導??紤]到正常人體乙狀竇溝氣房側骨壁較薄,多數(shù)不超過1mm,因此在模型的設計上,本發(fā)明分別建立了局部骨壁厚度不超過1mm(包括0mm、0.25mm、0.5mm、1mm)的四種有限元模型,觀察比較不同骨壁厚度模型相同位置節(jié)點的振動速度幅值,以初步評價骨壁厚度對耳鳴聲音傳導的影響。結果顯示,骨壁厚度0時,監(jiān)測點振動速度幅值最大,是其他三種模型的100-1000倍左右,說明骨壁缺失在耳鳴聲音傳導上起到了顯著的增強作用。其他三種情況比較結果顯示,隨著骨壁厚度增加,監(jiān)測節(jié)點振動速度幅值改變并不十分顯著。因此,乙狀竇溝骨壁在未缺失情況下,骨壁厚度的改變對耳鳴聲音的傳導影像不明顯,即使局部骨壁菲薄,因此,單存的乙狀竇溝骨壁變薄可能并不會直接引起耳鳴癥狀,從而避免將乙狀竇溝骨壁菲薄納入到病因分析中。
不同骨壁缺失大小有限元模型的監(jiān)測結果分析:
乙狀竇溝骨壁缺失大小與耳鳴密切相關,因此,我們可以建立不同骨壁缺失大小的PT顳骨2D有限元模型,為了更加真實反映骨壁缺失的實際情況,將有限元模型缺失的大小設定為0.5mm、1mm、2mm、4mm四種情況。比較不同有限元模型相同位置監(jiān)測節(jié)點振動速度幅值的結果發(fā)現(xiàn),骨壁缺失0.5mm時,振動速度幅值最小,其他三種情況下,隨著缺失大小的增大,振動速度幅值改變不明顯。因此,可以認為較小的骨壁缺失可能會部分保留骨板對耳鳴聲音的隔音能力,通過缺失部位向外傳導的聲音強度不大,但隨著缺失范圍增加,隔音能力也隨之下降。但是當骨壁缺失大小足夠大時,顳骨骨壁對聲音的隔音能力會明顯下降,此時,缺失大小的改變不會影響隔音能力。
結論:骨壁缺失后,血流聲音可以在顳骨內(nèi)傳導產(chǎn)生耳鳴癥狀;骨壁缺失范圍大小的改變可以影響聲音在顳骨中傳導及其強度,單純骨壁厚度的改 變不會影響耳鳴聲音的傳導。
在一個典型的配置中,本發(fā)明實施例的乙狀竇溝骨壁數(shù)據(jù)處理方法可以在計算設備中實現(xiàn),其中,該計算設備包括一個或多個處理器(CPU)、輸入/輸出接口、網(wǎng)絡接口和內(nèi)存。
內(nèi)存可能包括計算機可讀介質中的非永久性存儲器,隨機存取存儲器(RAM)和/或非易失性內(nèi)存等形式,如只讀存儲器(ROM)或閃存(flash RAM)。內(nèi)存是計算機可讀介質的示例。
計算機可讀介質包括永久性和非永久性、可移動和非可移動媒體可以由任何方法或技術來實現(xiàn)信息存儲。信息可以是計算機可讀指令、數(shù)據(jù)結構、程序的模塊或其他數(shù)據(jù)。計算機的存儲介質的例子包括,但不限于相變內(nèi)存(PRAM)、靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)、動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)、其他類型的隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、快閃記憶體或其他內(nèi)存技術、只讀光盤只讀存儲器(CD-ROM)、數(shù)字多功能光盤(DVD)或其他光學存儲、磁盒式磁帶,磁帶磁磁盤存儲或其他磁性存儲設備或任何其他非傳輸介質,可用于存儲可以被計算設備訪問的信息。按照本文中的界定,計算機可讀介質不包括非暫存電腦可讀媒體(transitory media),如調制的數(shù)據(jù)信號和載波。
如在說明書及權利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領域技術人員應可理解,硬件制造商可能會用不同名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分組件的方式,而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準則。如在通篇說明書及權利要求當中所提及的“包含”為一開放式用語,故應解釋成“包含但不限定于”?!按笾隆笔侵冈诳山邮盏恼`差范圍內(nèi),本領域技術人員能夠在一定誤差范圍內(nèi)解決所述技術問題,基本達到所述技術效果。此外,“耦接”一詞在此包含任何直接及間接的電性耦接手段。因此,若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置,則代表 所述第一裝置可直接電性耦接于所述第二裝置,或通過其他裝置或耦接手段間接地電性耦接至所述第二裝置。說明書后續(xù)描述為實施本申請的較佳實施方式,然所述描述乃以說明本申請的一般原則為目的,并非用以限定本申請的范圍。本申請的保護范圍當視所附權利要求所界定者為準。
還需要說明的是,術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的商品或者系統(tǒng)不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種商品或者系統(tǒng)所固有的要素。在沒有更多限制的情況下,由語句“包括一個……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的商品或者系統(tǒng)中還存在另外的相同要素。
最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。