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龙图腾网获悉北京工业大学申请的专利一种基于多约束条件的个性化全脑小动脉血管生成方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117078595B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310884937.9，技术领域涉及：G06T7/00；该发明授权一种基于多约束条件的个性化全脑小动脉血管生成方法是由刘有军;郭唤梅;李鲍;张丽媛;孙昊设计研发完成，并于2023-07-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于多约束条件的个性化全脑小动脉血管生成方法在说明书摘要公布了：一种基于多约束条件的个性化全脑小动脉血管生成方法，属于数学建模算法开发领域，包括以下步骤：基于真实头颈动脉CTA图像构建个性化三维模型，确定血管生长的起点位置；基于个性化模型记录各血管模型几何参数出口面积，出口血管长度等；基于Brainstorm标准头模型三维点云文件，均匀取样后作为血管生长的终点位置；基于多个约束条件，采用模拟退火算法优化出小血管的几何参数并计算出满足约束条件后各级血管分叉的空间位置。本发明个性化全脑小动脉血管生成真实模型，对于数值模拟及血流动力学的计算提高了准确性。

本发明授权一种基于多约束条件的个性化全脑小动脉血管生成方法在权利要求书中公布了：1.一种基于多约束条件的个性化全脑小动脉血管的生成的方法，其特征在于是通过以下方法生成脑部小动脉血管，包括以下步骤： 步骤A1：基于真实头颈动脉CTA图像，通过mimics软件阈值分割构建个性化脑大动脉三维模型； 步骤A2：基于三维模型记录血管模型几何参数包括：出口面积、直径、出口血管长度，并记录各大脑动脉分支及其供血区域； 步骤A3：基于Brainstorm标准头模型三维点云文件，进行点云均匀取样； 步骤A4：基于血管分叉标度率和最小能量原则，采用模拟退火算法，通过设置初始温度、降温系数、迭代次数、以及优化的目标函数来优化出血管分叉后最优的直径和长度；具体实施过程包括以下步骤： 步骤B1：基于整个树结构最小能量假设的HK直径模型公式表示如下，其中Dm、Dl和Ds分别表示母血管、相对较大的子血管和相对较小的子血管； 直径-长度，体积-直径，流量-长度标度率公式如下，其中近端血管段定义为主干，主干远端的树定义为冠；其中Ds、Ls和Qs分别表示血管支干的直径、长度和流量，Dsmax和Qsmax表示最近端血管主干的直径和流量，Lcmax和Vcmax表示整个冠长度之和和累计体积之和； 根据Hagen-Poiseuille定律，整棵树的树干中稳定层流流动的阻力其中ΔPs是沿着树干的压力梯度，Qs是通过树干体积的流量，写成： 能量损失最小原则：利用流体力学的Poiseuille定律半径为r，长为l的一段血管，流量为 其中ΔP是血管两端压力差，μ是血液的粘度系数；在血液流动过程中，机体克服阻力所消耗的能量为E1＝q*ΔP，将上式6带入得 步骤B2：基于步骤A2和A3计算得到小动脉血管生长起点到终点位置的欧氏距离，并基于此欧式距离与血管起始长度相除，得到血管生长的最大级数； 步骤B3：基于起始小动脉血管的直径和长度来初步给定各级小动脉血管的直径和长度，并设置其上下限范围；分别计算直径-长度，体积-直径，流量-长度标度率的均方根误差，并基于Poiseuille定律计算能量损失，作为本优化的目标函数； 步骤B4：输出优化后的小动脉血管直径和长度； 步骤A5：基于步骤A4各个分叉的直径和长度，采用HK分叉角规则来约束血管分叉角度及空间位置，从而生成个血管分叉的空间位置坐标，最终形成颅内空间小动脉一维血管模型。

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