[发明专利]一种非侵入式获取血流储备分数的方法和系统

说明书

本发明公开了一种非侵入式获取血流储备分数的方法和系统，所述方法包括如下步骤：根据人体冠状动脉医学影像数据，建立冠状动脉三维模型；获取人体冠状动脉医学生理数据，并结合人体冠状动脉医学影像数据和冠状动脉三维模型，提取用于计算血流储备分数的必要参数；根据所述必要参数确定所述冠状动脉三维模型的边界，并对所述边界进行优化得到冠状动脉仿真模型；结合所述必要参数及冠状动脉仿真模型，采用计算流体力学方法计算血流储备分数。本发明采用非侵入式方法，综合了CFD和基于病人生理特异性的精确边界条件的优点，可以通过CFD精确计算冠状动脉正常和狭窄区域的血流储备分数。

技术领域

本发明涉及冠状动脉影像处理领域，具体的说，是涉及一种非侵入式获取血流储备分数的方法和系统。

背景技术

冠状动脉血管造影曾被认为是诊断冠心病的“金标准”，但它只能定性地评价病变狭窄程度，却无法定量地评价病变狭窄对冠状动脉生理功能的影响，因此不能准确的对病变程度进行预估，这就容易导致需要治疗的病变没有处理或过度处理不需治疗的病变的情况。1993年Nico Pijls等提出了通过压力测定推算冠脉血流的新指标—血流储备分数(Fractional Flow Reserve,FFR)。

血流储备分数(FFR)是一种用于医疗诊断冠状动脉生理功能的参数,指在冠状动脉存在狭窄病变的情况下，该血管所供心肌区域能获得的最大血流量与同一区域理论上正常情况下所能获得的最大血流量之比，其等效压强比定义如下:冠状动脉在最大充血状态下,狭窄近端和心脏主动脉的压强的比值即为血流储备分数。经过长期的基础与临床研究，FFR已经成为冠脉狭窄功能性评价的公认指标。

目前，FFR的获取方式多为侵入式，例如诊断性心导管插入术，其可包括进行常规冠状动脉血管造影(CCTA)以可使冠状动脉病变可视化，同时在静脉内施用腺苷诱导的条件下(冠状动脉处于最大充血状态)，计算由压强传感器获取的冠状动脉狭窄近端压强和心脏主动脉压强的比值从而得到FFR。侵入式获取FFR的方式虽然提高了对病变预估的准确性，但由于其需要进行手术植入，这就导致其具有较高的手术风险，同时也需要患者承担较高的费用，因而侵入式FFR获取方法的实用性欠佳。

综上所述，有必要提供一种非侵入式获取血流储备分数的方法及系统，来降低冠状动脉病变可视化的风险及成本。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种非侵入式获取血流储备分数的方法，该方法根据患者冠状动脉特异性医学影像和生理信息，非侵入式的获取血流储备分数，有效降低了冠状动脉病变的可视化风险及费用，同时，也能保证所获取的血流储备分数的准确性。

本发明的第二目的是提供一种非侵入式获取血流储备分数的系统，该系统应用于对血流储备分数的非侵入式获取过程中，具有医疗成本低、风险低，获取血流储备分数准确度高的优点。

为实现上述目的，一方面，本发明提供一种非侵入式获取血流储备分数的方法，该方法包括如下步骤：

根据人体冠状动脉医学影像数据，建立冠状动脉三维模型；

获取人体冠状动脉医学生理数据，并结合人体冠状动脉医学影像数据和冠状动脉三维模型，提取用于计算血流储备分数的必要参数；

根据所述必要参数，确定所述冠状动脉三维模型的边界，并对所述边界进行优化得到冠状动脉仿真模型；

结合所述必要参数及冠状动脉仿真模型，采用计算流体力学方法计算血流储备分数。

进一步的，所述建立冠状动脉三维模型时，根据人体冠状动脉医学影像数据对冠状动脉进行造影和重构，获得冠状动脉三维模型。

进一步的，在冠状动脉三维模型上标注所有血管壁、进口及出口，并根据血管的几何尺寸和弯曲度对所述冠状动脉三维模型进行网格划分。

进一步的，所述必要参数包括：动脉血管的血流量、血压、心率以及心肌质量等。