[发明专利]基于降维模型的血流储备分数获取方法、装置、系统和计算机存储介质

说明书

本发明公开了基于降维模型的血流储备分数获取方法、装置、系统和计算机存储介质，其中方法包括：步骤S1，获取并处理冠状动脉医学影像，得到表达冠状动脉几何拓扑结构的降维模型，所述降维模型包含冠状动脉的中心线向量和冠状动脉各处的横截面积；步骤S2，获取冠状动脉相关生理参数，依据降维模型计算冠状动脉血管对血流的阻力系数；步骤S3，依据冠状动脉中的血流流量和所述阻力系数，计算冠状动脉血管中各处的血压值；步骤S4，基于冠状动脉血管中各处的血压值，计算得到对应位置的血流储备分数。本发明利用冠状动脉医学影像建立冠状动脉血管的降维模型，依据血液动力学计算实时得到血流储备分数，在保证精确度的同时，大大提高运算效率。

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，具体涉及一种基于冠状动脉血管降维模型的血流储备分数获取方法、装置、系统和计算机存储介质。

背景技术

动脉粥样硬化是冠心病、脑梗死以及外周血管病的主要原因，严重影响人们的身体健康和生活质量。对于冠性病诊断而言，冠状动脉血管造影被认为是“金标准”，但是这种方法只能评价血管病变部位的狭窄程度，无法定量评价血管狭窄对生理功能的影响，可能高估或者低估病变的严重程度，进而导致过度治疗或者病变没有处理。现在医疗诊断冠状动脉狭窄的公认指标为血流储备分数(FFR)，血流储备分数的定义为：在冠状动脉存在狭窄病变的情况下，该冠状动脉狭窄病变的远端血管所能获得的最大血流量与正常状态下时所能获得的最大血流的比值。

现有技术中，通常采用侵入式测试来获取FFR，例如，诊断性心导管插入术，手术过程包括：进行常规冠状动脉血管造影(CCA)使得冠状动脉病变可视化，同时在静脉内采用腺苷诱导(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远端压强和心脏主动脉压强的比值来确定FFR。侵入式测试会对患者身体造成创伤，增加手术风险和治疗费用。

通过数值模拟计算FFR则能够避免介入诊断带来的风险和昂贵费用，进行数值模拟计算时，首先通过高清图像设备采集患者数据(例如CT、MRI、DSA等)，然后对患者血管模型进行重构，结合计算流体力学(CFD)方法来模拟血管中的血液流动情况。根据临床数据对比，无创FFR对心肌缺血的诊断非常有效，同时也比影像学评价更准确。

通常，非侵入式血流储备分数的计算基于三维模型进行，研究血管局部区域的血流，需要对整个区域内的微元体积进行流体方程的求解，求解收敛后，整合并提取所需的压力分布等信息，耗时会较长。

发明内容

本发明提供了一种基于冠状动脉血管降维模型的血流储备分数获取方法、装置及系统，利用冠状动脉医学影像建立冠状动脉血管的降维模型，依据血液动力学计算实时得到血流储备分数，在保证精确度的同时，大大提高运算效率。

一种基于冠状动脉血管降维模型获取血流储备分数的方法，包括：

步骤S1，获取并处理冠状动脉医学影像，得到表达冠状动脉几何拓扑结构的降维模型，所述降维模型包含冠状动脉的中心线向量和冠状动脉各处的横截面积；

步骤S2，获取冠状动脉相关生理参数，并依据降维模型计算冠状动脉血管对血流的阻力系数；

步骤S3，依据冠状动脉中的血流流量和所述阻力系数，计算冠状动脉血管中各处的血压值；

步骤S4，基于冠状动脉血管中各处的血压值，计算得到对应位置的血流储备分数。

所述冠状动脉医学影像包括但不限于采用CT(即电子计算机断层扫描)、MRI(即磁共振成像)、DSA(即数字剪影血管造影)获得的影像，依据这些影像能够获得冠状动脉的三维结构信息。

本发明中所述的降维模型中仍包含冠状动脉的三维空间几何信息，但将冠状动脉的各支干简化为一维的线性结构，以提高血流储备分数的计算效率。

依据冠状动脉的中心线向量可以得到冠状动脉各支干之间连接关系以及空间位置关系，获得冠状动脉的骨架结构。