[发明专利]基于心肌血流量和CT图像的微循环阻力指数计算方法

说明书

本发明公开了一种基于心肌血流量和CT图像的微循环阻力指数计算方法，包括通过提取心肌图像，确定心肌体积；定位冠状动脉口，对冠状动脉精确分割；通过对冠状动脉体数据的边缘检测，生成计算所需要的网格模型；通过无创测量确定静息态心肌血流量和CFR；计算最大充血态下的冠脉入口处的总流量；确定冠脉树中不同血管里面最大充血态的流量，进而确定最大充血态的流速V1；得到最大充血状态下的平均传导时间Tmn，以V₁作为冠脉入口流速，并计算冠脉入口到冠脉狭窄远端的压力降ΔP，狭窄远端冠状动脉内平均压P_d=P_a‑ΔP，计算微循环阻力指数。本发明基于心脏CT图像，能快速准确的全自动得到微循环阻力指数。

技术领域

本发明涉及冠状动脉影像学评价领域，具体地涉及一种基于心肌血流量和CT图像的微循环阻力指数计算方法。

背景技术

冠心病是严重的心脏疾病，经皮冠脉动脉介入(PCI)已成为冠心病治疗的一个重要手段，多年的研究表明，通过PCI治疗冠心病尤其是急性冠脉综合征(acute coronarysyndrome，ACS)的病死率得以显著降低，但已有的研究表明，即使通过冠脉介入或冠脉搭桥术治疗，仍有25％患者在心外膜血管成功重建后，并未能实现组织水平心肌再灌注，其主要原因在于冠脉微循环功能障碍。冠脉微循环功能受损是决定急性心肌梗塞预后的独立危险因素，因此对患者冠脉微循环功能状态的评估越来越受到重视。

目前评估冠脉微循环可以通过负荷心电图、放射性核素显像技术、核磁共振成像技术等方法。但以上各种评估技术受检查技术手段本身及检查人员影响较大，不能精确评估冠脉微循环功能，同时这些指标反映的是心外膜血管及微循环共同作用的结果。我们需要一个更精确，更稳定的指标，其只反映冠脉微循环功能状态，不是心外膜血管的影响。目前IMR可能是能满足上述条件的一个理想指标。IMR是反映冠状动脉微循环阻力的指标，被定义为冠脉远端动脉压力(Pd)除以最大充血状态下的平均传导时间(Tmn)的倒数，换言之，即Pd与Tmn的乘积，单位为mmHg·s。IMR＜25为正常，＞30为异常，提示微循环阻力升高，而25-30为灰区。

现有的IMR测量方法是通过0.014英寸软压力导丝同步记录冠脉压力和温度，导丝杆上的两个温度感受器探测到温度变化的时间差就可知道盐水从指引导管到达导丝头端温度感受器运行的平均传导时间(transit mean time，Tmn)，根据定义P_d与Tmn的乘积就可得出IMR值。但上述压力导丝测量IMR需要介入血管末端，增加手术难度和风险，同时压力导丝昂贵的价格也限制其大规模应用。

冠脉CTA能准确评估冠脉狭窄程度，且能辨别管壁斑块性质，是一种无创、操作简单的诊断冠状动脉病变检查方法，可作为筛查高危人群的首选方法。因此，如果对于冠心病患者的血管进行干预，前期应该对患者冠脉进行CTA的评价。

通过冠脉CTA计算无创获得的微循环阻力指数无需额外影像检查或药物，能从根本上避免不必要的冠脉血管造影与血运重建治疗。但是因为CTA无法测量充血态下冠脉流速，无法直接计算微循环阻力指数。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明目的是：提供一种于造影图像和流体力学模型的微循环阻力指数计算方法，通过无创测量确定静息态心肌血流量和冠状动脉血流储备(CFR)，进而确定冠脉树中不同血管里面最大充血态的流量，进而确定最大充血态的流速V₁，能快速、准确、全自动得到微循环阻力指数。

本发明的技术方案是：

一种基于心肌血流量和CT图像的微循环阻力指数计算方法，包括以下步骤：

S01：对心脏CT图像进行分割，通过形态学操作得到心脏图像，对该心脏图像进行直方图分析得到心室心房图像，通过心脏图像与心室心房图像做差得到心肌图像，确定心肌体积；