[发明专利]基于心肌血流量和CT图像的冠状动脉血流储备分数计算方法

说明书

本发明公开了一种基于心肌血流量和CT图像的冠状动脉血流储备分数计算方法，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；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，计算血流储备分数。本发明基于心脏CT图像，能快速准确的全自动得到FFR。

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图像的冠状动脉血流储备分数计算方法。

背景技术

冠状动脉造影及血管内超声均被认为是诊断冠心病的“金标准”，但它们只能对病变狭窄程度进行影像学评价，而狭窄到底对远端血流产生了多大影响却不得而知；血流储备分数(FFR)现已经成为冠脉狭窄功能性评价的公认指标，其最重要的功能是对一个未知影响的冠脉狭窄的功能后果进行准确评价。

血流储备分数(FFR)是指在冠状动脉存在狭窄病变的情况下，目标测量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。FFR主要通过计算冠状动脉狭窄远端压力与主动脉根部压力之比来获得。狭窄远端压力可以通过压力导丝在最大灌注血流(通过冠脉内或静脉内注射罂粟碱或腺苷或ATP时测得)。可以简化为心肌最大充血状态下的狭窄远端冠状动脉内平均压(P_d)与冠状动脉口部主动脉平均压(P_a)的比值，即FFR＝P_d/Pa。

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FFR(CTFFR)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。DeFacto试验结果也清楚地表明，在冠状动脉CT中，CTFFR结果的分析提供了那些真正限制血流及增加病人危险性的病变的生理信息。CTFFR结合了冠脉CTA和FFR的优势，可以从结构和功能两方面来评估冠状动脉狭窄，成为一种提供冠脉病变解剖学和功能学信息的崭新无创性检测体系。但是因为CTA无法测量充血态下冠脉流速，只能靠数值方法预测，这极大的限制了CTFFR的临床应用。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明目的是：提供一种基于心肌血流量和CT图像的冠状动脉血流储备分数计算方法，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、全自动得到血流储备分数FFR。

本发明的技术方案是：

一种基于心肌血流量和CT图像的冠状动脉血流储备分数计算方法，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；

S02：对主动脉图像进行处理得到全主动脉互补图像，进行区域生长，得到含有冠状动脉口的主动脉图像，根据含有冠状动脉口的主动脉图像与全主动脉互补图像，得到含有冠状动脉口的图像，确定冠状动脉口；

S03：在心肌图像上以冠状动脉口为种子点，通过区域生长提取冠状动脉，计算冠状动脉的平均灰度和平均方差，根据冠脉灰度分布，沿着冠状动脉方向提取冠脉树；

S04：将冠状动脉图像进行二值化，绘制等值面图像，得到冠状动脉三维网格图像；