[发明专利]具有狭窄病变的血管数学模型的合成方法和装置

说明书

本申请提供了一种具有狭窄病变的血管数学模型的合成方法和装置，包括：根据血管实时直径D_t、血管中心线长度L和狭窄区间进行三维建模，形成具有狭窄病变区间的三维血管模型；沿着三维血管模型的圆周面进行N边型网格划分，形成单层网格模型；对单层网格模型进行表面分层化处理，形成双层网格模型，即血管数学模型。本申请解决了现有技术中没有用于流体力学分析的血管三维网格模型的问题，弥补了行业的空白；由于血管壁具有一定的厚度，且主要在血管内壁会出现狭窄问题，因此本申请将通过将血管数学模型建成双层网格模型，具有一定的厚度，内层网格模型具有弹性，能够对血流速度起到修正作用，更加接近于血管的真实状态。

技术领域

本发明涉及冠状动脉医学技术领域，特别是涉及一种用于流体力学分析的具有狭窄病变区间的血管数学模型的合成方法、装置及系统。

背景技术

人体血液中的脂类及糖类物质在血管壁上的沉积将在血管壁上形成斑块，继而导致血管狭窄；特别是发生在心脏冠脉附近的血管狭窄将导致心肌供血不足，诱发冠心病、心绞痛等病症，对人类的健康造成严重威胁。据统计，我国现有冠心病患者约1100万人，心血管介入手术治疗患者数量每年增长大于10％。

冠脉造影CAG、计算机断层扫描CT等常规医用检测手段虽然可以显示心脏冠脉血管狭窄的严重程度，但是并不能准确评价冠脉的缺血情况。为提高冠脉血管功能评价的准确性，1993年Pijls提出了通过压力测定推算冠脉血管功能的新指标——血流储备分数(Fractional Flow Reserve，FFR)，经过长期的基础与临床研究，FFR已成为冠脉狭窄功能性评价的金标准。

FFR是冠状动脉血管评定参数的一种，微循环阻力指数IMR等属于冠状动脉血管评定参数。

在冠状动脉造影图像中，需要结合流体力学分析CFD计算冠状动脉血管评定参数，而现有技术中没有用于流体力学分析的血管数学模型。

发明内容

本发明提供了一种用于流体力学分析的具有狭窄病变区间的血管数学模型的合成方法、装置及系统，以解决现有技术中没有用于流体力学分析的血管三维网格模型的问题。

为实现上述目的，第一方面，本申请提供了一种用于流体力学分析的具有狭窄病变区间的血管数学模型的合成方法，包括：

根据血管实时直径D_t、血管中心线长度L和狭窄区间进行三维建模，形成具有狭窄病变区间的三维血管模型；

沿着具有狭窄病变区间的所述三维血管模型的圆周面进行N边型网格划分，形成单层网格模型，其中N≥6；

对所述单层网格模型进行表面分层化处理，形成双层网格模型，即血管数学模型。

可选地，上述的用于流体力学分析的具有狭窄病变区间的血管数学模型的合成方法，所述沿着具有狭窄病变区间的所述三维血管模型的圆周面进行N边型网格划分，形成单层网格模型，其中N≥6的方法包括：

沿着所述具有狭窄病变区间的所述三维血管模型的圆周面，以三角形为最小单元进行网格划分；

按照顺序，每N个三角形组合转换成1个N边形，形成N边形初始网格；

删除所述N边形初始网格中每个N边形内部的连接线，形成单层N边形网格模型，其中N≥6。

可选地，上述的用于流体力学分析的具有狭窄病变区间的血管数学模型的合成方法，所述沿着所述具有狭窄病变区间的所述三维血管模型的圆周面，以三角形为最小单元进行网格划分的方法包括：

将具有狭窄病变区间的所述三维血管模型分割成K段，

在每分段所述三维血管模型的圆周面上，以三角形为最小单元进行网格划分。