[发明专利]冠脉末端微血管阻力的计算方法及FFR的计算方法、系统

权利要求书

1.一种冠脉末端微血管阻力的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取血常规数据和心脏的医学图像，对医学图像进行分割和重建处理，得到冠脉树模型，所述冠脉树模型含有主动脉根部，基于冠脉树模型确定心肌的体积以及各个冠脉出口的半径；

S2：在冠脉树模型上增加多个侧枝血管，即增加多个冠脉出口；

S3：对于冠脉树模型上的N个冠脉出口，基于心肌的体积和每一个冠脉出口的半径，分别确定每一个冠脉出口的供血心肌的体积；

S4：基于冠脉出口的半径和冠脉出口的供血心肌的体积，生成微循环血管模型，具体过程如下：

S41：初始化生成微循环血管模型，所述微循环血管模型包括N个冠脉出口，将每一个冠脉出口分别作为一个父代，执行步骤S42；

S42：每一个父代进行一次分叉操作，一个父代得到多个子代，每一个子代即一个血管，将父代的供血心肌分配给每一个子代，按照子代与父代的对应关系将所有的子代添加至微循环血管模型；

S43：遍历上一个步骤获得的所有的子代，如果存在半径大于r₀的子代，则将所有半径大于r₀的子代作为父代，执行步骤S42，否则，完成小血管树模型的生成；

其中，r₀为预设置的微循环血管模型最小血管半径；

S5：基于微循环血管模型和血常规数据，利用泊肃叶定理和法林效应计算各个冠脉出口的微循环阻力值。

2.根据权利要求1所述的冠脉末端微血管阻力的计算方法，其特征在于，所述步骤S2中，在冠脉树模型上增加p个(1≤p≤7)侧枝血管，所述侧枝血管的增加位置为冠脉靠近心脏内部的一侧，且处于已有冠脉的上下级两个分叉之间，侧枝血管的长度为3-5mm，侧枝血管的半径为冠脉树模型上已有的血管的最小半径值。

3.根据权利要求2所述的冠脉末端微血管阻力的计算方法，其特征在于，p的取值是由上下级两分叉之间血管面积的变化量决定的，具体为：

p*(r_侧枝血管)ⁿ＝(r_上级分叉)ⁿ-(r_下级分叉)ⁿ

其中，r_侧枝血管表示侧枝血管的半径，r_上级分叉表示上级分叉下游血管的半径，r_下级分叉表示下级分叉上游血管的半径，n的取值范围为2.3-2.44。

4.根据权利要求1所述的冠脉末端微血管阻力的计算方法，其特征在于，所述步骤S3中，第i个(1≤i≤N)冠脉出口的供血心肌的体积的计算公式如下：

其中，V_i表示第i个冠脉出口的供血心肌的体积，V表示心肌的体积，r_i表示第i个冠脉出口的半径，r_k表示第k个冠脉出口的半径，n的取值范围为2.3-2.44。

5.根据权利要求1所述的冠脉末端微血管阻力的计算方法，其特征在于，所述步骤S42中，一个父代进行一次分叉操作具体为：

将父代的供血心肌等效为椭球体，在椭球体的表面取一个点为根节点，根节点代表父代的出口所在的位置，过根节点将椭球体平均分为m个(2≤m≤5)子部，分别找到每一个子部的质心，连接质心与根节点，得到的m个线段即为m个子代，每一个子代的供血心肌的体积即为一个子部的体积，m个子代的半径相同，且子代的半径r_子代与父代的半径r_父代满足关系式：m*(r_子代)ⁿ＝(r_父代)ⁿ。

6.根据权利要求5所述的冠脉末端微血管阻力的计算方法，其特征在于，进行分叉操作时，父代的供血心肌等效为球体。

7.根据权利要求5所述的冠脉末端微血管阻力的计算方法，其特征在于，进行分叉操作时，过根节点将椭球体平均分为2个子部。