[发明专利]基于血管生长的冠脉末端微循环血管阻力获取方法和系统

说明书

本发明涉及一种基于血管生长的冠脉末端微循环血管阻力获取方法和系统，方法包括：获取医学影像，分别提取建立心肌模型和冠脉血管模型；在冠脉血管模型中生成侧支血管；将所有冠脉和侧支血管均视为主体血管，获取其位置坐标和血管半径；在心肌模型中随机选取点P，与主体血管出口连接，为每个主体血管出口生成微循环血管；在心肌模型的点云文件中随机选取点T，与附近的微循环血管连接，新生成分岔式的多个微循环血管，直至所生成的血管树中所有血管出口的半径都小于预设的血管阈值；计算主体血管各个出口的阻力值。与现有技术相比，本发明基于重新建立的微循环血管模型计算得到的冠脉末端微循环血管阻力值更准确且具有患者的特异性。

技术领域

本发明涉及血管阻力获取技术领域，尤其是涉及基于血管生长的冠脉末端微循环血管阻力获取方法和系统。

背景技术

冠心病的主要病因是动脉硬化所致的冠脉狭窄。血流储备分数(FFR)指在冠状动脉存在狭窄病变的情况下，该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，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(Pd)与冠状动脉口部主动脉平均压(Pa)的比值。FFR可表明冠脉狭窄病变对远端血流产生的影响，用于评估心肌是否缺血，FFR已经成为冠脉狭窄功能性评价的公认指标。

确定FFR的时候，需要基于心肌最大充血状态下的血流速度和冠状动脉口部主动脉平均压，通过不同的手段获取狭窄远端冠状动脉内平均压来计算FFR。目前，FFR的获取方式多为侵入式，风险较高，而且费用昂贵。为了解决上述问题，研究人员提出了结合冠脉CTA和计算流体力学(CFD)的FFR无创测量方式；

如授权公告号为CN106650267B的发明公开的一种应用计算流体力学来模拟计算血流储备分数的系统和方法。系统包括：血管树模型生成模块，获取医学图像、执行分割并重建个体的血管树的几何模型；计算网格生成模块，为几何模型生成计算网格，建立血管树的CFD模型；边界条件设置模块，为血管树的CFD模型设置相应的入口和出口边界条件；属性设置模块，设置血液的物理属性以及流动方程；求解器，基于入口和出口边界条件、所设置的物理属性和流动方程，对血管树的CFD模型进行求解，以得到血管树各处的流体参数；以及后处理模块，对流体参数进行后处理，以得到血流储备分数，入口和出口边界条件均为个体特异性的。

该方案还具体介绍了所述出口边界条件为个体的血管树整体的各个出口处的微血管阻力，目前对于微血管阻力的计算，现有技术中一般采用带有温度传感器的压力导丝来测量相关参数进而获取冠脉微血管阻力指数值。然而，采用带有温度传感器的压力导丝来测量相关参数进而获取冠脉微血管阻力指数的过程中需要医生进行复杂的操作，极大地增加了医生的工作量。

为解决该问题，公开号为CN111627002A的发明公开了一种冠脉微血管阻力指数计算装置及方法。所述冠脉微血管阻力指数计算装置包括：主动脉压获取模块，用于获取主动脉压；DSA影像获取模块，用于获取一冠脉DSA影像序列；变化曲线生成模块，与所述DSA影像获取模块相连，用于根据造影剂在多个目标帧中的成像面积，以及所述目标帧的成像时间生成一造影剂面积变化曲线；曲线斜率获取模块，与所述变化曲线生成模块相连，用于获取所述造影剂面积变化曲线的平均斜率；阻力指数计算模块，与主动脉压获取模块和曲线斜率获取模块相连，用于根据所述主动脉压和所述平均斜率计算冠脉微血管阻力指数。

该方法通过造影剂面积变化曲线的平均斜率和主动脉压计算冠脉微血管阻力指数，造影剂面积的获取和主动脉压的测量均存在较大的测量误差，并且冠脉微血管很难从冠脉DSA影像序列中捕捉到，难以保证获取的冠脉微血管及其阻力的准确性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在获取的冠脉微血管及其阻力的准确性差的缺陷而提供一种基于血管生长的冠脉末端微循环血管阻力获取方法和系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于血管生长的冠脉末端微循环血管阻力获取方法，包括以下步骤：