[发明专利]基于计算流体力学的冠状动脉血流仿真系统和方法

摘要

本发明提供一种基于计算流体力学的冠状动脉血流仿真系统和方法，包括：计算机断层扫描数据获取系统，用于获取人体心血管的计算机断层扫描图像序列；血管三维模型重建系统，对提取出的图像序列三维重建得到三维冠状动脉血管模型；CFD前处理系统，对所述三维冠状动脉血管模型进行流体力学计算所需的前处理；CFD计算系统，解算血液在冠状动脉血管内的三维流动控制方程，输出计算结果；后处理系统，将所述计算结果附加到所述三维冠状动脉血管模型的对应位置，并进行彩色云图显示。本发明采用计算冠状动脉FFR作为评估冠状动脉功能的标准，避免了通过冠状动脉解剖学角度判断心肌供血情况带来的不足，对患者没有创伤并且成本较低。

主权项

1.一种基于计算流体力学的冠状动脉血流仿真系统，其特征在于，包括：计算机断层扫描数据获取系统，所述计算机断层扫描数据获取系统用于获取人体心血管的计算机断层扫描图像序列；血管三维模型重建系统，所述血管三维模型重建系统用于对所述计算机断层扫描数据进行提取，根据所述人体心血管的计算机断层扫描图像序列提取冠状动脉血管的断层扫描图像序列，对提取出的图像序列三维重建得到三维冠状动脉血管模型；所述血管三维模型重建系统还用于：在提取出的图像序列中提取冠状动脉血管的血管中轴线和血管边界，剔除图像中的骨骼、肌肉组织和非冠状动脉血管，之后再依据冠状动脉血管中轴线及其边界组合成所述三维冠状动脉血管模型，检查计算机断层扫描数据中是否包括支架或者斑块，如果包括则用边界识别算法，识别出其边界，然后去除所述支架或者斑块；如果所述三维冠状动脉血管模型拟进行冠状动脉搭桥，则在重建出的三维冠状动脉血管模型上将主动脉与冠状动脉血管系统进行连接；CFD前处理系统，所述CFD前处理系统用于对所述三维冠状动脉血管模型进行流体力学计算所需的前处理，所述前处理包括：在所述三维冠状动脉血管模型加载计算设置以及边界条件参数，进行网格划分；CFD计算系统，所述CFD计算系统用于解算血液在冠状动脉血管内的三维流动控制方程，输出计算结果，所述计算结果包括压力、血流储备分数、血液流速中的一种或多种；后处理系统，所述后处理系统将所述计算结果附加到所述三维冠状动脉血管模型的对应位置，并进行压力、血液流速、血流储备分数的彩色云图显示。