[发明专利]基于心脏CT图像的冠状动脉血流储备分数计算方法

摘要

本发明公开了一种基于心脏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，提取冠状动脉口，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FFR计算所需要的三角网格模型；最后通过公式计算血流储备分数，其中，Paorta是主动脉平均压，(Poutlet)i是三维网格图像中点i的压力值。本发明基于心脏CT图像，能快速准确的全自动得到血流储备分数FFR。

主权项

一种基于心脏CT图像的冠状动脉血流储备分数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S01：提取心肌图像：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；S02：提取冠状动脉口：对主动脉图像的二值化图像进行形态学膨胀，得到全主动脉的二值图像，并通过像素取反得到全主动脉互补图像，根据主动脉中心线上点的平均灰度进行区域生长，得到含有冠状动脉口的主动脉图像，用含有冠状动脉口的主动脉图像与全主动脉互补图像做图像乘法，得到含有冠状动脉口的图像，并确定冠状动脉口；S03：提取冠状动脉：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：生成冠状动脉网格模型：将冠状动脉图像进行二值化，然后绘制等值面图像，得到冠状动脉三维网格图像；S05：冠状动脉FFR计算：用数值法求解连续性和Navier‑Stokes方程：▿·V→=0---[A2]]]>ρ∂V→∂t+ρV→·▿V→=-▿P+▿·μ(▿V→+(▿V→)T)---[A3]]]>其中，P，ρ，μ分别为流速、压力、血流密度、血流粘性，▽表示梯度，t表示单位时间，T表示矩阵的转置；入口边界条件为：Paorta‑13毫米汞柱‑P0，其中，P0为零流压；出口阻力边界条件的推导如下：(Qoutlet)i=Qtotal×Di7/3Σj=1NDj7/3×CFR---[A4]]]>(Routlet)i=Paorta-63mmHg(Qoutlet)i---[A5]]]>其中，Qtotal为心肌体积乘以心肌血流密度，(Qoutlet)i为出口i的血流，Di为出口i的直径，(Routlet)i为出口i的阻力，冠状动脉血流储备CFR设为2.7；计算出三维网格中各点的压力(Poutlet）i，通过公式A6得到FFR：FFR=Paorta-(Poutlet)iPaorta---[A6]]]>其中，Paorta是主动脉平均压，(Poutlet)i是三维网格图像中各点的压力值。