[发明专利]基于冠状动脉CT血管造影的狭窄病灶血流阻力计算方法

摘要

本发明针对冠状动脉CT血管造影(cCTA)图像，结合计算流体力学(CFD)方法进行血流动力学仿真分析，计算狭窄病灶血流阻力。本发明包含以下步骤：(1)基于cCTA图像进行冠状动脉三维重建，提取狭窄病灶3D模型；(2)构建在不同总血流量条件下的7组边界条件；(3)对步骤1获取的3D模型，施加由步骤2获取的7组边界条件，并利用CFD方法分别仿真计算稳态血流分布情况；(4)从7次仿真结果中提取压降‑血流曲线和表征曲线的参数来评估血流阻力。本发明结合cCTA和CFD，提出一种计算血流阻力参数的新方法。该方法以拟合的压力‑血流量二次曲线的参数作为描述血流阻力特性的参数，以准确表征压降和血流量的关系。

主权项

一种基于冠状动脉CT血管造影(cCTA)评估狭窄病灶血流阻力的非侵入式方法，包括如下步骤：(1)基于cCTA图像进行冠状动脉三维重建，提取出狭窄病灶3D模型；(2)构建对应不同总血流量条件下的7组边界条件：(a)初始设置出口分支血管的总血流阻力为240(mmHg s/cm3)，并按照血流阻力与血管半径三次方成反比的规律，将总血流阻力分配于各分支出口；(b)依次将出口分支血管的总血流阻力减小为初始值的87.5％,75.0％,62.5％,50.0％,37.5％和25.0％，重复上述b过程，得到一系列的边界条件；(3)对步骤(1)获取的狭窄病灶3D模型，施加由步骤2获取的7组边界条件，并利用计算流体力学(CFD)方法仿真计算各边界条件下对应的稳态血流分布情况；(4)从7次仿真结果中提取出压降‑血流曲线，对其按如下公式进行非线性回归分析，求取参数f和s：其中为压降，为血流量，f和s为待回归参数；对求取出的两个参数f和s，按如下公式分别计算压降‑血流量曲线下的面积：分别取q为1ml/s和2ml/s，计算出两个面积值S1和S2；(5)依据f，s，S1和S2四个参数的取值，评估血流阻力大小；参数值越大，表征血流阻力越大；反之，表征血流阻力越小。