基于吸烟史信息获取压力差的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于吸烟史信息获取压力差的方法，包括步骤：接收一部分血管段的解剖数据和几何模型；根据解剖数据并结合个体的特异性数据，获取感兴趣区域的血流模型的血流速度V；建立目标血管在近端终点和远端终点之间各个位置处的横截面形态模型；计算目标血管管腔的形态差异函数f(x)；基于形态差异函数f(x)和血流速度V，计算获得第一压力差ΔP0；基于患者的吸烟史信息对第一压力差ΔP0进行修正，以获得第二压力差ΔP。本发明专利技术基于形态差异函数f(x)，明确了斑块信息对血管压力差的影响，同时基于患者的吸烟史信息引入血液粘度u和纠偏参数k，对患者的第一压力差ΔP0进行修正，获得第二压力差ΔP，提高了压力差的计算准确度。

Method and device for obtaining pressure difference based on smoking history information

The invention provides a method for obtaining pressure difference based on smoking history information, including steps: receiving anatomical data and geometric model of a part of blood vessel segment; acquiring blood flow velocity V of blood flow model of region of interest based on anatomical data and specific data of individual; establishing target blood vessel at proximal end point and distal end point. Cross-sectional morphological models at different locations between points; calculating the shape difference function f (x) of the target vessel lumen; calculating the first pressure difference P based on the shape difference function f (x) and the blood flow velocity V; correcting the first pressure difference P 0 based on the smoking history information of patients to obtain the second pressure difference P. Based on morphological difference function f(x), the influence of plaque information on blood pressure difference is clarified. Meanwhile, blood viscosity u and deviation correction parameter k are introduced based on smoking history information of patients, and the first pressure difference P0 of patients is modified to obtain the second pressure difference P, which improves the calculation accuracy of pressure difference.

【技术实现步骤摘要】
基于吸烟史信息获取压力差的方法及装置
本专利技术涉及生物医学领域，尤其涉及基于吸烟史信息获取压力差的方法及装置。
技术介绍
人体血液中的脂类及糖类物质在血管壁上的沉积将在血管壁上形成斑块，继而导致血管狭窄；特别是发生在心脏冠脉附近的血管狭窄将导致心肌供血不足，诱发冠心病、心绞痛等病症，对人类的健康造成严重威胁。据统计，我国现有冠心病患者约1100万人，心血管介入手术治疗患者数量每年增长大于10％。冠脉造影CAG、计算机断层扫描(CT)、OCR、血管内超声(IVUS)等常规医用检测手段虽然可以显示心脏冠脉血管狭窄的严重程度，但是并不能准确评价冠脉的缺血情况。为提高冠脉血管功能评价的准确性，1993年Pijls提出了通过压力测定推算冠脉血管功能的新指标——血流储备分数(FractionalFlowReserve，FFR)，经过长期的基础与临床研究，FFR已成为冠脉狭窄功能性评价的金标准。血流储备分数(FFR)通常是指心肌血流储备分数，定义为病变冠脉能为心肌提供的最大血流与该冠脉完全正常时最大供血流量之比，研究表明，在冠脉最大充血状态下，血流量的比值可以用压力值来代替。即FFR值的测量可在冠脉最大充血状态下，通过压力传感器对冠脉远端狭窄处的压力和冠脉狭窄近端压力进行测定继而计算得出。近年来，基于压力导丝测量FFR值的方法逐渐进入临床应用，成为冠心病患者获得精准诊断的有效方法；然而，由于压力导丝在介入过程中易对病人的血管造成损伤；同时，通过压力导丝对FFR值进行测定需要注射腺苷/ATP等药物保证冠脉达到最大充血状态，部分病人会因药物的注射感到不适，使得基于压力导丝测量FFR值的方法存在较大的局限性。此外，虽然基于压力导丝引导的FFR的测定是冠脉狭窄血液动力学的重要指标，但是由于压力导丝的造价高，介入血管过程操作困难，因此严重限制了基于压力导丝测量FFR值的方法的推广及使用。目前，基于目标血管的几何参数获得近端终点与远端终点的血管管腔的横截面形态的几何参数的差异，只考虑了近端终点与远端终点真实管腔的形态差异，然后再用几何参数来表达这个差异，该几何参数简化为面积/直径的变化，当两个管腔的面积一样时，得到的差值导数是0，则认为压力差是0，忽略了斑块信息对压力差的影响。例如，可能相邻层之间的横截面的面积变化为0，但是斑块的位置不同，即，其形态差异并不是0，因此FFR值可能并非为0，即斑块信息影响了FFR值的准确度。另外，因为烟草的烟雾中约有200多种已知毒素，如：苯、甲醛、一氧化碳、烟焦油、尼古丁都是对血脂及血液粘滞度有影响的物质。尼古丁可使血中一氧化碳增高，血中LDL-C升高，HDL-C降低，导致动脉粥样硬化；焦油中的芦丁蛋白可使血小板增加，血小板聚集增强，纤维蛋白原增加导致血液粘度增加，血液粘度变化可影响到压力差。对所有血流模型来说，血液粘度大时，血液通过狭窄病变位置损失的能量多，压力差变大，采用正常人的血液粘度会导致压力差低估，降低了压力差计算的准确度。有鉴于此，有必要设计一种基于吸烟史信息获取压力差的方法及装置，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可提高测试结果准确度的基于吸烟史信息获取压力差的方法及基于吸烟史信息获取压力差的装置。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种基于吸烟史信息获取压力差的方法，包括如下步骤：接收一部分血管段的解剖数据，根据所述解剖数据获取感兴趣区域的几何模型；根据所述解剖数据并结合个体的特异性数据，获取感兴趣区域的血流模型；对所述几何模型进行预处理，建立目标血管在近端终点和远端终点之间各个位置处的横截面形态模型；以目标血管的近端终点为参考点，对不同尺度下的所述横截面形态模型进行拟合，计算目标血管管腔的形态差异函数f(x)，所述尺度为计算形态差异函数f(x)时相邻两横截面之间的距离；基于所述目标血管管腔的形态差异函数f(x)和血流模型，计算获得所述目标血管的任意两位置之间的第一压力差ΔP0；基于患者的吸烟史信息对所述第一压力差ΔP0进行修正，以获得所述目标血管任意两位置之间的第二压力差ΔP，所述第二压力差ΔP与所述第一压力差ΔP0之间满足如下关系式：式中，u为患者的血液粘度，u0为正常人的血液粘度，k为纠偏系数，e为自然常数，优选地，所述纠偏系数k的取值范围为0.27-0.38。作为本专利技术的进一步改进，所述第一压力差数值ΔP0满足如下关系式：ΔP0＝(c1V+c2V2+c3V3+…+cmVm)*(α1*∫f1(x)dx+α2*∫f2(x)dx+…+αn*∫fn(x)dx)其中，V为血流速度，为通过所述血流模型直接/间接获得，且所述血流速度V可以为常数；c1、c2、c3、…、cm分别代表所述血流速度V的参数系数；所述f1(x)，f2(x)…fn(x)为不同尺度的形态差异函数；n为不同的尺度，为大于等于1的自然数值；α1、α2、…、αn分别为f1(x)，f2(x)…fn(x)的加权系数，m为大于等于1的正整数。作为本专利技术的进一步改进，所述正常人的血液粘度u0为经验值；或所述患者的血液粘度u通过测量获得。作为本专利技术的进一步改进，所述形态差异函数fn(x)用于检测第n种病变特征所引起的相邻管腔横截面形态差异所对应的几何参数。作为本专利技术的进一步改进，所述几何参数包括感兴趣区域中各个血管段近端终点处横截面的形态、感兴趣区域中各个血管段远端终点处横截面的形态以及感兴趣区域中各个血管段在近端终点与远端终点之间各横截面处的横截面的形态，所述横截面的形态至少包括所述横截面的几何形状、面积、直径或斑块信息。作为本专利技术的进一步改进，所述血流模型包括固定血流模型及个性化血流模型，所述个性化血流模型包括静息态血流模型和负荷态血流模型。作为本专利技术的进一步改进，所述血流模型包括血流速度V；当所述血流模型为静息态血流模型时，所述血流速度V可通过血管段中的流体充盈的速度计算获得；或者通过血管树的形态计算获得；所述血流速度V通过所述血管树的形态计算获得时，所述几何参数还包括所述血管树中血管段的长度、灌注面积及分支角度中的一种或几种。为实现上述专利技术目的，本专利技术还提供了一种基于吸烟史信息获取压力差的装置，包括：数据采集器，所述数据采集器用于获取及存储一部分血管段的解剖模型中感兴趣区域的几何参数和患者特异性数据；血流特征处理器，基于所述几何参数和患者特异性数据，所述血流特征处理器用于建立感兴趣区域的几何模型及血流模型；所述血流特征处理器还用于，基于所述几何模型及所述血流模型，获取目标血管在近端终点和远端终点之间各个位置处的横截面形态模型和压力差计算模型；同时，根据所述压力差计算模型、血流动力学，获取感兴趣区域目标血管任意两位置之间的第一压力差ΔP0；所述血流特征处理器还用于，基于患者的吸烟史信息对所述第一压力差ΔP0进行修正，以获得所述目标血管任意两位置处之间的第二压力差ΔP；所述第二压力差ΔP与所述第一压力差ΔP0之间满足如下关系式：式中，u为患者的血液粘度，u0为正常人的血液粘度，k为纠偏系数，e为自然常数，所述纠偏系数k的取值范围为0.27-0.38。作为本专利技术的进一步改进，所述血流特征处理器还用于获取所述患者的血液粘度u；或所述基于吸烟史信息获取压力差的装置还包括速度采集器，所述速度采集器用于获取感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于吸烟史信息获取压力差的方法，包括如下步骤：接收一部分血管段的解剖数据，根据所述解剖数据获取感兴趣区域的几何模型；根据所述解剖数据并结合个体的特异性数据，获取感兴趣区域的血流模型；对所述几何模型进行预处理，建立目标血管在近端终点和远端终点之间各个位置处的横截面形态模型；以目标血管的近端终点为参考点，对不同尺度下的所述横截面形态模型进行拟合，计算目标血管管腔的形态差异函数f(x)，所述尺度为计算形态差异函数f(x)时相邻两横截面之间的距离；基于所述目标血管管腔的形态差异函数f(x)和血流模型，计算获得所述目标血管的任意两位置之间的第一压力差ΔP0；基于患者的吸烟史信息对所述第一压力差ΔP0进行修正，以获得所述目标血管任意两位置之间的第二压力差ΔP，所述第二压力差ΔP与所述第一压力差ΔP0之间满足如下关系式：

【技术特征摘要】
1.一种基于吸烟史信息获取压力差的方法，包括如下步骤：接收一部分血管段的解剖数据，根据所述解剖数据获取感兴趣区域的几何模型；根据所述解剖数据并结合个体的特异性数据，获取感兴趣区域的血流模型；对所述几何模型进行预处理，建立目标血管在近端终点和远端终点之间各个位置处的横截面形态模型；以目标血管的近端终点为参考点，对不同尺度下的所述横截面形态模型进行拟合，计算目标血管管腔的形态差异函数f(x)，所述尺度为计算形态差异函数f(x)时相邻两横截面之间的距离；基于所述目标血管管腔的形态差异函数f(x)和血流模型，计算获得所述目标血管的任意两位置之间的第一压力差ΔP0；基于患者的吸烟史信息对所述第一压力差ΔP0进行修正，以获得所述目标血管任意两位置之间的第二压力差ΔP，所述第二压力差ΔP与所述第一压力差ΔP0之间满足如下关系式：式中，u为患者的血液粘度，u0为正常人的血液粘度，k为纠偏系数，e为自然常数，优选的，所述纠偏系数k的取值范围为0.27-0.38。2.根据权利要求1所述的基于吸烟史信息获取压力差的方法，其特征在于，所述第一压力差数值ΔP0满足如下关系式：ΔP0＝(c1V+c2V2+c3V3+…+cmVm)*(α1*∫f1(x)dx+α2*∫f2(x)dx+…+αn*∫fn(x)dx)其中，V为血流速度，为通过所述血流模型直接/间接获得，且所述血流速度V可以为常数；c1、c2、c3、…、cm分别代表所述血流速度V的参数系数；所述f1(x)，f2(x)…fn(x)为不同尺度的形态差异函数；n为不同的尺度，为大于等于1的自然数值；α1、α2、…、αn分别为f1(x)，f2(x)…fn(x)的加权系数，m为大于等于1的正整数。3.根据权利要求1所述的基于吸烟史信息获取压力差的方法，其特征在于：所述正常人的血液粘度u0为经验值；或所述患者的血液粘度u通过测量获得。4.根据权利要求2所述的基于吸烟史信息获取压力差的方法，其特征在于：所述形态差异函数fn(x)用于检测第n种病变特征所引起的相邻管腔横截面形态差异所对应的几何参数。5.根据权利要求4所述的基于吸烟史信息获取压力差的方法，其特征在于：所述几何参数包括感兴趣区域中各个血管段近端终点处横截面的形态、感兴趣区域中各个血管段远端终点处横截面的形态以及感兴趣区域中各个血管段在近端终点与远端终点之间各横截面处的横截面的形态，所述横截面的形态至少包括所述横截面的几何形状、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莹光，涂圣贤，余炜，林晓杰，
申请(专利权)人：博动医学影像科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31