基于冠脉优势类型获取血管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冠脉优势类型获取血管压力差的方法及装置。所述方法主要是在获取第一血流速度V0后，根据冠脉优势类型对该第一血流速度V0进行修正以获得第二血流速度V，从而利用该第二血流速度V来计算压力差数值ΔP。相较于现有技术，本发明专利技术的获取血管压力差的方法可以获得一个准确度较高的压力差数值ΔP。

Method and device for obtaining vessel pressure difference based on coronary dominance type

The invention provides a method and device for obtaining blood pressure difference based on coronary artery dominance type. After obtaining the first blood flow velocity V0, the first blood flow velocity V0 is modified according to the dominant type of coronary artery to obtain the second blood flow velocity V, and then the pressure difference value P is calculated by using the second blood flow velocity V. Compared with the existing technology, the method of obtaining the pressure difference of the blood vessel can obtain a high accuracy pressure difference value P.

【技术实现步骤摘要】
基于冠脉优势类型获取血管压力差的方法及装置
本专利技术涉及一种基于冠脉优势类型获取血管压力差的方法及装置，属于医疗

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的每年增长率大于10％。冠脉造影CAG、计算机断层扫描CT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；同时随着CT与三维造影重建技术的发展及3D冠状动脉几何重建技术在血液力学研究领域的推广应用，同时，为减少FFR值测量过程中对人体带来的伤害及测量成本，基于医疗影像学的FFR计算技术已成为研究重点。但是，因为每个患者的生理参数(例如：冠脉优势类型、年龄、性别等)不尽相同，而且有的患者自身还会带有病史信息，此时若还是利用CTA来获得冠脉解剖数据，那么估算获得的最大冠脉血流量及计算获得的FFR数值的准确性将大打折扣。有鉴于此，确有必要对现有的获取血管压力差的方法及装置进行改进，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基于冠脉优势类型获取血管压力差的方法，该方法简单、易操作，且计算获得的压力差数值准确度较高。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于冠脉优势类型获取血管压力差的方法，所述基于冠脉优势类型获取血管压力差的方法包括：接收一部分冠脉血管的解剖数据，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特异性数据，获取感兴趣区域的血流模型，并根据所述血流模型获取目标血管的第一血流速度V0；基于冠脉优势类型，对所述第一血流速度V0进行修正，以获取感兴趣区域的第二血流速度V，所述第二血流速度V满足关系式：V＝ω*V0，其中，ω为纠偏参数；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)和第二血流速度V，计算获得目标血管任意两位置间的压力差数值ΔP。为实现上述专利技术目的，所述压力差数值ΔP在不同尺度下满足关系式其中，c1、c2、c3、…、cm为第二血流速度V的参数系数；多项式c1V+c2V2+c3V3+…+cmVm可为常数；α1、α2...αn为不同尺度下形态差异函数f1(x)，f2(x)…fn(x)的加权系数；m为大于等于1的自然数；n为尺度为大于等于1的自然数。为实现上述专利技术目的，所述不同尺度包括第一尺度、第二尺度……第n尺度；所述第一尺度形态差异函数f1(x)用于检测第一种病变特征所引起的相邻两横截面形态模型所对应的几何形态差异；所述第二尺度形态差异函数f2(x)用于检测第二种病变特征所引起的相邻两横截面形态模型所对应的几何形态差异；……所述第n尺度形态差异函数fn(x)用于检测第n种病变特征所引起的相邻两横截面形态模型所对应的几何形态差异；其中，所述n为大于等于1的自然数。为实现上述专利技术目的，所述横截面形态模型包括各横截面上斑块的有无、斑块的位置、斑块的大小、斑块形成的角度、斑块的组成及斑块组成的变化、斑块的形状及斑块形状的变化；或者，所述血流模型为个性化血流模型，所述第一血流速度V0可通过目标血管中流体充盈的速度计算获得的；所述形态差异函数f(x)用于表示目标血管不同位置处的横截面形态变化随着该位置到参考点的距离x变化的函数。为实现上述专利技术目的，当所述冠脉优势类型为左优型左冠状动脉时，所述纠偏参数ω对应的取值范围为1.37～1.89；当所述冠脉优势类型为左优型右冠状动脉时，所述纠偏参数ω对应的取值范围为0.98～1.0；当所述冠脉优势类型为右优型左冠状动脉时，所述纠偏参数ω对应的取值范围为0.86～0.93；当所述冠脉优势类型为右优型右冠状动脉时，所述纠偏参数ω对应的取值范围为1.13～1.59；当所述冠脉优势类型为均衡型时，所述纠偏参数ω为1。为实现上述专利技术目的，本专利技术还提供了一种基于冠脉优势类型获取血管压力差的装置，所述基于冠脉优势类型获取血管压力差的装置基于包括：数据采集器，所述数据采集器用于获取及存储冠脉血管的解剖模型中感兴趣区域的几何参数；压力差处理器，所述压力差处理器用于建立感兴趣区域的血流模型，并根据所述血流模型获取目标血管的第一血流速度V0，和基于所述几何参数建立对应感兴趣区域的几何模型；基于冠脉优势类型，所述压力差处理器还用于对所述几何模型和血流模型进行修正，并基于修正后的所述几何模型和所述血流模型获取横截面形态模型、感兴趣区域的第二血流速度V以及血管压力差计算模型；同时，根据所述血管压力差计算模型和血流动力学，获取感兴趣区域近端终点与远端重点之间的压力差数值ΔP。作为本专利技术的进一步改进，所述血流模型为个性化血流模型，所述第一血流速度V0可通过目标血管中流体充盈的速度计算获得的；所述几何模型为通过对所述解剖模型的图像数据进行测算，并拟合校准获得；所述横截面形态模型为通过所述几何模型直接/间接获得。作为本专利技术的进一步改进，所述横截面形态模型包括各横截面上斑块的有无、斑块的位置、斑块的大小、斑块形成的角度、斑块的组成及斑块组成的变化、斑块的形状及斑块形状的变化。为实现上述专利技术目的，本专利技术还提供了一种基于冠脉优势类型获取血流储备分数的装置，所述基于冠脉优势类型获取血流储备分数的装置包括：数据采集器，所述数据采集器用于获取及存储冠脉血管的解剖模型中感兴趣区域的几何参数；血流信息处理器，所述血流信息处理器用于建立感兴趣区域的血流模型，并根据所述血流模型获取目标血管的第一血流速度V0，和基于所述几何参数建立对应感兴趣区域的几何模型；基于冠脉优势类型，所述血流信息处理器还用于对所述几何模型和所述血流模型进行修正，以获取横截面形态模型，并基于所述横截面形态模型和修正后的所述血流模型，获取血管压力差计算模型和感兴趣区域的第二血流速度V；同时，根据所述血管压力差计算模型和所述第二血流速度V并结合血流动力学，计算获取血流储备分数FFR。作为本专利技术的进一步改进，所述血流模型为个性化血流模型，所述第一血流速度V0可通过目标血管中流体充盈的速度计算获得的；所述几何模型为通过对所述解剖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于冠脉优势类型获取血管压力差的方法，其特征在于，包括：接收一部分冠脉血管的解剖数据，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特异性数据，获取感兴趣区域的血流模型，并根据所述血流模型获取目标血管的第一血流速度V0；基于冠脉优势类型，对所述第一血流速度V0进行修正，以获取感兴趣区域的第二血流速度V，所述第二血流速度V满足关系式：V＝ω*V0，其中，ω为纠偏参数；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)和第二血流速度V，计算获得目标血管任意两位置间的压力差数值ΔP。

【技术特征摘要】
1.一种基于冠脉优势类型获取血管压力差的方法，其特征在于，包括：接收一部分冠脉血管的解剖数据，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特异性数据，获取感兴趣区域的血流模型，并根据所述血流模型获取目标血管的第一血流速度V0；基于冠脉优势类型，对所述第一血流速度V0进行修正，以获取感兴趣区域的第二血流速度V，所述第二血流速度V满足关系式：V＝ω*V0，其中，ω为纠偏参数；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)和第二血流速度V，计算获得目标血管任意两位置间的压力差数值ΔP。2.根据权利要求1所述的基于冠脉优势类型获取血管压力差的方法，其特征在于：所述压力差数值ΔP在不同尺度下满足关系式ΔP＝(c1V+c2V2+c3V3+…+cmVm)*(α1*∫f1(x)dx+α2*∫f2(x)dx+…+αn*∫fn(x)dx)其中，c1、c2、c3、...、cm为第二血流速度V的参数系数；多项式c1V+c2V2+c3V3+…+cmVm可为常数；α1、α2...αn为不同尺度下形态差异函数f1(x)，f2(x)...fn(x)的加权系数；m为大于等于1的自然数；n为尺度为大于等于1的自然数。3.根据权利要求2所述的基于冠脉优势类型获取血管压力差的方法，其特征在于：所述不同尺度包括第一尺度、第二尺度……第n尺度；所述第一尺度形态差异函数f1(x)用于检测第一种病变特征所引起的相邻两横截面形态模型所对应的几何形态差异；所述第二尺度形态差异函数f2(x)用于检测第二种病变特征所引起的相邻两横截面形态模型所对应的几何形态差异；……所述第n尺度形态差异函数fn(x)用于检测第n种病变特征所引起的相邻两横截面形态模型所对应的几何形态差异；其中，所述n为大于等于1的自然数。4.根据权利要求3所述的基于冠脉优势类型获取血管压力差的方法，其特征在于：所述横截面形态模型包括各横截面上斑块的有无、斑块的位置、斑块的大小、斑块形成的角度、斑块的组成及斑块组成的变化、斑块的形状及斑块形状的变化；或者，所述血流模型为个性化血流模型，所述第一血流速度V0可通过目标血管中流体充盈的速度计算获得的；所述形态差异函数f(x)用于表示目标血管不同位置处的横截面形态变化随着该位置到参考点的距离x变化的函数。5.根据权利要求1所述的基于冠脉优势类型获取血管压力差的方法，其特征在于：当所述冠脉优势类型为左优型左冠状动脉时，所述纠偏参数ω对应的取值范围为1.37～1.89；当所述冠脉优势类型为左优型右冠状动脉时，所述纠偏参数ω对应的取值范围为0.98～1.0；当所述冠脉优势类型为右优型左冠状动脉时，所述纠偏参数ω对应的取值范围为0.86～0.93；当所述冠脉优势类型为右优型右冠状动脉时，所述纠偏参数ω对应的取值范围为1.13～1.59；当所述冠脉优势类型为均衡型时，所述纠偏参数ω为1。...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂圣贤，常云霄，杨俊青，陈树湛，
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