基于特定的生理参数获取血管压力值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特定的生理参数获取血管压力值的方法及装置。基于特定的生理参数获取血管压力值的方法包括：采集血管系统的解剖数据，并建立感兴趣区域的几何模型和血流模型；基于一个或多个特定的生理参数，获取感兴趣区域血管压力值的计算模型及感兴趣区域的血流速度；并根据所述血管压力值计算模型、血流速度，获取感兴趣区域的血管压力值。本发明专利技术提供的基于特定的生理参数获取血管压力值的装置，通过引入个体的生理参数，对感兴趣区域血管段两端的压力值计算过程中的各类数据进行修正，明确不同的生理参数等对血管压力值计算的影响，提高血管压力值计算的准确性。

Method and device for obtaining vascular pressure value based on specific physiological parameters

The invention provides a method and device for obtaining vascular pressure value based on specific physiological parameters. The methods of obtaining vascular pressure value based on specific physiological parameters include: collecting anatomical data of vascular system, establishing geometric model and blood flow model of region of interest, obtaining calculation model of vascular pressure value of region of interest and blood flow velocity of region of interest based on one or more specific physiological parameters; According to the vascular pressure value calculation model and blood flow velocity, the vascular pressure value of the region of interest is obtained. The device for obtaining the value of vascular pressure based on specific physiological parameters is provided in the invention. By introducing individual physiological parameters, various kinds of data in the process of calculating the value of pressure at both ends of the vascular segment in the region of interest are corrected, the influence of different physiological parameters on the value of vascular pressure is clarified, and the calculation of the value of vascular pressure is improved. Accuracy.

【技术实现步骤摘要】
基于特定的生理参数获取血管压力值的方法及装置
本专利技术涉及一种基于特定的生理参数获取血管压力值的方法及装置，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每年增长大于10％。冠脉造影、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；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。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。事实上，现有技术虽然从不同角度、不同方法中给出了确定血流储备分数(FFR)的方法，但其实质均是通过感兴趣区域血管段近端终点处的血流压力Pa和感兴趣区域血管段近端终点处和远端终点处的血流压力的差值ΔP来计算FFR。而在血液流动的实际过程中，病变的位置、大小和类型等因素均会对血流压力的差值ΔP的计算产生影响；特别地，个体的生理参数不同将导致感兴趣区域血管段近端终点处的血流压力Pa的获取和感兴趣区域血管段近端终点处和远端终点处的血流压力的差值ΔP计算产生误差，同时生理参数的不同在图像的获取过程中，也将导致图像获取的质量，从而导致血流压力的差值ΔP计算过程中的参数获取存在误差，进一步导致现有技术中，通过血流压力Pa、血流压力的差值ΔP计算获得的FFR、血流特征值等偏离实际值，致使对血管系统的功能评价的结果存在误差。有鉴于此，确有必要提供一种新的获取血管压力值的方法，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特定的生理参数获取血管压力值的方法及装置，以至少解决现有技术中存在的技术问题之一。本专利技术提供的基于特定的生理参数获取血管压力值的装置，通过引入个体的生理参数，对感兴趣区域血管段两端的压力值计算过程中的各类数据进行修正，明确不同的生理参数等对血管压力值计算的影响，提高血管压力值计算的准确性。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种基于特定的生理参数获取血管压力值的方法，所述基于特定的生理参数获取血管压力值的方法包括：S1、采集至少一部分的血管系统的解剖数据，根据所述解剖数据获取感兴趣区域的几何参数，并建立感兴趣区域的几何模型；S2、根据感兴趣区域的解剖数据和/或个体特异性数据建立感兴趣区域的血流模型；S3、基于一个或多个特定的生理参数，对所述几何模型和/或所述血流模型进行修正，获取感兴趣区域血管压力值的计算模型及感兴趣区域的血流速度V；S4、根据所述血管压力值计算模型、血流速度V并结合血流动力学，获取感兴趣区域近端终点处的血流压力Pa，及相应状态下感兴趣区域近端终点处与远端终点处的压力差数值ΔP。作为本专利技术的进一步改进，所述血管压力值的计算模型包括所述几何模型中至少一部分的血管段和/或血管树，以及感兴趣区域近端终点和远端终点之间各个位置处的横截面形态模型。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。作为本专利技术的进一步改进，所述横截面形态模型的建立包括：S1、定义感兴趣区域血管段近端终点处的横截面为参考面，通过中心线提取与建立方法获得所述几何模型的中心径线；S2、以所述参考面的中心点为原点建立坐标系，沿垂直所述中心径线的方向对所述感兴趣区域血管段进行分割，将各横截面内外边缘投影在所述坐标系中，以获取感兴趣区域血管段在各个位置处管腔横截面的平面几何图像，横截面形态模型建立结束。作为本专利技术的进一步改进，所述血管压力值的计算模型还包括以感兴趣区域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，获取的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。作为本专利技术的进一步改进，所述形态差异函数f(x)的获取包括：基于横截面形态模型，建立各横截面的形态函数；对相邻两横截面的形态函数进行拟合，并获取相邻两横截面在不同尺度下的差异变化函数；以感兴趣区域血管段的近端终点为参考点，根据差异变化函数获取管腔形态随着到参考点的距离x的变化率，对感兴趣区域血管段从近端终点到远端终点范围内的位置参数进行归一化处理，获取形态差异函数f(x)；优选的，所述形态函数包括面积函数、直径函数和边缘位置函数。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；优选的，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，所述血流模型包括感兴趣区域的血流速度V，且当所述血流模型为静息态血流模型时，所述血流速度V可通过血管中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；其中，所述血管树的形态至少包括所述血管树的面积、体积和血管树中血管段的管腔直径中的一种或几种；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。作为本专利技术的进一步改进，所述特定的生理参数包括年龄、性别、血压及身体质量指数等可直接获取的生理信息。作为本专利技术的进一步改进，当所述血管系统为冠脉血管系统时，所述特定的生理参数还包括冠状动脉优势类型。为实现上述专利技术目的，本专利技术还提供了一种基于特定的生理参数获取血管压力值的装置，其特征在于，所述基于特定的生理参数获取血管压力值的装置包括：数据采集器，所述数据采集器用于获取及存储血管装置的解剖模型中感兴趣区域的几何参数；压力值处理器，所述压力值处理器用于建立感兴趣区域的血流模型和基于所述几何参数，建立对应感兴趣区域的几何模型；所述压力值处理器还用于，基于所述几何模型和所述血流模型获取血管压力值计算模型；同时，根据所述血管压力值计算模型并结合血流动力学，获取感兴趣区域近端终点处的血流压力Pa，及感兴趣区域血管段近端终点与远端终点之间的压力差数值ΔP。作为本专利技术的进一步改进，所述基于特定的生理参数获取血管压力值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于特定的生理参数获取血管压力值的方法，其特征在于，包括：S1、采集至少一部分的血管系统的解剖数据，根据所述解剖数据获取感兴趣区域的几何参数，并建立感兴趣区域的几何模型；S2、根据感兴趣区域的解剖数据和/或个体特异性数据建立感兴趣区域的血流模型；S3、基于一个或多个特定的生理参数，对所述几何模型和/或所述血流模型进行修正，获取感兴趣区域血管压力值的计算模型及感兴趣区域的血流速度V；S4、根据所述血管压力值计算模型、血流模型并结合血流动力学，获取感兴趣区域近端终点处的血流压力Pa，及相应状态下感兴趣区域近端终点处与远端终点处的压力差数值ΔP。

【技术特征摘要】
1.一种基于特定的生理参数获取血管压力值的方法，其特征在于，包括：S1、采集至少一部分的血管系统的解剖数据，根据所述解剖数据获取感兴趣区域的几何参数，并建立感兴趣区域的几何模型；S2、根据感兴趣区域的解剖数据和/或个体特异性数据建立感兴趣区域的血流模型；S3、基于一个或多个特定的生理参数，对所述几何模型和/或所述血流模型进行修正，获取感兴趣区域血管压力值的计算模型及感兴趣区域的血流速度V；S4、根据所述血管压力值计算模型、血流模型并结合血流动力学，获取感兴趣区域近端终点处的血流压力Pa，及相应状态下感兴趣区域近端终点处与远端终点处的压力差数值ΔP。2.根据权利要求1所述的基于特定的生理参数获取血管压力值的方法，其特征在于：所述血管压力值的计算模型包括所述几何模型中至少一部分的血管段和/或血管树，以及感兴趣区域近端终点和远端终点之间各个位置处的横截面形态模型。3.根据权利要求2所述的基于特定的生理参数获取血管压力值的方法，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。4.根据权利要求3所述的基于特定的生理参数获取血管压力值的方法，其特征在于：所述横截面形态模型的建立包括：S1、定义感兴趣区域血管段近端终点处的横截面为参考面，通过中心线提取与建立方法获得所述几何模型的中心径线；S2、以所述参考面的中心点为原点建立坐标系，沿垂直所述中心径线的方向对所述感兴趣区域血管段进行分割，将各横截面内外边缘投影在所述坐标系中，以获取感兴趣区域血管段在各个位置处管腔横截面的平面几何图像，横截面形态模型建立结束。5.根据权利要求2所述的基于特定的生理参数获取血管压力值的方法，其特征在于：所述血管压力值的计算模型还包括以感兴趣区域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，获取的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。6.根据权利要求5所述的基于特定的生理参数获取血管压力值的方法，其特征在于，所述形态差异函数f(x)的获取包括：基于横截面形态模型，建立各横截面的形态函数；对相邻两横截面的形态函数进行拟合，并获取相邻两横截面在不同尺度下的差异变化函数；以感兴趣区域血管段的近端终点为参考点，根据差异变化函数获取管腔形态随着到参考点的距离x的变化率，对感兴趣区域血管段从近端终点到远端终点范围内的位置参数进行归一化处理，获取形态差异函数f(x)；优选的，所述形态函数包括面积函数、直径函数和边缘位置函数。7.根据权利要求1所述的基于特定的生理参数获取血管压力值的方法，其特征在于：所述血流模型包括固定血流模型及个性化血流模型；优选的，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。8.根据权利要求7所述的基于特定的生理参数获取血管压力值的方法，其特征在于：所述血流模型包括感兴趣区域的血流速度V，且当所述血流模型为静息态血流模型时，所述血流速度V可通过血管中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；其中，所述血管树的形态至少包括所述血管树的面积、体积和血管树中血管段的管腔直径中的一种或几种；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。9.根据权利要求1～8任一项权利要求中所述的基于特定的生理参数获取血管压力值的方法，其特征在于：所述特定的生理参数包括年龄、性别、血压及身体质量指数等可直接获取的生理信息。10.根据权利要求9所述的基于特定的生理参数获取血管压力值的方法，其特征在于：当所述血管系统为冠脉血管系统时，所述特定的...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂圣贤，李泽杭，林晓杰，张素，
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