计算血管功能学指标的方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种计算血管功能学指标的方法、装置、计算机存储介质及处理器。其中，该方法包括：获取目标冠脉血管的一维血流模型，一维血流模型包括未知的几何信息和未知的边界条件；求解未知的几何信息和未知的边界条件，得到求解后的一维血流模型；采用求解后的一维血流模型，计算得到目标冠脉血管的功能学指标。本申请解决了现有技术中采用三维流动方程获取血流特性的方法计算量较大，对计算资源有较高要求的技术问题。有较高要求的技术问题。有较高要求的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
计算血管功能学指标的方法及装置


[0001]本申请涉及血流动力学领域，具体而言，涉及一种计算血管功能学指标的方法、装置、计算机存储介质及处理器。

技术介绍

[0002]血流动力学是指血液在心血管系统中流动的力学，主要研究血流量、血流阻力、血压以及它们之间的相互关系。现有技术中获取动脉血管中血流特性(如：压力，流速)的方法主要是使用压力导丝的有创测量和基于计算流体力学技术的血流三维数值模拟。基于压力导丝的有创测量技术将带有压力传感器的导丝从外周血管引入并将传感器放置到待测量的血管位置，直接测量相应位置的流动参数，因此该方法可以提供精确的血流参数，但是其有创性使得患者不得不承担高昂的医疗费用和一定的手术风险。
[0003]血流三维数值模拟是通过数值方法求解三维流动方程来获得血流特性，该方法的优势在于可以直接利用由血管三维模型(可以由医学影像(如CT/MRI/超声波等)经三维重建获得)生成计算网格，并且可以给出高精度的计算结果。然而，三维数值模拟需要构建的网格数很大，并且数值求解需要进行多次迭代计算，因此该方法对计算资源有较高的要求，且计算时间也较长，这使得该方法难以给出实时的计算结果。所以希望有方法可以提供更快的计算结果，并且保证计算结果的合理性和准确性。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的在于提供一种计算血管功能学指标的方法、装置、计算机存储介质及处理器，以解决现有技术中采用三维流动方程获取血流特性的方法计算量较大，对计算资源有较高要求的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种计算血管功能学指标的方法，所述方法包括：获取目标冠脉血管的一维血流模型，所述一维血流模型包括未知的几何信息和未知的边界条件；求解所述未知的几何信息和所述未知的边界条件，得到求解后的所述一维血流模型；采用求解后的所述一维血流模型，计算得到目标冠脉血管的功能学指标。
[0006]进一步地，所述几何信息包括血管的长度，求解所述未知的几何信息，所述方法包括：获取所述目标冠脉血管的图像数据，且根据所述图像数据获取冠脉树；获取所述冠脉树中各段血管的长度。
[0007]进一步地，所述边界条件包括充血状态下的阻抗值，求解所述未知的边界条件，所述方法包括：根据用户的相关信息，确定静息状态下的冠脉树入口流量，所述相关信息包括体重、年龄、心率和脉搏压；基于所述冠脉树入口流量，对冠脉分叉处进行流量分配，得到静息状态下的冠脉树流量场；至少根据所述冠脉树流量场确定所述充血状态下的阻抗值。
[0008]进一步地，至少根据所述冠脉树流量场确定所述充血状态下的阻抗值，所述方法包括：根据所述冠脉树流量场和冠脉树入口压力，确定冠脉树压力场，所述冠脉树入口压力
为脉搏平均压；根据所述冠脉树压力场和所述冠脉树流量场，确定静息状态下的阻抗值；获取冠脉总阻力指数；根据所述静息状态下的阻抗值和所述冠脉总阻力指数，确定所述充血状态下的阻抗值。
[0009]进一步地，所述方法包括：确定所述冠脉树中的狭窄段；获取所述狭窄段两端截面面积的平均值和所述狭窄段的最小截面面积；采用所述两端截面面积的平均值和所述最小截面面积，对所述一维血流模型进行修正，得到所述狭窄段的一维血流模型。
[0010]进一步地，所述边界条件包括静息状态下的冠脉树入口流量，所述方法还包括：采用求解后的所述一维血流模型，计算得到所述目标冠脉血管的第一流场数据；将所述第一流场数据作为三维血流模型的初始流场。
[0011]进一步地，求解所述未知的几何信息和所述未知的边界条件，所述方法包括：获取所述目标冠脉血管的三维几何模型和三维血流模型；根据所述三维几何模型求解所述未知的几何信息，根据所述三维血流模型求解所述未知的边界条件。
[0012]进一步地，根据所述三维几何模型求解所述未知的几何信息，根据所述三维血流模型求解所述未知的边界条件，所述方法包括：根据虚拟支架需要放置的位置，截取所述目标冠脉血管的一段，得到血管段；从所述三维几何模型中提取出所述血管段的几何信息，所述几何信息包括所述血管段的长度和所述血管段沿轴线分布的半径；根据放置所述虚拟支架后所述血管段的形状变化，调整相应位置的半径；采用所述三维血流模型求得第二流场数据，所述第二流场数据包括血管流量和血管压力；从所述第二流场数据中提取出所述血管段的入口截面的流量和所述血管段的平均压力，所述血管段的入口截面的流量和所述血管段的平均压力为所述边界条件。
[0013]进一步地，所述方法还包括：根据所述目标冠脉血管的功能学指标的大小，调整所述虚拟支架的位置。
[0014]进一步地，所述目标冠脉血管为虚拟测试者的血管，所述方法还包括：获取所述目标冠脉血管的多个血管几何特征；将多个所述血管几何特征，组成特征向量；将所述特征向量作为输入，所述功能学指标作为输出，训练得到人工智能模型。
[0015]根据本申请的另一方面，提供了一种计算血管功能学指标的装置，所述装置包括：获取单元，用于获取目标冠脉血管的一维血流模型，所述一维血流模型包括未知的几何信息和未知的边界条件；求解单元，用于求解所述未知的几何信息和所述未知的边界条件，得到求解后的所述一维血流模型；计算单元，用于采用求解后的所述一维血流模型，计算得到目标冠脉血管的功能学指标。
[0016]根据本申请的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述的计算血管功能学指标的方法。
[0017]根据本申请的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述的计算血管功能学指标的方法。
[0018]应用本申请的技术方案，首先获取目标冠脉血管的一维血流模型，一维血流模型包括未知的几何信息和未知的边界条件；接着求解未知的几何信息和未知的边界条件，得到求解后的一维血流模型；最后采用求解后的一维血流模型，计算得到目标冠脉血管的功能学指标。本申请通过对未知的几何信息和未知的边界条件进行求解，建立目标冠脉血管
的一维血流模型的方式，实现了将冠脉血管的三维血流模型降阶为一维流动模型的目的，从而降低了对计算资源的较高需求，并且缩短了计算时长，进而解决了现有技术中采用三维流动方程获取血流特性的方法计算量较大，对计算资源有较高要求的技术问题。
附图说明
[0019]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0020]图1是根据本申请实施例的一种计算血管功能学指标的方法流程图；
[0021]图2是根据本申请实施例的一种可选地冠状动脉血管树示意图；
[0022]图3是根据本申请实施例的一种计算血管功能学指标的装置的示意图；
[0023]图4是根据本申请实施例的一种可选地冠状动脉血管的中心线示意图；
[0024]图5是根据本申请实施例的一种可选地基于中心线生成的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算血管功能学指标的方法，其特征在于，包括：获取目标冠脉血管的一维血流模型，所述一维血流模型包括未知的几何信息和未知的边界条件；求解所述未知的几何信息和所述未知的边界条件，得到求解后的所述一维血流模型；采用求解后的所述一维血流模型，计算得到目标冠脉血管的功能学指标。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述几何信息包括血管的长度，求解所述未知的几何信息，包括：获取所述目标冠脉血管的图像数据，且根据所述图像数据获取冠脉树；获取所述冠脉树中各段血管的长度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述边界条件包括充血状态下的阻抗值，求解所述未知的边界条件，包括：根据用户的相关信息，确定静息状态下的冠脉树入口流量，所述相关信息包括体重、年龄、心率和脉搏压；基于所述冠脉树入口流量，对冠脉分叉处进行流量分配，得到静息状态下的冠脉树流量场；至少根据所述冠脉树流量场确定所述充血状态下的阻抗值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，至少根据所述冠脉树流量场确定所述充血状态下的阻抗值，包括：根据所述冠脉树流量场和冠脉树入口压力，确定冠脉树压力场，所述冠脉树入口压力为脉搏平均压；根据所述冠脉树压力场和所述冠脉树流量场，确定静息状态下的阻抗值；获取冠脉总阻力指数；根据所述静息状态下的阻抗值和所述冠脉总阻力指数，确定所述充血状态下的阻抗值。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法包括：确定所述冠脉树中的狭窄段；获取所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵清华，毛益进，张超，曾勇，张安勇，刘伟，
申请(专利权)人：深圳市阅影科技有限公司，
类型：发明
国别省市：