[發明專利]基于心臟CT圖像的冠狀動脈血流儲備分數計算方法

有效

• 申請號: 201610339892.7
• 申請日: 2016-05-20
• 公開（公告）號: CN106023202B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 霍云飛
• 申請（專利權）人: 蘇州潤心醫療科技有限公司
• 主分類號: G06T7/30
• 分類號: G06T7/30;G06T7/155;G06T7/174;G06T7/60
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司32103
• 代理人: 范晴,丁浩秋

1.一種基于心臟CT圖像的冠狀動脈血流儲備分數計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S01：提取心肌圖像：對心臟CT圖像進行分割，通過形態學操作得到心臟圖像，對該心臟圖像進行直方圖分析得到心室心房圖像，通過心臟圖像與心室心房圖像做差得到心肌圖像；

S02：提取冠狀動脈口：對主動脈圖像的二值化圖像進行形態學膨脹，得到全主動脈的二值圖像，并通過像素取反得到全主動脈互補圖像，根據主動脈中心線上點的平均灰度進行區域生長，得到含有冠狀動脈口的主動脈圖像，用含有冠狀動脈口的主動脈圖像與全主動脈互補圖像做圖像乘法，得到含有冠狀動脈口的圖像，并確定冠狀動脈口；

S03：提取冠狀動脈：在心肌圖像上以冠狀動脈口為種子點，通過區域生長提取冠狀動脈，計算冠狀動脈的平均灰度和平均方差，根據冠脈灰度分布，沿著冠狀動脈方向提取冠脈樹；

S04：生成冠狀動脈網格模型：將冠狀動脈圖像進行二值化，然后繪制等值面圖像，得到冠狀動脈三維網格圖像；

S05：冠狀動脈FFR計算：用數值法求解連續性和Navier-Stokes方程：

$\▿\·\stackrel{\→}{V}=0---\[A2\]$

$\mathrm{\ρ}\frac{\∂\stackrel{\→}{V}}{\∂t}+\mathrm{\ρ}\stackrel{\→}{V}\·\▿\stackrel{\→}{V}=-\▿P+\▿\·\mathrm{\μ}(\▿\stackrel{\→}{V}+{\left(\▿\stackrel{\→}{V}\right)}^T)---\[A3\]$

其中，P，ρ，μ分別為流速、壓力、血流密度、血流粘性，▽表示梯度，t表示單位時間，T表示矩陣的轉置；

入口邊界條件為：P_aorta-13毫米汞柱-P₀，其中，P₀為零流壓；

出口阻力邊界條件的推導如下：

${\left(Q_{outlet}\right)}_i=Q_{total}\×\frac{D_i^{7/3}}{{\mathrm{\Σ}}_{j=1}^N{D}_j^{7/3}}\×CFR---\[A4\]$

${\left(R_{outlet}\right)}_i=\frac{P_{aorta}-63mmHg}{{\left(Q_{outlet}\right)}_i}---\[A5\]$

其中，Q_total為心肌體積乘以心肌血流密度，(Q_outlet)_i為出口i的血流，D_i為出口i的直徑，(R_outlet)_i為出口i的阻力，冠狀動脈血流儲備CFR設為2.7；計算出三維網格中各點的壓力(P_outlet）_i，通過公式A6得到FFR：

$FFR=\frac{P_{aorta}-{\left(P_{outlet}\right)}_i}{P_{aorta}}---\[A6\]$

其中，P_aorta是主動脈平均壓，(P_outlet)_i是三維網格圖像中各點的壓力值。