[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

技術領域

本發明涉及冠狀動脈影像學評價領域，具體地涉及一種基于心臟CT圖像的全自動冠狀動脈血流儲備分數計算方法。

背景技術

冠狀動脈造影及血管內超聲均被認為是診斷冠心病的“金標準”，但它們只能對病變狹窄程度進行影像學評價，而狹窄到底對遠端血流產生了多大影響卻不得而知；血流儲備分數(FFR)現已經成為冠脈狹窄功能性評價的公認指標，其最重要的功能是對一個未知影響的冠脈狹窄的功能后果進行準確評價。

血流儲備分數(FFR)是指在冠狀動脈存在狹窄病變的情況下，目標測量血管所供心肌區域能獲得的最大血流量與同一區域理論上正常情況下所能獲得的最大血流量之比。FFR主要通過計算冠狀動脈狹窄遠端壓力與主動脈根部壓力之比來獲得。狹窄遠端壓力可以通過壓力導絲在最大灌注血流(通過冠脈內或靜脈內注射罌粟堿或腺苷或ATP)時測得。

FFR＝Pd/Pa(Pd為指引導管測量的主動脈壓，Pa為壓力導絲測量的冠脈狹窄遠端壓力)一般來說，FFR是指最大充血狀態下，不存在“靜息FFR”這個概念。

正常的心外膜冠狀動脈對血流的阻力很小，FFR的正常值為1.0；FFR的值將小于1.0時即表明當前心外膜冠脈有狹窄病變的存在。

FFR＜0.75的情況時，所代表的狹窄情況幾乎都會導致心肌缺血，FFR≥0.75的情況時，所代表的狹窄則造成心肌缺血的可能性非常小。

冠脈CTA能準確評估冠脈狹窄程度，且能辨別管壁斑塊性質，是一種無創、操作簡單的診斷冠狀動脈病變檢查方法，可作為篩查高危人群的首選方法。因此，如果對于冠心病患者的血管進行干預，前期應該對患者冠脈進行CTA的評價。冠狀動脈慢性完全閉塞病變(CTO)如果采用CTA進行評價，評價結果肯定有一些有價值的信息。

通過冠狀動脈CT血管造影CCTA計算無創獲得的FFR(CTFFR)不僅無需額外影像檢查或藥物，與造影時測定的FFR相關性良好，這種一體化技術能從根本上避免不必要的冠脈血管造影與血運重建治療。DeFacto試驗結果也清楚地表明，在冠狀動脈CT中，CTFFR結果的分析提供了那些真正限制血流及增加病人危險性的病變的生理信息。CTFFR結合了冠脈CTA和FFR的優勢，可以從結構和功能兩方面來評估冠狀動脈狹窄，成為一種提供冠脈病變解剖學和功能學信息的嶄新無創性檢測體系。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明目的是：提供一種全新的基于心臟CT圖像的冠狀動脈血流儲備分數計算方法，基于心臟CT圖像，能快速準確的全自動得到血流儲備分數FFR。

本發明的技術方案是：

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：通過公式計算血流儲備分數，其中，P_aorta是主動脈平均壓，(P_outlet)_i是三維網格圖像中點i的壓力值。

優選的，所述步驟S02中確定冠狀動脈口通過如下步驟得到：對含有冠狀動脈口的圖像進行連通域分析，用不同的灰度標簽標識各個連通域，確定冠狀動脈口。

優選的，所述步驟S02中的主動脈圖像為在心臟圖像上，利用主動脈截面成圓形的特征，提取升主動脈及中心線，得到主動脈圖像。

優選的，所述步驟S04中冠狀動脈圖像二值化包括：遍歷冠狀動脈圖像V1中體素，如果像素A1等于0，則該像素值不變；如果A1不等于0，則將A1的像素值設為1，得到一個新的數據V2。

與現有技術相比，本發明的優點是：

基于心臟CT圖像，能快速準確的全自動得到血流儲備分數FFR。