[發明專利]基于血流儲備分數和冠狀動脈CT造影圖像的微循環阻力計算方法

在審

• 申請號: 201911379153.0
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111091913A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 謝辛舟;鄭敏文;文娣娣;張瑞晨;謝松云
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G16H50/50
• 分類號: G16H50/50;G06T17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種結合血流儲備分數(FFR)和冠狀動脈CT血管造影(cCTA)圖像計算冠狀動脈微循環阻力的方法，包括：測量感興趣血管FFR，獲得最大充血狀態下的遠、近端壓力值；基于cCTA圖像重建與FFR測量相對應的感興趣血管三維模型；以近端壓力值為入口邊界條件，出口耦合預設的血流阻力，通過數值方法求解流體控制方程；計算仿真結果與FFR測量的遠端壓力值差值，調整血流阻力，重復數值仿真直至差值小于預設閾值；提取最終出口邊界的血流阻力數值作為冠狀動脈微循環阻力計算值。發明以FFR測量結果為已知條件，基于冠狀動脈CT造影圖像和數值計算方法，仿真獲得與FFR測量結果相匹配的血流量分布及微循環阻力。本發明在避免同步測量血流量的同時，提高了準確性。

技術領域

本發明涉及微循環計算領域，尤其涉及應用在結合血流儲備分數(FractionalFlow Reserve,FFR)和冠狀動脈CT血管造影(cCTA)圖像計算微循環阻力的方法。

背景技術

冠狀動脈微循環是直徑小于500微米的復雜血管網絡，主要負責調節心肌血流量以滿足心肌對氧氣、營養物質和代謝物質的交換需求。冠狀動脈微循環阻力(microcirculatory resistance,MR)是反映冠狀動脈微循環功能的有效指標，其定義為冠脈遠端動脈壓力(P_d)除以最大充血狀態下的冠脈血流量(Q_max)。現有技術主要分為兩類：

第一類方法通過集成了壓力傳感器和血流量傳感器的導絲置入冠狀動脈遠端，在藥物誘導最大充血狀態的條件下同時測量壓力和血流量，進而計算MR。依據采用的血流量傳感器的不同，又可分為熱稀釋法和超聲多普勒測速法(Williams,R.P.,et al.(2018).Doppler Versus Thermodilution-Derived Coronary Microvascular Resistance toPredict Coronary Microvascular Dysfunction in Patients With Acute MyocardialInfarction or Stable Angina Pectoris.Am J Cardiol121(1):1-8.)。

第二類方法主要通過序列造影圖像估算Q_max，基于血流動力學模型仿真計算最大充血狀態下遠、近端壓力差(ΔP)，基于測量的靜息態冠脈入口壓力和深度學習模型估算最大充血狀態下冠脈入口壓力(P_a)(“快速計算微循環阻力的方法與系統”，中國201711258493.9[P])或直接測量最大充血狀態下P_a(“基于造影圖像和流體力學模型的微循環阻力指數計算方法”，中國201810413391.8[P])。

上述技術盡管從不同角度、不同計算方法中給出了確定MR的方法，但其都至少具有以下這個技術缺陷，即無法精確的測量(或計算)最大充血狀態下的Q_max：第一類方法由于測量原理以及導管置入對血流量的影響等原因，而造成無法精確測量Q_max；第二類方法采用估算Q_max的方式，精度難以保證。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種結合FFR和cCTA圖像計算微循環阻力的方法。該方法將FFR測量的遠、近端壓力值作為已知條件，基于cCTA圖像和數值計算方法求解MR。所采取的技術方案如下：

1.FFR測量感興趣血管最大充血狀態下的遠、近端壓力值；

2.基于cCTA圖像重建感興趣血管三維模型；

3.通過數值方法反復迭代求解流體控制方程，并根據計算結果與FFR測量的遠端壓力值之差迭代的調整數值模型邊界條件參數，最終使得計算與測量結果差異小于預設閾值；

4.提取數值模型邊界條件參數作為MR計算值；

附圖說明