[發明專利]一種利用CTA和DSA測量冠狀動脈血流儲備分數的方法

有效

• 申請號: 202011314596.4
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112704505B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 陳榮民
• 申請（專利權）人: 杭州阿特瑞科技有限公司
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00;A61B6/03;G06F30/28;G06T17/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種利用CTA和DSA測量冠狀動脈血流儲備分數的方法，其特征在于，包括以下步驟：

利用CTA冠脈造影進行三維重建，得到獲得冠脈幾何模型G1、心肌體積V以及目標血管的長度L；

根據幾何模型G1和目標血管的近端入口位置，截取用于仿真模擬的分支幾何模型G2；

利用連續時間內的DSA造影圖得到血流流經目標血管的時間t，根據速度公式結合L和t計算出目標血管近端的血流速度Vin；

結合心肌體積V以及血壓，計算出幾何模型G1的遠端阻力Rtotal；

結合Rtotal、G1和G2的分支個數，計算G2的遠端阻力R；

以Vin作為G2的入口邊界條件，R作為G2的遠端微循環阻力，通過求解流體力學方程計算出FFR值；

所述FFR值的計算過程包括：根據血流速度Vin得到G2入口的血流速度作為入口邊界條件，出口邊界采用三單元阻抗模型，根據R得到G2出口的遠端血管微循環阻力，通過求解流體力學方程計算出遠端血壓Pd，再根據FFR＝Pd/Pa得到目標冠脈FFR值，其中Pa表示病例的收縮壓；

所述遠端血壓Pd的獲取過程包括：

u(t)＝Vin(t) onΓ^inlet

其中，入口采用速度邊界條件，出口采用三單元阻抗模型；分別用電阻和表示近端和下游血管的阻力，計算第i個出口的遠端微循環阻力，用電容C_i表示下游血管的順應性，C_i由流量計算獲得；Γ^inlet和Γ^outlet分別為流體計算域的入口邊界和出口邊界，p_i為第i個出口壓力，Q_i是第i個出口的流量，n_i為第i個出口的法向量；p_i(0)和Q_i(0)分別為第i個出口的初始壓力和流量；由于p是定義在整個流體計算區域中的，所以求解上述方程得到的p包括了血管遠端的血壓值Pd。

2.根據權利要求1所述的一種利用CTA和DSA測量冠狀動脈血流儲備分數的方法，其特征在于，所述血流流經目標血管的時間t的獲取過程包括：DSA造影得到影像數據，將每一幀圖像按順序排列，順序排列的圖像序列中，造影劑流到指定起始位置的圖像作為第一幀圖像，造影劑流到指定終點位置的圖像作為最后一幀圖像，再根據DSA圖像的幀率，計算出造影劑從起始位置到終點的時間，即是血流時間t。

3.根據權利要求1所述的一種利用CTA和DSA測量冠狀動脈血流儲備分數的方法，其特征在于，所述G1的遠端阻力Rtotal的獲取過程包括：根據公式Q＝V^β，得到流量Q，其中V為心肌體積，β為系數，β取1.5；根據病例的收縮壓Pa和舒張壓Pb計算平均壓P＝1/3*Pa+2/3*Pb；根據歐姆定律Rtotal＝P/Q計算出Rtotal。

4.根據權利要求1所述的一種利用CTA和DSA測量冠狀動脈血流儲備分數的方法，其特征在于，所述G2的遠端阻力R的計算式為：R＝Rtotal*m/n，其中m為G1的冠脈出口個數，n為G2的冠脈出口個數。

5.根據權利要求1所述的一種利用CTA和DSA測量冠狀動脈血流儲備分數的方法，其特征在于，G2入口的血流速度的獲取過程包括：以Vin作為最大值，構造分段函數V(t)，其中，當0t0.25s時，V(t)＝Vin*sin(πt)，當0.25s≤t≤0.5s時，V(t)＝Vin。

6.根據權利要求5所述的一種利用CTA和DSA測量冠狀動脈血流儲備分數的方法，其特征在于，所述遠端血管微循環阻力的獲取過程包括：設G2有n個出口，第i個出口的遠端微循環阻力為R_i，每個分支的遠端血管微循環阻力相等，則根據歐姆定律R_i＝n*R(i＝1,2...n)。

7.根據權利要求6所述的一種利用CTA和DSA測量冠狀動脈血流儲備分數的方法，其特征在于，遠端血壓Pd的獲取過程中，第i個出口的遠端微循環阻力