[發(fā)明專利]血流動力的仿真方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110328652.8
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113076705A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張超;趙清華;毛益進;劉偉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京閱影科技有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06T7/12;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11240
• 代理人: 周春枚

本發(fā)明公開了一種血流動力的仿真方法及裝置。其中，該方法包括：獲取目標對象預(yù)定區(qū)域的動脈血管的血管影像；對血管影像對應(yīng)的初始血管模型進行水平集分割，得到分割后的血管模型；獲取用于對血管模型所對應(yīng)目標血管進行仿真的邊界條件；對目標血管進行中心動脈壓計算，以獲取目標血管的入口壓力值；利用邊界條件以及入口壓力值對目標血管進行血流動力仿真。本發(fā)明解決了相關(guān)技術(shù)中采用侵入式血流儲備分數(shù)測量存在安全隱患，導(dǎo)致對血流動力仿真的可靠性較低的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及血流動力仿真技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種血流動力的仿真方法及裝置。

背景技術(shù)

顱內(nèi)動脈粥樣硬化(Intracranial Atherosclerotic，簡稱ICAS)疾病是中風的主要原因。SAMMPRIS試驗表明，即使采用最佳醫(yī)療條件，嚴重顱內(nèi)狹窄患者的年卒中復(fù)發(fā)率也高達12％。而VISSIT試驗，也并未顯示出顱內(nèi)支架手術(shù)的好處。但是究其原因，一個是使用裝置和支架置入手術(shù)相對缺乏經(jīng)驗，導(dǎo)致并發(fā)癥；另一個重要因素是沒有選擇最高復(fù)發(fā)卒中風險的患者。僅靠最佳醫(yī)療條件是不夠的，很多患者可能因血管介入而受益。ICAS傳統(tǒng)上基于管腔狹窄程度治療患者。血流動力學(xué)，和斑塊特征一樣是評估卒中復(fù)發(fā)風險時應(yīng)考慮的重要因素。在冠狀動脈研究中表明，通過血流儲備分數(shù)(Fractional Flow Reserve，簡稱FFR)評估的功能學(xué)狹窄在缺血風險優(yōu)于解剖學(xué)狹窄。在判斷狹窄是否功能性缺血時，截止值0.8的準確度超過90％。與冠脈造影引導(dǎo)下經(jīng)皮冠脈介入治療相比，F(xiàn)FR引導(dǎo)下經(jīng)皮冠脈介入治療可降低死亡率、心肌梗死率和重復(fù)血運重建率。目前，冠狀動脈FFR被廣泛用作確定支架插入的臨床指標在冠狀動脈疾病。在腦血管系統(tǒng)，使用神經(jīng)血管系統(tǒng)血流儲備分數(shù)(Cerebrovascular Reserve，簡稱CVR)。盡管FFR測量對臨床診斷用途很大，但它有幾個缺點：一是壓力導(dǎo)絲侵入性測量，二是需要血管擴張劑來誘導(dǎo)充血狀態(tài)，可能導(dǎo)致血管擴張劑如腺苷給藥副作用。對于神經(jīng)血管系統(tǒng)，一般推薦不使用侵入性測量，因為該過程本身非常危險，且侵入性測量還存在輻射和CO2副作用的問題。

針對上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種血流動力的仿真方法及裝置，以至少解決相關(guān)技術(shù)中采用侵入式血流儲備分數(shù)測量存在安全隱患，導(dǎo)致對血流動力仿真的可靠性較低的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種血流動力的仿真方法，包括：獲取目標對象預(yù)定區(qū)域的動脈血管的血管影像；對所述血管影像對應(yīng)的初始血管模型進行水平集分割，得到分割后的血管模型；獲取用于對所述血管模型所對應(yīng)目標血管進行仿真的邊界條件；對所述目標血管進行中心動脈壓計算，以獲取所述目標血管的入口壓力值；利用所述邊界條件以及所述入口壓力值對所述目標血管進行血流動力仿真。

可選地，獲取目標對象預(yù)定區(qū)域的動脈血管的血管影像，包括以下至少之一：通過時間飛越法TOF-MRA對所述預(yù)定區(qū)域的動脈血管進行掃描，得到所述動脈血管的血管影像；通過對比增強CE-MRA對所述預(yù)定區(qū)域的動脈血管進行掃描，得到所述動脈血管的血管影像；通過黑血法MRA對所述預(yù)定區(qū)域的動脈血管進行掃描，得到所述動脈血管的血管影像；通過相位對比PC-MRA對所述預(yù)定區(qū)域的動脈血管進行掃描，得到所述動脈血管的血管影像。

可選地，在對所述血管影像對應(yīng)的初始血管模型進行水平集分割之前，該血流動力的仿真方法還包括：生成所述血管影像對應(yīng)的目標血管的初始中心線，同時建立所述目標血管的初始半徑函數(shù)；基于所述初始中心線以及所述初始半徑函數(shù)進行建模，得到所述初始血管模型。

可選地，對所述目標血管進行中心動脈壓計算，以獲取所述目標血管的入口壓力值，包括以下至少之一：獲取所述目標血管的壓力波形集合，并利用通用傳遞函數(shù)對所述壓力波形集合中的元素進行計算，得到所述目標血管的入口壓力值，其中，所述通用傳遞函數(shù)為使用自回歸外生模型預(yù)先構(gòu)造的從監(jiān)測動脈到目標動脈的傳遞函數(shù)；通過一維血流動力學(xué)方式獲取所述目標血管的入口壓力值；通過tube-load方式獲取所述目標血管的入口壓力值。