基于造影图像和流体力学模型的微循环阻力指数计算方法
专利汇可以提供基于造影图像和流体力学模型的微循环阻力指数计算方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于造影图像和 流体 力 学 模型的微循环阻力指数计算方法，包括：选取两个体位的 冠状动脉 造影图像进行分割，分别得到冠脉中心线及直径；生成冠脉三维模型；获取血流传导时间Tmn及速度；创建血管 三维网格 ；并基于 X射线 重构的冠脉中心线及直径，生成轴对称二维平面模型，然后创建血管二维轴对称网格；测量主动脉平均压Pa；基于得到的血液流速与生成的血管三维网格，求解不可压缩流的基本公式，计算沿着血管中心线从入口到下游各点的压力降 ，则冠脉远端动脉压力Pd=；计算微循环阻力指数IMR=Pd*Tmn。无需通过压力 导丝 测量，操作简便大大降低手术难度和 风 险，可在临床上大规模推广应用。，下面是基于造影图像和流体力学模型的微循环阻力指数计算方法专利的具体信息内容。
1.一种基于造影图像和流体力学模型的微循环阻力指数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01：选取两个体位的冠状动脉造影图像，通过分析定义时间序列的X射线造影不同帧，去除动静态噪声，对冠状动脉进行分割；并对不同角度拍摄的冠脉造影图像进行分割，分别得到冠脉中心线及直径；
S02：将S01步骤生成的多方向的冠脉中心线在三维空间进行投影计算，生成冠脉三维模型；
S03：通过TIMI记帧法获取血流在最大充血状态下的传导时间Tmn及血流速度；
S04：基于X射线重构的冠脉三维模型，创建血管三维网格；并基于X射线重构的冠脉中心线及直径，拉直血管，按对称轴切开，生成轴对称二维平面模型，然后创建血管二维轴对称网格；
S05：测量主动脉平均压Pa；
S06：基于S03步骤得到的血液流速与S04步骤生成的血管三维网格，求解不可压缩流的基本公式，计算沿着血管中心线从入口到下游各点的压力降ΔPi，则冠脉远端动脉压力Pd＝Pa-ΔPi；
S07：计算微循环阻力指数IMR＝Pd*Tmn。
2.根据权利要求1所述的基于造影图像和流体力学模型的微循环阻力指数计算方法，其特征在于，所述步骤S01包括以下步骤：
S11：定义时间序列X射线冠脉造影图像中有导管出现的第一帧为参考图像，有完整冠脉出现的需要分割的图像为目标图像；
S12：提取参考图像中导管的特征点，对目标图像中的冠状动脉进行图像增强，提取冠状动脉的区域图像；
S13：以参考图像中导管的特征点为种子点，将冠状动脉的区域图像进一步处理后进行动态区域生长，获得冠脉造影图像。
3.根据权利要求2所述的基于造影图像和流体力学模型的微循环阻力指数计算方法，其特征在于，所述步骤S12包括：
将参考图像减去目标图像，去除静态噪声，通过均值滤波去除动态噪声；
通过灰度直方图分析，利用阈值进一步去除噪声；
通过多尺度海森矩阵对将去噪后的图像的导管进行图像增强；
二值化图像：将导管对应的像素标记为1，其余像素标记0；对二值化后的图像进行细化，得到一组导管的特征点。
4.根据权利要求2所述的基于造影图像和流体力学模型的微循环阻力指数计算方法，其特征在于，所述步骤S12包括：
将目标图像减去参考图像，去除静态噪声，通过均值滤波去除动态噪声；
通过灰度直方图分析，利用阈值进一步去除噪声；
通过多尺度海森矩阵对将去噪后的图像的冠状动脉进行图像增强，得到增强后的目标图像；
根据增强后的目标图像中各区域与特征点的位置关系，确定冠状动脉的区域；提取该连通区域，获得冠状动脉的区域图像。
5.根据权利要求2所述的基于造影图像和流体力学模型的微循环阻力指数计算方法，其特征在于，所述步骤S13包括：
对冠状动脉的区域图像进行二值化；
进行形态学运算，按照对应位置还原到目标图像中，进行动态区域生长，获得冠脉造影图像。
6.根据权利要求1所述的基于造影图像和流体力学模型的微循环阻力指数计算方法，其特征在于，所述步骤S02包括：
心跳周期内相同时间点、不同角度拍摄的冠脉造影图像，用步骤S01处理后，在中心线上提取特征点；
基于已知的X射线拍照角度，三维还原这些特征点，进而三维还原中心线。
7.根据权利要求1所述的基于造影图像和流体力学模型的微循环阻力指数计算方法，其特征在于，所述步骤S03中计算血液流速的方法使用下述方法中的一种：造影剂运输时间算法、造影剂遍历距离算法、Stewart—Hamilton算法、First—pass分布分析法、光流法或者流体连续法。
8.根据权利要求1所述的基于造影图像和流体力学模型的微循环阻力指数计算方法，其特征在于，所述步骤S04包括：
基于步骤S02中重构的冠脉三维模型，用标准的扫掠法、切分法或混合法进行网格划分，生成结构性三维六面体网格；
基于步骤S02中重构的冠脉三维模型，在血管壁上生成三角形面网格，然后长成四面体网格，在血管中生成非结构性三维四面体网格；
基于步骤S02中重构的冠脉三维模型，拉直血管，按对称轴切开，生成轴对称二维平面模型，用切分法或者扫掠法进行网格划分，生成结构性二维四边形网格。
9.根据权利要求1所述的基于造影图像和流体力学模型的微循环阻力指数计算方法，其特征在于，所述步骤S05包括：
对血管三维网格进行求解，用数值法求解连续性和Navier-Stokes方程：
其中， P，ρ，μ分别为流速、压力、血流密度、血流粘性；
入口边界条件为血流速度，出口边界条件为out-flow边界条件。
10.根据权利要求1所述的基于造影图像和流体力学模型的微循环阻力指数计算方法，其特征在于，所述步骤S05还包括：
对血管二维轴对称网格，数值法求解连续性和Navier-Stokes方程：
其中，ρ表示血液的密度，uz、ur分别表示z向、r方向的流速，μ表示血液的动力粘度，p表示血液的压强；
入口边界条件为血流速度，出口边界条件为out-flow边界条件；
针对各种类型的冠脉弯曲，用三维模型计算从入口到出口的压力差，对照二维轴对称模型计算的结果，建立用于存储各种类型的弯曲对二维轴对称结果的修正系数的数据库；
利用三维模型计算结果修正二维模型计算结果得到ΔPi值。
基于造影图像和流体力学模型的微循环阻力指数计算方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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