一种血流分析方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种血流分析方法和系统，涉及医学流体力学和医学图像的技术领域。该方法包括：获取包含血管的三维医学图像；根据所述三维医学图像建立血管模型；栅格化所述血管模型，并设定所述血管模型的边界区域；获取预存的血流分析模型及与所述血流分析模型关联的血流分析模型参数；获取所述边界区域的边界条件；基于所述血管模型、所述血流分析模型、所述血流分析模型参数和所述边界条件，计算得到血流分析结果。本发明专利技术实施例提供的血流分析方法和系统，实现了对血管参数的直接评估，同时解决用户(医生)对血管参数直接评估的操作工程学模型不熟悉，而导致的用户体验差的问题。

A blood flow analysis method and system

The embodiment of the invention discloses a blood flow analysis method and a system, relating to the technical field of medical fluid mechanics and medical images. The method includes: obtaining the 3D medical image contains blood vessels; according to the established vascular model of the 3D medical image grid; the vessel model, boundary region and set the vessel model; flow analysis model gets stored and the blood flow analysis model correlation analysis of model parameters to obtain the boundary; the boundary conditions; the vessel model, the flow analysis model, the flow analysis of model parameters and the boundary conditions based on the calculated flow analysis results. Flow analysis method and the system provided by the embodiment of the invention realizes the direct evaluation of the vascular parameters, and solve the users (doctors) operation engineering model directly to assess the vascular parameters are not familiar with, due to the problem of poor user experience.

【技术实现步骤摘要】
一种血流分析方法和系统
本专利技术实施例涉及医学图像的
，尤其涉及一种血流分析方法和系统。
技术介绍
当前，血管类疾病越来越多，例如，血管壁丧失弹性、血管腔狭窄及血栓等。现有技术中，可以通过非侵入检测和侵入检测的方法对血管疾病进行监控。其中，非侵入检测可以包括心电图、基于血液测试的生物标记评价、平板测试、心回波描记术、计算机断层摄影术和正电子发射断层摄影术；侵入检测可以包括诊断性心导管插入术等。专利技术人在实现本专利技术的过程中发现现有技术的缺陷在于：上述测试方法通常不提供对血管的血流速度、血压、血管壁应力和血流储备系数进行直接评估。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种血流分析方法和系统，以实现对血管参数进行直接评估，从而辅助医生对患者血管疾病进行准确的分析，同时解决用户(医生)对血管参数直接评估的操作工程学模型(例如血管分析模型及血管分析模型参数)不熟悉，而导致的用户体验差的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种血流分析方法，该方法包括：获取包含血管的三维医学图像；根据所述三维医学图像建立血管模型；栅格化所述血管模型，并设定所述血管模型的边界区域；获取预存的血流分析模型及与所述血流分析模型关联的血流分析模型参数；获取所述边界区域的边界条件；基于所述血管模型、所述血流分析模型、所述血流分析模型参数和所述边界条件，计算得到血流分析结果。进一步的，所述血流分析模型根据以下的任意一种进行种类的划分：医学图像扫描对象的个体特征或待分析的病变类型。进一步的，其特征在于所述血流分析模型包括：血液粘性模型、血流计算模型和流速边界模型中的至少一种。进一步的，根据所述三维医学图像建立血管模型包括：根据所述三维医学图像分割出待分析的血管部分，并建立血管模型。进一步的，所述获取所述边界区域的边界条件包括：基于所述血流分析模型关联的边界条件库，获取对应所述边界区域的边界条件，或者，根据所述血管模型和预设低阶耦合模型确定边界条件，其中所述边界条件为具体参数数值或数值范围。进一步的，基于所述血管模型、所述血流分析模型、所述血流分析模型参数和所述边界条件，计算得到血流分析结果包括：根据所述血管模型、所述血流分析模型、所述血流分析模型参数和所述边界条件，对所述血管模型进行血流动力学求解；对所述血流动力学求解的血流分析结果进行显示，其中，所述血流分析结果包括血流速场、血压力场、血管壁应力场、血管壁切应力场、血流储备系数和/或自定义场。进一步的，所述边界区域包括：血管进口区域、血管出口区域和血管壁区域中的至少一种。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种血流分析系统，该系统包括：数据载入模块，用于利用计算机断层扫描技术或磁共振血管造影技术确定包含血管造影的医学图像，并根据所述医学图像建立血管的三维医学图像；血管模型提取模块，用于根据所述三维医学图像提取待分析的血管部分对应的血管模型；栅格化模块，用于栅格化所述血管模型，并设定所述血管模型的边界区域；计算模型与参数设置模块，用于获取预存的血流分析模型及与所述血流分析模型关联的血流分析模型参数；边界条件设定模块，用于基于所述血流分析模型关联的边界条件库，获取对应所述边界区域的边界条件，或者，根据所述血管模型和预设低阶耦合模型确定边界条件，其中所述边界条件为具体参数数值或数值范围；流体力学计算模块，用于根据所述血管模型、所述血流分析模型、所述血流分析模型参数和所述边界条件，对所述血管模型进行血流动力学求解；结果显示模块，用于对所述血流动力学求解的血流分析结果进行显示，其中，所述血流分析结果包括血流速场、血压力场、血管壁应力场、血管壁切应力场、血流储备系数和/或自定义场。进一步的，所述血管模型提取模块包括：自动分割单元，用于若待分析的血管部分为常见血管部分，则利用预设的自动分割算法对所述血管模型进行自动分割；半自动分割单元，用于若待分析的血管部分不是常见血管部分，则获取用户对所述血管部分的编辑，并根据编辑结果对所述血管模型进行分割。进一步的，所述栅格化模块包括：自动网格化单元，用于根据预设的栅格化参数对所述血管模型栅格化，并根据对血管边界区域的预定义确定所述血管模型的边界区域；用户可调节单元，用于获取用户输入的栅格化参数和对血管边界区域的编辑，并根据所述栅格化参数和编辑结果，对所述血管模型的栅格化结果和血管边界区域进行调整。本专利技术实施例通过根据血管的三维医学图像建立血管模型，并根据所述血管模型、获取预存的血流分析模型、血流分析模型对应的血流分析模型参数和血管模型的边界区域的边界条件对血管的血流参数进行计算，从而实现对血管的血流参数的直接分析和评估，同时通过获取预存的血流分析模型和对应的血流分析模型参数，解决用户(医生)对血管参数直接评估的操作工程学模型(例如血管分析模型及血管分析模型参数)不熟悉，而导致的用户体验差的问题。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的一种血流分析方法的流程图；图2a是本专利技术实施例一提供的包含心脏血管的医学图像；图2b是本专利技术实施例一提供的心脏及周围血管的三维医学图像示意图；图3a是本专利技术实施例一提供的一种血管模型示意图；图3b是本专利技术实施例一提供的另一种血管模型；图4是本专利技术实施例一提供的一种血管模型的栅格化结果的局部示意图；图5是本专利技术实施例二提供的一种血流分析方法的流程图；图6是本专利技术实施例二提供的另一种血流分析方法的流程图；图7是本专利技术实施例三提供的一种血流分析方法的流程图；图8a是本专利技术实施例三提供的冠脉纵截面的CT增强图像；图8b是本专利技术实施例三提供的冠脉横截面的CT增强图像；图8c是本专利技术实施例三提供的冠脉某一角度的CT增强图像；图9是本专利技术实施例三提供的一种血管模型；图10是本专利技术实施例三提供的一种血管模型的中心线；图11是本专利技术实施例三提供的一种血管模型的栅格化结果局部示意图；图12a是不同时间对应的血液流量的关系图；图12b是不同时间对应的血液压强的关系图；图13a是对冠脉的压强场的结果显示；图13b是对冠脉的血流场的结果显示；图13c是对冠脉的血流储备系数分布的结果显示；图14是本专利技术实施例四提供的一种血流分析系统的结构示意图；图15是本专利技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1是本专利技术实施例一提供的一种血流分析方法的流程图。本实施例可适用于对血管的血流动力学相关参数进行分析和评估的情况。该方法可以由一种血流分析装置或一种血流分析系统来执行，该装置或系统可以由软件和/或硬件的方式实现。典型的，该装置或系统可以配置在CT设备或磁共振设备中。参见图1，本实施例提供的血流分析方法包括：S110、获取包含血管的三维医学图像。其中，所述血管可以是包括容易发生血管疾病的任意血管，具体的，所述血管可以是心脑血管或其他部位的血管，例如颈部动脉、头部动脉、胸部动脉、腹部动脉、臂动脉或腿动脉等。医学图像的获取方式可以通过非侵入方式获取，例如计算机断层摄影技术、磁共振成像技术、数字减影血管照影技术或超声波技术；也可以通过侵入方式获得，例如内窥镜成像、胶囊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种血流分析方法，其特征在于，包括：获取包含血管的三维医学图像；根据所述三维医学图像建立血管模型；栅格化所述血管模型，并设定所述血管模型的边界区域；获取预存的血流分析模型及与所述血流分析模型关联的血流分析模型参数；获取所述边界区域的边界条件；基于所述血管模型、所述血流分析模型、所述血流分析模型参数和所述边界条件，计算得到血流分析结果。

【技术特征摘要】
1.一种血流分析方法，其特征在于，包括：获取包含血管的三维医学图像；根据所述三维医学图像建立血管模型；栅格化所述血管模型，并设定所述血管模型的边界区域；获取预存的血流分析模型及与所述血流分析模型关联的血流分析模型参数；获取所述边界区域的边界条件；基于所述血管模型、所述血流分析模型、所述血流分析模型参数和所述边界条件，计算得到血流分析结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述血流分析模型根据以下的任意一种进行种类的划分：医学图像扫描对象的个体特征或待分析的病变类型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述血流分析模型包括：血液粘性模型、血流计算模型和流速边界模型中的至少一种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述三维医学图像建立血管模型包括：根据所述三维医学图像分割出待分析的血管部分，并建立血管模型。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述边界区域的边界条件包括：基于所述血流分析模型关联的边界条件库，获取对应所述边界区域的边界条件，或者，根据所述血管模型和预设低阶耦合模型确定边界条件，其中所述边界条件为具体参数数值或数值范围。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述血管模型、所述血流分析模型、所述血流分析模型参数和所述边界条件，计算得到血流分析结果包括：根据所述血管模型、所述血流分析模型、所述血流分析模型参数和所述边界条件，对所述血管模型进行血流动力学求解；对所述血流动力学求解的血流分析结果进行显示，其中，所述血流分析结果包括血流速场、血压力场、血管壁应力场、血管壁切应力场、血流储备系数和/或自定义场。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述边界区域包括：血管进口区域、血管出口区域和血管壁区域中的至少一种。8.一种血流分析...

【专利技术属性】
技术研发人员：马杰延，任远，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31