建立血管截面函数和血管应力的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种建立血管截面函数和血管应力的方法及装置。其中，建立血管截面函数的方法包括以下步骤：获取包含至少一个心动周期内的影像数据；在一个心动周期内，选取若干个特征时刻；根据影像数据，生成与每一特征时刻相对应的目标区域血管的空间模型；根据每一空间模型，沿目标区域血管的轴向方向，建立目标区域血管的各个位置处的第一截面模型；根据每一第一截面模型，建立相应的第一截面函数。该方法相较于现有技术，能够更为精准地反映出实际血管情况，为之后的分析运算提供了一个误差较小的中间变量，以使后期的计算值更靠近实际值。

【技术实现步骤摘要】
建立血管截面函数和血管应力的方法及装置本申请是申请号为201811454057.3、申请日为2018年11月30日、专利技术创造名称为“建立血管截面函数、血管压力差和血管应力的方法及装置”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及医疗器械领域，尤其涉及一种建立血管截面函数和血管应力的方法和装置。
技术介绍
人体血液中脂类及糖类物质在血管壁上的沉积将在血管壁上形成斑块，继而导致血管狭窄。特别是发生在心脏冠脉附近的血管狭窄将导致心肌供血不足，诱发冠心病、心绞痛等病症，对人类的健康造成严重威胁。在诸多冠状动脉生理功能评估技术中，血流储备分数(FFR)是目前公认最准确的一种功能学评估指标。血流储备分数(FFR)是通过目标区域血管近端的血流压力Pa和目标区域血管近端和远端之间的血流压力的差值Δp计算获得。然而，斑块的大小、斑块的长度、斑块形成的角度、斑块的形状及形状的变化均会对血流压力的差值Δp的计算结果产生影响。现有技术中，在计算血流压力的差值Δp时，均未将斑块的上述因素加以考虑，因此计算结果与实际值误差较大。为了解决上述问题，有人提出了获取目标区域血管的各位置处截面，以获取管腔在不同位置处的形态，进而将斑块的长度、斑块的形状等因素加以考虑。但是，对于同一位置处的血管，其在不同时刻点的管腔形态也不尽相同。因此，计算结果仍然存在一定误差。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种误差较小的建立血管截面函数的方法。本专利技术提供了一种建立血管截面函数的方法，包括以下步骤：获取包含至少一个心动周期内的影像数据；在一个心动周期内，选取若干个特征时刻；根据影像数据，生成与每一特征时刻相对应的目标区域血管的空间模型；根据每一空间模型，沿目标区域血管的轴向方向，建立目标区域血管的各个位置处的第一截面模型；根据每一第一截面模型，建立相应的第一截面函数。进一步地，包括以下步骤：沿时间序列，若干个特征时刻依序为t1，t2，…，tq；沿目标区域血管的轴向方向，与目标区域血管从近端至远端的各个位置处1，2，…，r的第一截面模型相对应的第一截面函数依次为d1，d2，…，dr；根据第一截面函数与特征时刻、位置处的对应关系，建立第一截面矩阵A，其中，Arq为在特征时刻tq、目标区域血管的位置处r，第一截面模型相对应的第一截面函数为dr；q＝r或者q≠r，且q、r为正整数。进一步地，包括以下步骤：根据第一截面矩阵A，沿列方向，建立每一特征时刻的目标区域血管两两相邻的位置处所对应的第一截面函数之间的第一差异函数。进一步地，包括以下步骤：根据第一差异函数，建立每一特征时刻的目标区域血管的关于其任一位置处到参考点的距离x变化而变化的第一变化函数f(x)。进一步地，第一截面模型包括不同尺度下的第二截面模型，方法包括以下步骤：根据每一尺度下的第二截面模型，建立相应的第二截面函数；根据第二截面函数与特征时刻、位置处的对应关系，建立不同尺度下的第二截面矩阵，其中，尺度为两两相邻位置处之间的距离。进一步地，尺度包括第一尺度、第二尺度、…、第n尺度，方法包括以下步骤：根据每一尺度下的第二截面矩阵，沿列方向，建立不同尺度下的目标区域血管两两相邻的位置处所对应的第二截面函数之间的第二差异函数；根据第一尺度、第二尺度、…、第n尺度下的第二差异函数，建立相对应的目标区域血管的关于其任一位置处到参考点的距离x变化而变化的第二变化函数f1(x)，f2(x)，...，fn(x)；其中，n为大于1的正整数。进一步地，包括以下步骤：根据第一截面矩阵A，沿行方向，建立每一位置处的目标区域血管两两相邻的特征时刻所对应的第一截面函数之间的第一差异函数。进一步地，第一截面函数包括以下一种或几种：面积函数、直径函数、周长函数和边缘距离函数。本专利技术还提供了一种获取血管压力差的方法，包括以下步骤：上述建立血管截面函数的方法；根据影像数据，获取目标区域血管的血流模型；根据血流模型，获取目标区域血管的血流速度V；根据血流速度V和第二变化函数f1(x)，f2(x)，...，fn(x)，获取每一特征时刻的第一血管压力差Δp1；根据每一特征时刻距离相邻的特征时刻的时间间隔在一个心动周期内的占比，对第一血管压力差Δp1加权求和，获取第二血管压力差Δp2。进一步地，第一血管压力差Δp1在不同尺度下的计算公式为：Δp1＝(c1V+c2V2+…+cmVm)*[α1*∫f1(x)dx+α2*∫f2(x)dx+…+αn*∫fn(x)dx]，其中，c1，c2，...，cm分别为血流速度V的参考系数；α1，α2，...，αn分别为不同尺度下的第二变化函数f1(x)，f2(x)，...，fn(x)的加权系数；m、n为正整数。进一步地，包括以下步骤：根据每一空间模型，获取病变所处于冠脉系统的区域信息；根据区域信息，修正第一血管压力差Δp1，以获取修正后的第三血管压力差Δp3，其中，第三血管压力差Δp3与第一血管压力差Δp1满足关系式：Δp3＝ω*Δp1，ω为纠偏参数，且0.5≤ω≤1。进一步地，区域信息包括以下一种或几种：左主干、左前降支、左回旋支、右冠状动脉和分支血管。进一步地，纠偏参数ω满足以下一种或几种：当病变处于左主干时，纠偏参数ω＝1；当病变处于左前降支时，纠偏参数ω＝0.9～1.0；当病变处于左回旋支时，纠偏参数ω＝0.65～0.85；当病变处于右冠状动脉时，纠偏参数ω＝0.75～0.9；当病变处于分支血管时，纠偏参数ω＝0.5～0.85。本专利技术还提供了一种获取血管应力的方法，包括以下步骤：上述方法建立血管截面函数；根据每一特征时刻距离相邻的特征时刻的时间间隔在一个心动周期内的占比，对同一位置处的两两相邻的特征时刻对应的第一差异函数的第一绝对值函数加权求和，获取目标区域血管的各个位置处的形变。进一步地，包括以下步骤：根据目标区域血管的各个位置处的形变，获得目标区域血管的两两相邻的位置处所对应的形变之间的形变差异函数。进一步地，包括以下步骤：根据形变差异函数的第二绝对值函数进行累加求和，获取目标区域血管的形变不均匀度。本专利技术还提供了一种建立血管截面函数的装置，包括：影像获取模块，用于获取包含至少一个心动周期内的影像数据；时间选取模块，用于在一个心动周期内，选取若干个特征时刻；空间模型生成模块，用于根据影像数据，生成与每一特征时刻相对应的目标区域血管的空间模型；第一截面模型建立模块，用于根据每一空间模型，沿目标区域血管的轴向方向，建立目标区域血管的各个位置处的第一截面模型；第一截面函数建立本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建立血管截面函数的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取包含至少一个心动周期内的影像数据；/n在所述一个心动周期内，选取若干个特征时刻；/n根据所述影像数据，生成与每一所述特征时刻相对应的目标区域血管的空间模型，所述空间模型至少包括如下参数：所述目标区域血管的形状、长度、直径和面积；/n根据每一所述空间模型，沿所述目标区域血管的轴向方向，建立所述目标区域血管的各个位置处的第一截面模型；/n所述第一截面模型通过以下步骤建立：以所述目标区域血管的近端的截面为参考面，所述参考面与所述目标区域血管的所述空间模型的中心轴线的相交点为参考点；以所述参考点为原点，沿所述中心轴线延伸的方向为x轴，建立坐标系；沿垂直所述中心轴线的方向对所述目标区域血管的各个位置处作截面，将各个截面内外边缘投影到所述坐标系中，以获取所述目标区域血管在各个位置处管腔截面的平面几何图形，完成所述第一截面模型的建立；/n根据每一所述第一截面模型，建立相应的第一截面函数；/n沿时间序列，所述若干个特征时刻依序为t

【技术特征摘要】
1.一种建立血管截面函数的方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取包含至少一个心动周期内的影像数据；
在所述一个心动周期内，选取若干个特征时刻；
根据所述影像数据，生成与每一所述特征时刻相对应的目标区域血管的空间模型，所述空间模型至少包括如下参数：所述目标区域血管的形状、长度、直径和面积；
根据每一所述空间模型，沿所述目标区域血管的轴向方向，建立所述目标区域血管的各个位置处的第一截面模型；
所述第一截面模型通过以下步骤建立：以所述目标区域血管的近端的截面为参考面，所述参考面与所述目标区域血管的所述空间模型的中心轴线的相交点为参考点；以所述参考点为原点，沿所述中心轴线延伸的方向为x轴，建立坐标系；沿垂直所述中心轴线的方向对所述目标区域血管的各个位置处作截面，将各个截面内外边缘投影到所述坐标系中，以获取所述目标区域血管在各个位置处管腔截面的平面几何图形，完成所述第一截面模型的建立；
根据每一所述第一截面模型，建立相应的第一截面函数；
沿时间序列，所述若干个特征时刻依序为t1，t2，…，tq；沿所述目标区域血管的所述轴向方向，与所述目标区域血管从近端至远端的各个所述位置处1，2，…，r的所述第一截面模型相对应的第一截面函数依次为d1，d2，…，dr；
根据所述第一截面函数与所述特征时刻、所述位置处的对应关系，建立第一截面矩阵A，



其中，Arq为在特征时刻tq、所述目标区域血管的所述位置处r，所述第一截面模型相对应的第一截面函数为dr；q＝r或者q≠r，且q、r为正整数；
根据所述第一截面矩阵A，获取每一所述特征时刻的所述目标区域血管两两相邻的所述位置处或每一所述位置处的所述目标区域血管两两相邻的所述特征时刻所对应的所述第一截面函数之间的第一差异函数。


2.如权利要求1所述的建立血管截面函数的方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据所述第一截面矩阵A，沿行方向，建立每一所述位置处的所述目标区域血管两两相邻的所述特征时刻所对应的所述第一截面函数之间的第一差异函数。


3.如权利要求1～2中任一项所述的建立血管截面函数的方法，其特征在于，所述第一截面函数包括以下一种或几种：面积函数、直径函数、周长函数和边缘距离函数。


4.一种获取血管应力的方法，其特征在于，包括以下步骤：
如权利要求2所述的方法建立血管截面函数；
根据每一所述特征时刻距离相邻的所述特征时刻的时间间隔在所述一个心动周期内的占比，对同一所述位置处的两两相邻的所述特征时刻对应的所述第一差异函数的第一绝对值函数加权求和，获取所述目标区域血管的各个所述位置处的形变。


5.根据权利要求4所述的获取血管应力的方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据所述目标区域血管的各个所述位置处的形变，获得所述目标区域血管的两两相邻的所述位置处所对应的所述形变之间的形变差异函数。


6.根据权利要求5所述的获取血管应力的方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据所述形变差异函数的第二绝对值函数进行累加求和，获取所述目标区域血管的形变不均匀度。


7.一种建立...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂圣贤，黄佳悦，韩静峰，
申请(专利权)人：博动医学影像科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31