CN103902801B - 肝灌注的仿真方法和肝灌注的定量测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种肝灌注的仿真方法和肝灌注的定量测试方法。所述肝灌注的仿真方法包括：建立肝脏模型，所述肝脏模型的输入包括至少一个输入至所述肝脏模型的造影剂浓度曲线及与所述造影剂浓度曲线对应的权重系数,其中,所述造影剂浓度曲线为显性参数、所述造影剂浓度曲线对应的权重系数为隐性参数；根据所述隐性参数的不同组合和所述显性参数获取所述肝脏模型的肝细胞造影剂浓度曲线,作为所述肝脏模型的输出,以对肝灌注进行仿真。所述肝灌注的定量测试方法基于所述肝灌注的仿真方法进行。本发明肝灌注的仿真方法和肝灌注的定量测试方法成本较低、操作简单。

Description

肝灌注的仿真方法和肝灌注的定量测试方法

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种肝灌注的仿真方法和肝灌注的定量测试方法。

背景技术

灌注表示血液通过毛细血管网将携带的氧及其他物质输送给周围组织的功能。肝灌注则表示血液通过腹部大动脉和肝门静脉等，将其内的氧气和其他物质输送给肝组织并加以利用或转化的过程，一般将之等同于血流过程。

电子计算机X射线断层扫描技术(electronic computer X-ray tomographytechnique，CT)灌注成像是在静脉注入造影剂后对选定层面行同层动脉扫描，以获得该层面内每一像素的时间-密度曲线(time-density curve，TDC)，之后根据所述曲线，基于不同的数学模型计算例如平均穿过时间(MTT)、峰值时间(TTP)和分布容积(DV)等的灌注参数，从而以所述灌注参数评价组织、器官的灌注状态。

现有技术中发展了多种数学模型计算所述灌注参数，例如，在公开号为US2010028850A1的美国专利申请中公开了一种肝灌注的数学算法。通常在发展了一种新的数学算法之后，为了验证所述数学算法的正确性，需要进行定量测试。具体地，定量测试是将新的数学模型获得的灌注参数与金标准对应的灌注参数进行误差分析，如果在误差允许的范围内，则所述数学模型的准确性符合要求，如果超出误差允许的范围，则所述数学模型的准确性未达到标准。

现有技术采用人体物理仿真模型建立金标准，以实现定量测试，但是由于人体物理仿真模型价格昂贵，普及率不高。此外，采用人体物理仿真模型时在进行定量测试时需要不断进行CT扫描，所以对算法的验证带来诸多不便。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种成本低的肝灌注的仿真方法和肝灌注的定量测试方法。

为了解决上述问题，本发明提供一种肝灌注的仿真方法，包括：建立肝脏模型，所述肝脏模型的输入包括至少一个输入至所述肝脏模型的造影剂浓度曲线及与所述造影剂浓度曲线对应的权重系数，其中，所述造影剂浓度曲线为显性参数、所述造影剂浓度曲线对应的权重系数为隐性参数；根据所述隐性参数的不同组合和所述显性参数获取所述肝脏模型的肝细胞造影剂浓度曲线，作为所述肝脏模型的输出，以对肝灌注进行仿真。

可选地，在建立肝脏模型之后，获取所述肝脏模型的肝细胞造影剂浓度曲线之前，还包括：基于CT扫描获取所述显性参数；提供隐性参数的值域范围，对值域范围内的任一隐性参数进行组合，获得不同隐性参数的组合。

可选地，肝脏模型的输入还包括修正参数,所述修正参数用于对输入至所述肝脏模型的造影剂浓度曲线进行延迟修正；所述仿真方法在提供隐性参数的值域范围之后，获取所述肝脏模型的肝细胞造影剂浓度曲线之前还包括：提供修正系数的值域范围；所述获取所述肝脏模型的肝细胞造影剂浓度曲线的步骤包括：结合所述显性参数，对于任一组的隐性参数和修正参数的组合，通过所述肝脏模型获得所述肝脏模型的肝细胞造影剂浓度曲线。

可选地，所述提供隐性参数的值域范围的步骤包括：将所述隐性参数设置为均匀变化的值。

可选地，所述肝脏模型为双输入单室模型、双输入双室模型或双输入三室模型的肝脏模型。

可选地，所述肝脏模型为双输入单室模型，有以下关系式：其中，腹部大动脉的造影剂浓度曲线C_a(t)、肝门静脉的造影剂浓度曲线C_p(t)为所述显性参数；腹部大动脉的权重系数K_a、肝门静脉的权重系数K_p以及残余函数的变量K₂为所述隐性参数；C_L(t)为肝细胞的造影剂浓度曲线，为所述双输入单室模型的输出。

可选地，基于CT扫描获取显性参数的步骤包括：从CT扫描获得的图像中提取一组腹部大动脉的造影剂浓度曲线C_a(t)、肝门静脉的造影剂浓度曲线C_p(t)。

可选地，还包括设置所述隐性参数的值域范围，其中，设置K_a的值域范围为[0.01:0.01:1.0]，K_p值域范围为[1.0:-0.01:0.01]，1/K₂的值域范围为[16:-0.12:4.12]。

可选地，还包括提供所述隐性参数的值域范围的步骤，其中，将K₂设置为定值，设置K_a值域范围为[0.01:0.01:1.0]，K_p值域范围为[1.0:-0.01:0.01]。

可选地，所述双输入单室模型的输入还包括对输入至所述肝脏模型的造影剂浓度曲线进行延迟修正的修正参数：腹部大动脉的延迟时间τ_a、肝门静脉的延迟时间τ_p；设置所述腹部大动脉的延迟时间τ_a、肝门静脉的延迟时间τ_p在-2至2的范围内随机选取整数；获取所述肝脏模型的肝细胞造影剂浓度曲线的步骤包括：结合所述腹部大动脉的造影剂浓度曲线C_a(t)、肝门静脉的造影剂浓度曲线C_p(t)，对于值域范围内的任一组的K_a、K_p、K₂和τ_a、τ_p的组合，通过双输入单室获得所述肝脏模型的肝细胞造影剂浓度曲线。

可选地，在获取任一组的所述肝脏模型的输出后还包括：输出仿真肝灌注图像。

可选地，所述肝脏模型为双输入单室模型，所述仿真肝灌注图像设置有多个功能区域，包括：与所述显性参数对应的腹部大动脉、肝门静脉的功能区域，以及与所述肝脏模型的输出对应的肝脏的功能区域。

可选地，在仿真肝灌注图像中采用不同的图形表示所述不同的功能区域。

可选地，所述仿真肝灌注图像的背景为空气，所述功能区域还包括骨头区域和脾脏区域之一或组合。

可选地，所述肝脏的功能区域分为1×1~512×512个子区域，所述子区域内的造影剂浓度曲线相同。

相应地，本发明还提供一种肝灌注的定量测试方法，包括：根据所述的肝灌注的仿真方法建立仿真模型；提供肝灌注算法；通过所述肝灌注算法进行计算，输入所述仿真模型中的显性参数和计算结果，输出通过所述肝灌注算法获得的计算隐性参数；对所述计算隐性参数与仿真模型中与所述显性参数和计算结果对应的隐性参数进行误差分析，以判断肝灌注算法的准确性是否符合要求。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

根据肝脏模型，获得了与不同隐性参数的组合、显性参数相对应的肝细胞造影剂浓度曲线，从而建立了一套仿真模型，所述仿真模型提供了肝脏模型多种可能的输入，还获得了与所述输入相对应的输出，因此可用于对肝灌注算法进行定量测试，无需采用人体物理仿真模型建立金标准，具有较低的成本。

附图说明

图1是本发明肝灌注的仿真方法一实施方式的流程示意图；

图2是本发明肝灌注的仿真方法第一实施例的流程示意图；

图3是图2所示肝灌注的仿真方法中隐性参数组合一实施例的示意图；

图4是图2所示肝灌注的仿真方法输出的仿真肝灌注图像一实施例的示意图；

图5是本发明肝灌注的仿真方法第二实施例的流程示意图；

图6是图5所示第二实施例的结构图；

图7是本发明肝灌注的定量测试方法一实施方式的流程示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。

为了解决上述问题，本发明提供一种肝灌注的仿真方法。参考图1，示出了本发明肝灌注的仿真方法一实施方式的流程示意图。所述仿真方法大致包括以下步骤：

步骤S11，建立肝脏模型，所述肝脏模型的输入包括至少一个输入至所述肝脏模型的造影剂浓度曲线及与所述造影剂浓度曲线对应的权重系数，其中,所述造影剂浓度曲线为显性参数、所述造影剂浓度曲线对应的权重系数为隐性参数；

步骤S12，根据所述隐性参数的不同组合和所述显性参数获取所述肝脏模型的肝细胞造影剂浓度曲线，作为所述肝脏模型的输出，以对肝灌注进行仿真。

本发明提供的肝灌注的仿真方法，根据肝脏模型，获得了与不同隐性参数的组合、显性参数相对应的肝细胞造影剂浓度曲线，从而建立了一套仿真模型。所述仿真模型提供了肝脏模型多种可能的输入，还获得了与所述输入相对应的输出，因此可用于对肝灌注算法进行定量测试，本发明提供的肝灌注的仿真方法无需采用人体物理仿真模型建立金标准，具有较低的成本。

下面结合附图和具体实施例对本发明肝灌注的仿真方法进行详细介绍。

参考图2，示出了本发明肝灌注的仿真方法第一实施例的流程示意图。本实施例以肝脏模型为双输入单室模型进行说明，但是本发明对此不作限制，在其他实施例中，所述肝脏模型还可以是双输入双室模型或双输入三室模型的肝脏模型。具体地，如图2所示,本实施例肝灌注的仿真方法大致包括以下步骤：

执行步骤S111，建立双输入单室的肝脏模型。在双输入单室的肝脏模型中，将肝脏(包括细胞、肝窦、间质成分)看作为一个隔室，所述隔室具有肝动脉、肝门静脉两个输入，所述隔室输出的为肝静脉。

具体地，在双输入单室的肝脏模型中具有以下关系式：

其中，所述C_L(t)为肝细胞的造影剂浓度曲线，为所述双输入单室模型的输出。所述C_a(t)为腹部大动脉的造影剂浓度曲线、C_p(t)为肝门静脉的造影剂浓度曲线，为所述双输入单室模型的输入；K_a为腹部大动脉的权重系数、K_p肝门静脉的权重系数，为造影剂残余函数，K₂为所述造影剂残余函数的变量。

执行步骤S112,基于CT扫描获取腹部大动脉的造影剂浓度曲线和肝门静脉造影剂浓度曲线，以作为显性参数。此处，显性参数的意思指的是在对新的算法进行定量测试的过程中，可以通过测量方法、测试手段而获得的参数。

需要说明的是，本实施例是通过CT扫描获得腹部大动脉的造影剂浓度曲线C_a(t)和肝门静脉造影剂浓度曲线C_p(t)的，但是本发明对此不作限制，还可以基于其他方式获得腹部大动脉的造影剂浓度曲线和肝门静脉造影剂浓度曲线。

还需要说明的是，在CT扫描的过程中可以获得一个时间序列的CT肝灌注图像，实际仿真过程中可以从CT扫描获得的图像中任意提取一组腹部大动脉的造影剂浓度曲线C_a(t)、肝门静脉造影剂浓度曲线C_p(t)作为显性参数。因此，在本发明肝灌注的仿真过程中无需不断地进行CT扫描，操作比较简单。

执行步骤S113，以腹部大动脉的权重系数、肝门静脉的权重系数以及残余函数的变量为隐性参数，提供腹部大动脉的权重系数、肝门静脉的权重系数以及残余函数的变量的值域范围，对值域范围内的各隐性参数进行组合，获得不同隐性参数的组合。此处，隐性参数的意思指的是对新的算法进行定量测试的过程中，在获得显性参数后基于新的算法，需要获得的参数。具体地，此处的隐性参数用于获得肝灌注参数的变量,例如：平均穿过时间(MTT)、峰值时间(TTP)和分布容积(DV)、动静脉血流量(HAP/PVP)、肝灌注指数(HPI)等。

具体地，本实施例中，HAP=K_a；PVP=K_p；MTT=K₂；DV=(K_a+K_p)/K₂；HPI=K_a/(K_a+K_p)。因此，以腹部大动脉的权重系数K_a、肝门静脉的权重系数K_p以及残余函数的变量K₂为隐性参数。

实际的仿真方法中可以自行固定或变化隐性参数的值域范围，从而使隐性参数成为可适用于不同测试要求的测试数据。在本实施例中，提供腹部大动脉的权重系数、肝门静脉的权重系数以及残余函数的变量的值域范围的步骤中，将所述隐性参数设置为均匀变化的数值，这样在值域范围内进行取值的方法比较简单而且不容易遗漏。

具体地，设置K_a值域范围为[0.01:0.01:1.0]，即腹部大动脉的权重系数K_a从0.01至1按照0.01的间隔进行取值，即：K_a的值包括：0.01、0.02、0.03、0.04……0.98、0.99、1。

类似地，设置K_p值域范围为[1.0:-0.01:0.01]，1/K₂的值域范围为[16:-0.12:4.12]。

需要说明的是，在其他实施例中还可以采用其他方式对隐性参数进行取值，例如，在通过最大斜率法进行肝脏仿真时，可设置MTT为一定值，即将K₂设置为定值，设置K_a值域范围为[0.01:0.01:1.0]，K_p值域范围为[1.0:-0.01:0.01]。本发明对隐性参数值域范围内的取值方式不作限制。

还需要说明的是，可以基于仿真精度设置值域范围内取值的间隔。本实施例中，K_a、K_p取值的间隔为0.01，从而获得100个K_a、K_p的值，而1/K₂的取值间隔为0.12，也获得了100个1/K₂值，基于图3所示的变化方式进行取值，即可模拟出与100×100种隐性参数对应的双输入单室的肝脏模型的输出。间隔越小可获得的隐性参数的组合越多，仿真精度越高但是计算数据较多计算较为复杂。而间隔越大可以获得的隐性参数的组合越少，仿真精度越低,但使得计算简单且快速，实际应用中可根据实际需求对所述取值的间隔进行设置。优选地，隐性参数组合的数量位于1×1~512×512的范围内。

在获得隐性参数的各个值之后，对值域范围内的各隐性参数进行组合，获得不同隐性参数的组合。

参考图3，示意出了本实施例隐性参数组合的示意图。其中a、b、c分别示意K_a、K_p、1/K₂的值，图中灰度的高低与隐性参数的值的大小成正比。

由于对于双输入单室模型而言，输入的是腹部大动脉和肝门静脉，两者的权重系数K_a和K_p相互关联，K_a高则K_p低，K_a低则K_p高，因此，在图3中，K_a和K_p在Y方向上变化，但是变化趋势相反。而1/K₂与K_a、K_p并不相互关联，因此1/K₂取值的变化方向在X方向上进行变化。

图3所示的a中，K_a自上至下的值逐渐减小，即自上至下的值为1、0.99……0.02、0.01。图3所示的b中，K_p自上至下的值逐渐增大，即自上至下的值为0.01、0.02……0.99、1。类似地，在图3所示的c中，1/K₂取值自右至左的值逐渐减小，即自右至左的值为16、15.88……4.24、4.12。

本实施例中，对应于图中左上第一个子区域的隐性参数组合为K_a为1、K_p为0.01，1/K₂为4.12，右上第一个子区域的隐性参数的组合为K_a为1、K_p为0.01，1/K₂为16，左下第一个子区域的隐性参数组合为K_a为0.01、K_p为1，1/K₂为4.12，右下第一个子区域的隐性参数的组合为K_a为0.01、K_p为1，1/K₂为16。其他子区域点依次类推，从而可以获得100×100种隐性参数的组合，以获得100×100种隐性参数的组合所对应的双输入单室的肝脏模型的输出

还需要说明的是，在获得各个隐性参数的值之后，还可以采用不同的方式进行组合，本发明不限制图3所示的隐性参数组合的方式。

执行步骤S114，基于所述隐性参数的组合、显性参数，根据双输入单室的肝脏模型获得肝细胞的造影剂浓度曲线。

具体地，基于步骤S112中通过CT扫描获得的腹部大动脉的造影剂浓度曲线C_a(t)和肝门静脉造影剂浓度曲线C_p(t)。

基于步骤S113中K_a、K_p、1/K₂获得的隐性参数的组合，通过关系式计算出肝细胞的造影剂浓度曲线C_L(t)。

本实施例中，隐性参数的组合有100×100种，因此，最终可获得与各隐性参数对应的100×100个肝细胞的造影剂浓度曲线C_L(t)，以完成肝灌注的仿真。

继续参考图2，需要说明的是，在较佳实施例中，在获得肝细胞的造影剂浓度曲线C_L(t)之后还包括：执行步骤S115，输出仿真肝灌注图像。具体地，所述仿真肝灌注图像可以采用灰度值表示所述显性参数、隐性参数以及与所述显性参数和隐性参数相对应的肝脏模型的输出(即肝细胞的造影剂浓度曲线C_L(t))。所述仿真肝灌注图像可提供更直观的仿真结果，便于进行定量测试。

参考图4，示出了图2所示实施例获得的仿真肝灌注图像一实施例的示意图。需要说明的是，此处图4仅作为示例说明不同的功能区域，但是没有采用实际的灰度值表示显性参数、隐性参数和肝脏模型的输出，不应以此限制本发明。

具体地，本实施例仿真肝灌注图像的背景为空气，并示意了多个功能区域。例如：与所述显性参数对应的腹部大动脉区域101、肝门静脉的功能区域102，以及与所述肝脏模型的输出对应的肝脏的功能区域105。

本实施例中，肝脏的功能区域105包括100×100的子区域，所述子区域内的肝细胞的造影剂浓度曲线相同。

具体地，结合参考图3，肝脏的功能区域105左上第一个子区域表示的是基于隐性参数组合：K_a为1、K_p为0.01，1/K₂为4.12获得的肝细胞的造影剂浓度曲线C_L(t)；右上第一个子区域表示的是基于隐性参数的组合：K_a为1、K_p为0.01，1/K₂为16获得的肝细胞的造影剂浓度曲线C_L(t)；左下第一个子区域表示的是基于隐性参数的组合：K_a为0.01、K_p为1，1/K₂为4.12获得的肝细胞的造影剂浓度曲线，右下第一个子区域表示的是基于隐性参数的组合：K_a为0.01、K_p为1，1/K₂为16获得的肝细胞的造影剂浓度曲线C_L(t)，其他子区域依次类推。需要说明的是，图5未采用实际的灰度值表示不同肝细胞的造影剂浓度曲线C_L(t)，不应以此限制本发明。

肝脏的功能区域划分越多，仿真数据越多，但是仿真的计算量较大；肝脏的功能区域划分越少，仿真的计算量较少运行较快，但是仿真的数据越少。优选地，所述肝脏的功能区域分为1×1~512×512个子区域。

继续参考图4，优选地，本实施例仿真肝灌注图像还示出了脾脏区域103，所述脾脏区域103是为了方便在进行定量测试时采用最大斜率法的肝灌注算法，但是在其他肝灌注算法中可省略所述脾脏区域103。

本实施例仿真肝灌注图像还示出了骨头区域104，提供较多的功能区域以便于适用较多的肝灌注算法。

需要说明的是，本实施例仿真肝灌注图像中采用不同的图形表示所述不同的功能区域，例如圆形表示与所述显性参数对应的腹部大动脉区域101、六边形表示脾脏区域103等，以便于区分不同的功能区域。但是本发明对是否采用不同的图形表示功能区域不作限制，在其他实施例中还可以采用不同的位置表示不同的功能区域。

综上，本发明提供的肝灌注仿真方法无需采用人体物理仿真模型建立金标准，具有较低的成本；而且无需不断地进行CT扫描，操作比较简单。

参考图5、图6，分别示出了本发明肝灌注的仿真方法第二实施例的流程示意图和结构图。本实施例与第一实施例的不同之处在于肝脏模型的输入除了包括显性参数和隐性参数之外还包括修正参数，所述修正参数用于对仿真模型进行微调整，以使肝灌注的仿真更接近实际的肝灌注情形。此处仍以双输入单室模型进行说明，不应以此限制本发明。

具体地，本实施例肝灌注的仿真方法大致包括以下步骤：

执行步骤S121，建立双输入单室的肝脏模型。

实际应用中，肝门静脉造影剂浓度的时间曲线与肝动脉造影剂浓度的时间曲线两者的峰值之间具有一定的延迟时间，本实施例的双输入单室的肝脏模型中以延迟时间作为修正参数。相应地，本实施例的双输入单室的肝脏模型具有以下关系式：其中所述τ_a、τ_p分别表示腹部大动脉的延迟时间、肝门静脉的延迟时间。

执行步骤S122，基于CT扫描获取腹部大动脉的造影剂浓度曲线和肝门静脉造影剂浓度曲线，以作为显性参数。本步骤与第一实施例的步骤S112相同，在此不再赘述。

执行步骤S123，以腹部大动脉的权重系数、肝门静脉的权重系数、残余函数的变量、腹部大动脉的延迟时间和肝门静脉的延迟时间为隐性参数，提供腹部大动脉的权重系数、肝门静脉的权重系数、残余函数的变量、腹部大动脉的延迟时间和肝门静脉的延迟时间的值域范围，对值域范围内的各隐性参数进行组合，获得不同隐性参数的组合。

本步骤与第一实施例的步骤S113的相同之处不再赘述，本步骤与第一实施例的步骤S113的不同之处在于，本步骤还将腹部大动脉的延迟时间τ_a、肝门静脉的延迟时间τ_p作为隐性参数，并对所述τ_a、τ_p提供值域范围，并对τ_a、τ_p进行隐性参数的组合。

具体地，所述腹部大动脉的延迟时间τ_a、肝门静脉的延迟时间τ_p在-2至2的范围内随机选取整数并进行组合。例如τ_a为1，τ_p为2；τ_a为1，τ_p为1……依次类推。

执行步骤S124，基于所述隐性参数的组合、显性参数，根据双输入单室的肝脏模型获得肝细胞的造影剂浓度曲线。

具体地，基于步骤S122中通过CT扫描获得的腹部大动脉的造影剂浓度曲线C_a(t)和肝门静脉造影剂浓度曲线C_p(t)。

基于步骤S123中K_a、K_p、1/K₂、τ_a、τ_p的隐性参数的组合，通过关系式计算出肝细胞的造影剂浓度曲线C_L(t)。

较佳地，为了使肝灌注的仿真结果更加直观，还包括：执行步骤S125，输出仿真肝灌注图像。所述仿真肝灌注图像中不同子区域的肝细胞的造影剂浓度曲线C_L(t)与不同的K_a、K_p、1/K₂、τ_a、τ_p的隐性参数的组合相对应。

需要说明的是，本实施例以延迟时间作为修正参数进行说明，但是本发明对此不作限制，还可以以其他物理参数作为修正参数，以获得更符合肝灌注实际情形的仿真方法。

相应地，本发明还提供一种定量测试方法，参考图7，示出了本发明肝灌注的定量测试方法一实施方式的流程示意图。本实施方式肝灌注的定量测试方法大致包括以下步骤：

执行步骤S1，根据肝灌注的仿真方法建立仿真模型。此处肝灌注的仿真方法采用本发明肝灌注的仿真方法，请参考前述描述，在此不再赘述。

执行步骤S2，提供肝灌注算法，此处所述肝灌注算法为待进行定量测试的肝灌注算法。具体地，可通过最大斜率法在内的多种算法进行肝灌注算法，本发明对肝灌注算法的种类不作限制。

执行步骤S3，通过所述肝灌注算法进行计算，输入所述仿真模型中的显性参数和计算结果，输出通过所述肝灌注算法获得的计算隐性参数。

具体地在提供肝灌注算法之后，向所述肝灌注算法输入肝灌注的仿真方法中所用的显性参数，例如：腹部大动脉的造影剂浓度曲线C_a(t)和肝门静脉造影剂浓度曲线C_p(t)。之后基于肝脏模型(例如双输入单室模型)和相对应的输出(例如：肝灌注的仿真方法获得的每一肝细胞的造影剂浓度曲线C_L(t))，获得与每一肝细胞的造影剂浓度曲线C_L(t)对应的一组或多组计算隐性参数(例如：K_a、K_p、1/K₂)。

执行步骤S4，在对所述计算隐性参数与仿真模型中与所述显性参数和计算结果对应的隐性参数进行误差分析，以判断肝灌注算法的准确性是否符合要求。

具体地，基于步骤S3获得的计算隐性参数与仿真方法中提供的隐性参数进行比较，如果计算隐性参数与所述肝灌注的仿真方法中的隐性参数之间的差别位于误差容忍的范围内，则肝灌注算法的准确性符合要求；如果计算隐性参数与所述仿真方法中的隐性参数之间的差别超出误差容忍的范围内，则肝灌注算法的准确性不符合要求。此处所述误差容忍的范围可基于定量测试的要求自行进行设置，从而提高了灵活性。

本发明提供的肝灌注的定量测试方法无需采用人体物理仿真模型建立金标准，成本较低；此外，还无需不断地进行CT扫描，操作比较简单。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (13)

1.一种肝灌注的仿真方法，其特征在于，包括：

建立肝脏模型，所述肝脏模型的输入包括至少一个输入至所述肝脏模型的造影剂浓度曲线及与所述造影剂浓度曲线对应的权重系数，其中，所述造影剂浓度曲线为显性参数、所述造影剂浓度曲线对应的权重系数为隐性参数；

根据所述隐性参数的不同组合和所述显性参数获取所述肝脏模型的肝细胞造影剂浓度曲线，作为所述肝脏模型的输出，以对肝灌注进行仿真；

所述肝脏模型为双输入单室模型，有以下关系式：其中，腹部大动脉的造影剂浓度曲线C_a(t)、肝门静脉的造影剂浓度曲线C_p(t)为所述显性参数；腹部大动脉的权重系数K_a、肝门静脉的权重系数K_p以及残余函数的变量K₂为所述隐性参数；C_L(t)为肝细胞的造影剂浓度曲线，为所述双输入单室模型的输出。

2.如权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，在建立肝脏模型之后，获取所述肝脏模型的肝细胞造影剂浓度曲线之前，还包括:

基于CT扫描获取所述显性参数；

提供隐性参数的值域范围，对值域范围内的任一隐性参数进行组合，获得不同隐性参数的组合。

3.如权利要求2所述的仿真方法，其特征在于，肝脏模型的输入还包括修正参数,所述修正参数用于对输入至所述肝脏模型的造影剂浓度曲线进行延迟修正；

所述仿真方法在提供隐性参数的值域范围之后，获取所述肝脏模型的肝细胞造影剂浓度曲线之前还包括：提供修正系数的值域范围；

所述获取所述肝脏模型的肝细胞造影剂浓度曲线的步骤包括：结合所述显性参数，对于任一组的隐性参数和修正参数的组合，通过所述肝脏模型获得所述肝脏模型的肝细胞造影剂浓度曲线。

4.如权利要求2所述的仿真方法，其特征在于，所述提供隐性参数的值域范围的步骤包括：将所述隐性参数设置为均匀变化的值。

5.如权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，基于CT扫描获取显性参数的步骤包括：从CT扫描获得的图像中提取一组腹部大动脉的造影剂浓度曲线C_a(t)、肝门静脉的造影剂浓度曲线C_p(t)。

6.如权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，还包括设置所述隐性参数的值域范围，其中，设置K_a的值域范围为[0.01:0.01:1.0]，K_p值域范围为[1.0:-0.01:0.01]，1/K₂的值域范围为[16:-0.12:4.12]。

7.如权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，还包括提供所述隐性参数的值域范围的步骤，其中，将K₂设置为定值，设置K_a值域范围为[0.01:0.01:1.0]，K_p值域范围为[1.0:-0.01:0.01]。

8.如权利要求6或7所述的仿真方法，其特征在于，所述双输入单室模型的输入还包括对输入至所述肝脏模型的造影剂浓度曲线进行延迟修正的修正参数：腹部大动脉的延迟时间τ_a、肝门静脉的延迟时间τ_p；

设置所述腹部大动脉的延迟时间τ_a、肝门静脉的延迟时间τ_p在-2至2的范围内随机选取整数；

获取所述肝脏模型的肝细胞造影剂浓度曲线的步骤包括：结合所述腹部大动脉的造影剂浓度曲线C_a(t)、肝门静脉的造影剂浓度曲线C_p(t)，对于值域范围内的任一组的K_a、K_p、K₂和τ_a、τ_p的组合，通过双输入单室获得所述肝脏模型的肝细胞造影剂浓度曲线。

9.如权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，在获取任一组的所述肝脏模型的输出后还包括：输出仿真肝灌注图像。

10.如权利要求9所述的仿真方法，其特征在于，所述肝脏模型为双输入单室模型，所述仿真肝灌注图像设置有多个功能区域，包括：与所述显性参数对应的腹部大动脉、肝门静脉的功能区域，以及与所述肝脏模型的输出对应的肝脏的功能区域。

11.如权利要求10所述的仿真方法，其特征在于，在仿真肝灌注图像中采用不同的图形表示所述不同的功能区域。

12.如权利要求10所述的仿真方法，其特征在于，所述仿真肝灌注图像的背景为空气，所述功能区域还包括骨头区域和脾脏区域之一或组合。

13.如权利要求10所述的仿真方法，其特征在于，所述肝脏的功能区域分为1×1～512×512个子区域，所述子区域内的造影剂浓度曲线相同。