CN110584639A - 一种对cta冠状动脉图像进行数据处理预测ffr的方法 - Google Patents

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Abstract

一种对CTA冠状动脉图像进行数据处理预测FFR的方法，属于图像处理和建立模型领域，是一种基于CTA图像无创预测FFR的一种新方法。获得冠心病患者的CTA图像之后，进行冠脉三维模型重建；测得冠状动脉各分支血管的体积(V)；通过冠状动脉的血管长度确定各血管的灌注面积(M)；根据CTA图像获取的数据来计算出单支血管上的V/M值；冠状动脉单支血管的体积质量比可以无创的预测与FFR之间的关系，单支血管的V/M阈值16.92等同于FFR为0.8，当单支血管V/M大于该阈值时，FFR大于0.8，小于该阈值时FFR小于0.8。该方法可以建立一种准确的预测模型来反映与FFR之间的关系。

Description

一种对CTA冠状动脉图像进行数据处理预测FFR的方法
技术领域：
本发明属于图像处理和建立模型领域，是一种对CTA冠状动脉图像进行数据处理预测FFR的方法。
背景技术：
临床上FFR(血流储备分数)的应用有很大的局限性，该方法对于判断心肌缺血是有创的，并且费用比较昂贵。研究表明整体冠状动脉体积(V)和左心室心肌质量(M)与FFR值有相关性，通过计算整体V/M来预测与FFR值的关系，反映的是一种整体冠脉容积与左心室心肌的供需关系。但由于FFR值是对应到每一支血管上的且测量是有创的，所以应该建立一种更准确的对CTA冠状动脉图像进行数据处理的方法，使其能够无创的反映与FFR值之间的关系。
发明内容：
本发明提出了一种对CTA冠状动脉图像进行数据处理预测FFR的方法，相较于以往的方法，该方法的优点在于深入的考虑了冠状动脉单支血管的上的供需关系，仅仅通过对CTA冠状动脉图像进行数据处理得到通过血管体积和所对应的心肌质量来反映或预测与FFR值的关系。
本发明一种对CTA冠状动脉图像进行数据处理预测FFR的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1.1获取冠心病患者CTA冠状动脉图像，进行三维重建，获取病人冠状动脉三维模型，尤其获得STL格式的三维模型；
1.2冠状动脉血管分支体积(V)的测量；
1.3冠状动脉单支血管灌注面积(M)的确定；
1.4求出冠状动脉单支血管的V/M值，V/M值可以用于预测FFR。
进一步所述的步骤1.1包括：
2.1从医院获取冠心病患者的CTA图像。
2.2把从医院获取的CTA图像DICOM格式导入到重建软件中；
2.3将图像导入软件Mimics中后，为了选取感兴趣区域，选择合适的图像阈值；
2.4在选取完阈值之后，需要选择动态区域增长，将具有相似性质的像素集中起来构成区域，分离出冠状动脉和其他软组织结构；
2.5经过阈值选取、动态区域增长之后，开始重建出感兴趣区域冠状动脉结构，获取病人的三维模型STL格式。
进一步所述步骤1.2包括：
3.1将所述步骤2.5中得到的冠状动脉结构的STL格式导入到模型处理软件Geomagic studio 12版本中，将冠状动脉三维模型进行体积的测量；
3.2用模型分割软件中的分割功能将冠状动脉结构分为三部分：右冠状动脉(RCA)、左前降支(LAD)、左回旋支(LCX)；
3.3测出冠状动脉脉三个分支的体积。
进一步所述的步骤1.3包括：
4.1将步骤2.5中的STL重新导入重建软件Mimics中；
4.2利用Mimics拟合中心线的功能，拟合出冠状动脉RCA、LAD、LCX三支的血管中心线；
4.3通过拟合出的冠状动脉中心线，测出每个分支的长度Lrca、Llad、Llcx和冠状动脉总长度；
4.4根据心肌质量分配公式M＝Mtot*L0/L，其中M为所求单支血管对应的心肌质量，Mtot为左心室总的心肌质量，L0为对应单支血管的长度，L为冠状动脉总长，这样就可以求出单支血管所对应的心肌质量；
进一步优选所述步骤1.4包括：
5.1把所求的单支冠状动脉血管的体积(V)、心肌质量(M)进行比值计算，求的单支血管的V/M值。
本发明通过中位数16.92作为分界，即V/M＝16.92等同于FFR＝0.8，以16.92为界限，V/M大于16.92时，V/M越大相当于FFR越大；V/M小于16.92时V/M越小相当于FFR越小。
本发明的方法可以通过提前预测FFR的大概方向，从而进一步确定是否进行有创的检测FFR。
附图说明：
图1：本发明方法的结构和流程图；
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明和验证，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
本发明方法选用了19位冠心病患者的数据进行测试，通过压力导丝测量了患者的FFR，从医院获取冠心病患者的CTA图像按照发明内容进行冠状动脉三维重建和数据处理。
对冠状动脉右冠(RCA)、左前降支(LAD)、左回旋支(LCX)进行体积的测量，然后拟合出中心线，测量出每一支的冠状动脉长度，和总的冠状动脉长度，把左心室心肌质量分配到每一支冠状动脉血管上，求出单支血管上对应的灌注面积。
分别计算出这19例V/M值与每个单支血管上的V/M值。利用SPSS数据分析软件进行求中位数运算，得到冠状动脉V/M为18.61与单支血管V/M值16.92。
我们把计算出的中位数和单支血管的V/M中位数进行与FFR关系进行判断。
结果见下表：
从结果可知，根据本发明的方法预测FFR准确率更高。
本发明的方法可以通过提前预测FFR的大概方向，从而进一步确定是否进行有创的检测FFR。

Claims (6)

1.一种对CTA冠状动脉图像进行数据处理预测FFR的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1.1获取冠心病患者CTA冠状动脉图像，进行三维重建，获取病人冠状动脉三维模型，尤其获得STL格式的三维模型；
1.2冠状动脉血管分支体积(V)的测量；
1.3冠状动脉单支血管灌注面积(M)的确定；
1.4求出冠状动脉单支血管的V/M值，V/M值可以用于预测FFR。
2.按照权利要求1所述的一种对CTA冠状动脉图像进行数据处理预测FFR的方法，其特征在于，所述的步骤1.1包括：
2.1从医院获取冠心病患者的CTA图像。
2.2把从医院获取的CTA图像DICOM格式导入到重建软件中；
2.3将图像导入软件Mimics中后，为了选取感兴趣区域，选择合适的图像阈值；
2.4在选取完阈值之后，需要选择动态区域增长，将具有相似性质的像素集中起来构成区域，分离出冠状动脉和其他软组织结构；
2.5经过阈值选取、动态区域增长之后，开始重建出感兴趣区域冠状动脉结构，获取病人的三维模型STL格式。
3.按照权利要求1所述的一种对CTA冠状动脉图像进行数据处理预测FFR的方法，其特征在于，所述步骤1.2包括：
3.1将所述步骤2.5中得到的冠状动脉结构的STL格式导入到模型处理软件Geomagicstudio 12版本中，将冠状动脉三维模型进行体积的测量；
3.2用模型分割软件中的分割功能将冠状动脉结构分为三部分：右冠状动脉(RCA)、左前降支(LAD)、左回旋支(LCX)；
3.3测出冠状动脉脉三个分支的体积。
4.按照权利要求1所述的一种对CTA冠状动脉图像进行数据处理预测FFR的方法，其特征在于，所述的步骤1.3包括：
4.1将步骤2.5中的STL重新导入重建软件Mimics中；
4.2利用Mimics拟合中心线的功能，拟合出冠状动脉RCA、LAD、LCX三支的血管中心线；
4.3通过拟合出的冠状动脉中心线，测出每个分支的长度Lrca、Llad、Llcx和冠状动脉总长度；
4.4根据心肌质量分配公式M＝Mtot*L0/L，其中M为所求单支血管对应的心肌质量，Mtot为左心室总的心肌质量，L0为对应单支血管的长度，L为冠状动脉总长，这样就可以求出单支血管所对应的心肌质量。
5.按照权利要求1所述的一种对CTA冠状动脉图像进行数据处理预测FFR的方法，其特征在于，所述步骤1.4包括：
5.1把所求的单支冠状动脉血管的体积(V)、心肌质量(M)进行比值计算，求的单支血管的V/M值。
6.按照权利要求1所述的一种对CTA冠状动脉图像进行数据处理预测FFR的方法，其特征在于，通过中位数16.92作为分界，即V/M＝16.92等同于FFR＝0.8，以16.92为界限，V/M大于16.92时，V/M越大相当于FFR越大；V/M小于16.92时V/M越小相当于FFR越小。
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