CN116269293A - 冠状动脉的血流储备分数计算方法及其装置、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种冠状动脉的血流储备分数计算方法及其装置、电子设备和计算机可读存储介质，涉及医学图像处理领域。该方法包括：基于心脏医学图像的第一冠脉分割数据，确定冠状动脉包括的多个血管段各自对应的压力损失值；基于第一冠脉分割数据和心脏医学图像的斑块检测数据，确定斑块区域对应的附加压力损失值；基于多个血管段各自对应的压力损失值、斑块区域对应的附加压力损失值，确定冠状动脉的血流储备分数。该方法利用非侵入的方式获得血流储备分数，能够有效降低介入性损伤，保证病人安全。此外，由于无需使用压力导丝和血管扩张剂，从而有效降低经济成本。
Description
技术领域
本申请涉及医学图像处理领域，具体涉及一种冠状动脉的血流储备分数计算方法及其装置、电子设备和计算机可读存储介质。
背景技术
冠心病的主要病因是动脉硬化所致的冠脉狭窄。血流储备分数(Fractional FlowReserve，FFR)是冠脉狭窄功能性评价的公认指标。目前，临床上主要利用腺苷等血管扩张剂配合压力导丝测量血流储备分数。
然而，血管扩张剂和压力导丝不仅增加经济成本，而且存在一定的潜在风险。因此，亟须一种安全且低成本的血流储备分数计算方法。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种冠状动脉的血流储备分数计算方法及其装置、电子设备和计算机可读存储介质，以解决传统获得血流储备分数方法中存在的不安全和成本高的问题。
根据本申请实施例的第一方面，提供一种冠状动脉的血流储备分数计算方法，包括：基于心脏医学图像的第一冠脉分割数据，确定冠状动脉包括的多个血管段各自对应的压力损失值；基于第一冠脉分割数据和心脏医学图像的斑块检测数据，确定斑块区域对应的附加压力损失值；基于多个血管段各自对应的压力损失值、斑块区域对应的附加压力损失值，确定冠状动脉的血流储备分数。
在一个实施例中，基于心脏医学图像的第一冠脉分割数据，确定冠状动脉包括的多个血管段各自对应的压力损失值，包括：基于第一冠脉分割数据，确定冠状动脉树和冠状动脉树对应的血管半径数据，血管半径数据用于表征冠状动脉树的中线点对应的血管半径；基于血管半径数据，确定冠状动脉树对应的流量分配系数数据，流量分配系数数据用于表征冠状动脉树的中线点的流量分配系数；基于血管半径数据和流量分配系数数据，确定多个血管段各自的血管半径和血流量；基于多个血管段各自的血管半径和血流量，确定多个血管段各自对应的压力损失值。
在一个实施例中，基于血管半径数据，确定冠状动脉树对应的流量分配系数数据，包括：基于血管半径数据，确定血管截面积数据，血管截面积数据用于表征冠状动脉树的中线点的血管截面积；基于流量分配系数和血管截面积的次方数成反比的规律，确定流量分配系数数据。
在一个实施例中，基于血管半径数据和流量分配系数数据，确定多个血管段各自的血管半径和血流量，包括：针对多个血管段中的每个血管段，将血管半径数据中属于血管段的任意一个中线点的血管半径和流量分配系数，确定为血管段的血管半径和流量分配系数；基于预设的心脏血输出量和流量分配系数，确定血流量。
在一个实施例中，基于多个血管段各自的血管半径和血流量，确定多个血管段各自的压力损失值，包括：针对多个血管段中的每个血管段，基于对血管段的血管半径的幂指数求倒数，得到第一数值；基于血管段的血流量、长度和预设血流粘度系数的乘积，确定第二数值；基于第一数值和第二数值，确定血管段对应的压力损失值。
在一个实施例中，基于第一冠脉分割数据和心脏医学图像的斑块检测数据，确定斑块区域对应的附加压力损失值，包括：基于第一冠脉分割数据和斑块检测数据，确定斑块区域对应的斑块血管段的总长度值、位于斑块血管段两端的两个线性过渡段各自的长度值；基于斑块区域对应的斑块血管段的总长度值、两个线性过渡段各自的长度值，确定急性狭窄处的长度值；基于第一冠脉分割数据和斑块检测数据，确定斑块血管段两端的血管截面积和急性狭窄处的血管截面积；基于总长度值、两个线性过渡段各自的长度值、急性狭窄处的长度值、斑块血管段两端的血管截面积和急性狭窄处的血管截面积，确定附加压力损失值。
在一个实施例中，还包括：对心脏医学图像进行初次冠脉分割操作，得到心脏医学图像的第二冠脉分割数据；基于第二冠脉分割数据，利用种子点生长方式对心脏医学图像进行再分割，得到第一冠脉分割数据。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种冠状动脉的血流储备分数计算装置，包括：第一确定模块，配置为基于心脏医学图像的第一冠脉分割数据，确定冠状动脉包括的多个血管段各自对应的压力损失值；第二确定模块，配置为基于第一冠脉分割数据和心脏医学图像的斑块检测数据，确定斑块区域对应的附加压力损失值；第三确定模块，配置为基于多个血管段各自对应的压力损失值、斑块区域对应的附加压力损失值，确定冠状动脉的血流储备分数。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，在存储器中存储有计算机程序指令，计算机程序指令在被处理器运行时使得处理器执行如上述第一方面的冠状动脉的血流储备分数计算。
根据本申请实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令在被处理器运行时使得处理器执行如上述第一方面的冠状动脉的血流储备分数计算。
本申请实施例提供的冠状动脉的血流储备分数计算方法，通过获取多个血管段各自对应的压力损失值和斑块区域对应的附加压力损失值的方式，实现准确获得冠状动脉的血流储备分数的目的，从而实现辅助医生诊断的目的。该方法利用非侵入的方式获得血流储备分数，能够有效降低介入性损伤，保证病人安全。此外，由于无需使用压力导丝和血管扩张剂，从而有效降低经济成本。
附图说明
图1所示为本申请一实施例提供的冠状动脉的血流储备分数计算方法的流程示意图。
图2所示为本申请一实施例提供的基于心脏医学图像的第一冠脉分割数据，确定冠状动脉包括的多个血管段各自对应的压力损失值的流程示意图。
图3所示为本申请一实施例提供的斑块区域的血流流场分布的示意图。
图4所示为本申请一实施例提供的基于第一冠脉分割数据和心脏医学图像的斑块检测数据，确定斑块区域对应的附加压力损失值的流程示意图。
图5所示为对图3所示的斑块区域的建模示意图。
图6所示为本申请一实施例提供的冠状动脉的血流储备分数计算装置的结构示意图。
图7所示为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
近年我国心血管病患病率持续上升，冠心病作为心血管疾病的高发病症，是全球死亡率最高的疾病之一，冠心病的诊断治疗也备受重视。冠心病是由于动脉粥样硬化在冠状动脉中积累形成斑块而导致冠状动脉狭窄，从而降低供应心肌的血液量造成心肌缺血的疾病。因此，冠心病的主要病因是动脉硬化所致的冠脉狭窄。
血流储备分数指在冠状动脉存在狭窄病变的情况下，该血管所供心肌区域能获得的最大血流与同一区域理论上正常情况下所能获得的最大血流之比，可以简化为心肌最大充血状态下的狭窄远端冠状动脉内平均压(Pd)与冠状动脉口部主动脉平均压(Pa)的比值。血流储备分数可表明冠脉狭窄病变对远端血流产生的影响，用于评估心肌是否缺血，血流储备分数已经成为冠脉狭窄功能性评价的公认指标。
临床上，采用压力导丝介入方式测量血流储备分数，然而，一方面，介入式测量法不但操作过程复杂，存在损伤血管的风险，而且需要注射腺苷等血管扩张剂使血管充分扩张，常伴随着许多不良反应，引起身体不适。另一方面，压力导丝和血管扩张剂的价格昂贵，给病人造成巨大的经济负担。因此，血管扩张剂和压力导丝测量血流储备分数方法存在不安全和成本高的问题。
为了解决上述问题，本申请实施例提供一种血流储备分数计算方法，通过获取多个血管段各自对应的压力损失值和斑块区域对应的附加压力损失值的方式，实现准确获得冠状动脉的血流储备分数的目的，从而实现辅助医生诊断的目的。该方法利用非侵入的方式获得血流储备分数，能够有效降低介入性损伤，保证病人安全。此外，由于无需使用压力导丝和血管扩张剂，从而有效降低经济成本。
下面结合图1至图7详细介绍本申请实施例提及的冠状动脉的血流储备分数计算方法及其装置、电子设备和计算机可读存储介质。
示例性冠状动脉的血流储备分数计算方法
图1所示为本申请一实施例提供的冠状动脉的血流储备分数计算方法的流程示意图。如图1所示，该冠状动脉的血流储备分数计算方法包括如下步骤。
S101：基于心脏医学图像的第一冠脉分割数据，确定冠状动脉包括的多个血管段各自对应的压力损失值。
在一些实施例中，心脏医学图像指的是，拍摄的心脏的电子计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)图像。冠脉分割数据指的是在心脏医学图像中，利用标记将冠状动脉与背景区别开的数据。
上述提及的心脏医学图像的第一冠脉分割数据的获取方式可以为，利用预先训练好的冠脉分割网络对心脏医学图像进行初次冠脉分割操作，得到第二冠脉分割数据，基于初次分割结果确定包括多个种子点的种子点集合。基于种子点集合，利用种子点生长方式对心脏医学图像进行再分割，得到第一冠脉分割数据。由于初次冠脉分割操作的分割精度小于再分割的分割精度，第二冠脉分割数据的精度也要小于第一冠脉分割数据。因此，以更精准的第一冠脉分割数据作为后续计算压力损失值的基础，能够得到更准确的压力损失值。
根据人群均值，冠状动脉入口处的压力是已知的，因此，如果能够计算出冠状动脉的压力损失值(也可以称之为压降)的分布情况，那么就能得到冠状动脉的压力值分布情况，从而就能获得冠状动脉的血流储备分数。
考虑到血液在冠状动脉中的流动，属于不可压缩粘性流体在管体中定常流动，结合微积分的思维方式，将冠状动脉分割成多个血管段，那么每个血管段对应的压力损失值是类似于一个线性的压力损失值。因此，基于心脏医学图像的第一冠脉分割数据，模拟计算冠状动脉包括的多个血管段各自对应的压力损失值，能够为获得冠状动脉的血流储备分数提供基础。
S102：基于第一冠脉分割数据和心脏医学图像的斑块检测数据，确定斑块区域对应的附加压力损失值。
具体而言，考虑到冠状动脉的有斑块存在的地方，由于斑块会造成急速狭窄，因此，针对斑块区域，基于第一冠脉分割数据和心脏医学图像的斑块检测数据，模拟计算斑块区域对应的附加压力损失值，也能够为获得冠状动脉的血流储备分数提供基础。
S103：基于多个血管段各自对应的压力损失值、斑块区域对应的附加压力损失值，确定冠状动脉的血流储备分数。
在得到多个血管段各自对应的压力损失值和斑块区域对应的附加压力损失值之后，将多个血管段各自对应的压力损失值和斑块区域对应的附加压力损失值映射到冠状动脉上，从而得到冠状动脉的压损分布情况。由于冠状动脉入口处的压力(也就是冠状动脉口部主动脉平均压)是已知的，那么获得冠状动脉的压力损失值的分布情况，就能够得到冠状动脉的压力值分布情况。根据冠状动脉的压力值分布情况，计算冠状动脉上每个点的压力值和冠状动脉入口处的压力值的比值，得到冠状动脉的血流储备分数。
本申请实施例中，通过获取多个血管段各自对应的压力损失值和斑块区域对应的附加压力损失值的方式，实现准确获得冠状动脉的血流储备分数的目的，从而实现辅助医生诊断的目的。该方法利用非侵入的方式获得血流储备分数，能够有效降低介入性损伤，保证病人安全。此外，由于无需使用压力导丝和血管扩张剂，从而有效降低经济成本。
下面结合图2详细说明基于心脏医学图像的第一冠脉分割数据，确定冠状动脉包括的多个血管段各自对应的压力损失值的具体实现方式。
如图2所示，基于心脏医学图像的第一冠脉分割数据，确定冠状动脉包括的多个血管段各自对应的压力损失值，包括下列步骤。
S201：基于第一冠脉分割数据，确定冠状动脉树和冠状动脉树对应的血管半径数据。
基于冠状动脉的中心线，能够形成类似于一个树状的结构，因此，将其命名为冠状动脉树。上述提及的血管半径数据用于表征冠状动脉树的中线点对应的血管半径。
由于第一冠脉分割数据是基于种子点的生长的方式获得的，在得到第一冠脉分割数据的同时能够确定冠状动脉树。此外，由于第一冠脉分割数据能够将冠状动脉和背景区分开，因此，根据第一冠脉分割数据能够得到管腔分割数据，基于管腔分割数据能够得到冠状动脉树对应的血管半径数据。
S202：基于血管半径数据，确定冠状动脉树对应的流量分配系数数据。
流量分配系数数据用于表征冠状动脉树的中线点的流量分配系数。
示例性地，上述提及的基于血管半径数据，确定冠状动脉树对应的流量分配系数数据的具体实现方式为：基于血管半径数据，确定血管截面积数据，血管截面积数据用于表征冠状动脉树的中线点的血管截面积；基于流量分配系数和血管截面积的次方数成反比的规律，确定流量分配系数数据。
具体地，首先确定冠脉入口流量，即，心脏血输出量(比如，由人群均值确定的心脏血输出量80ml/s)。然后确定左冠脉和右冠脉的流量分配系数，比如，分别取自人群均值左冠脉流量分配系数LCA 0.7和右冠脉流量分配系数RCA 0.3。针对左冠脉，根据默里Murray定律(即，流量分配系数和血管截面积的次方数成反比的规律)分配左冠脉出口的流量分配系数，由左冠脉末端向左冠脉入口血管回溯，利用左冠脉入口处总流量分配系数归一化对应冠状动脉树的流量分配系数。针对右冠脉，根据默里Murray定律分配右冠脉出口的流量分配系数，由右冠脉末端向右冠脉入口血管回溯，利用右冠脉入口处总流量分配系数归一化对应冠状动脉树的流量分配系数，从而得到冠状动脉树对应的流量分配系数数据。
S203：基于血管半径数据和流量分配系数数据，确定多个血管段各自的血管半径和血流量。
示例性地，步骤S203可以被实现为，针对多个血管段中的每个血管段，将血管半径数据中属于血管段的任意一个中线点的血管半径和流量分配系数，确定为血管段的血管半径和流量分配系数。基于预设的心脏血输出量和流量分配系数，确定血流量。
具体地，在获得冠状动脉树之后，由于冠状动脉树是冠状动脉的中心线，将冠状动脉树分割为多个小段，则得到冠状动脉的多个血管段。由于多个血管段是结合微积分的思维方式划分的，则假设每个血管段的横截面积不发生改变且相等。因此，该血管段上的血管半径和流量分配系数是几乎等同的，血管半径数据中属于该血管段的任意一个中线点的血管半径和流量分配系数，都能确定为该血管段的血管半径和流量分配系数。
在此基础上，根据每个血管段在冠状动脉树上对应的位置，将血管半径数据中属于该血管段的任意一个中线点的血管半径和流量分配系数，确定为该血管段的血管半径和流量分配系数，并计算流量分配系数与心脏血输出量的乘积，得到该血管段的血流量。
S204：基于多个血管段各自的血管半径和血流量，确定多个血管段各自对应的压力损失值。
示例性地，步骤S204的具体实现方式为：针对多个血管段中的每个血管段，基于对血管段的血管半径的幂指数求倒数，得到第一数值；基于血管段的血流量、长度和预设血流粘度系数的乘积，确定第二数值；基于第一数值和第二数值，确定血管段对应的压力损失值。
在进一步实施例中，考虑到血液在冠状动脉中的流动属于不可压缩粘性流体在细管中定常流动，对于每个血管段而言，血管段的血管半径不变，血管段的压力损失线性的，因此利用下述泊肃叶定律公式计算血管段对应的压力损失值。
肃叶定律公式
其中，ΔP是压力损失值，L是血管段的长度值，u是预设血流粘度系数，Q血管段的血流量，r是血管半径。
本申请实施例中，通过上述方式，获得冠状动脉包括的多个血管段各自对应的压力损失值，从而实现为获得冠状动脉的血流储备分数提供基础的目的。
下面结合图3至图5详细说明基于第一冠脉分割数据和心脏医学图像的斑块检测数据，确定斑块区域对应的附加压力损失值的具体实现方式。
图3所示为本申请一实施例提供的斑块区域的血流流场分布的示意图。如图3所示，在斑块区域的血流流场是完全展开的情况，整个血流的流速截面呈现一个抛物线的形状，中线速度最快，边缘速度为0，但是经过急性狭窄处，不仅仅沿着层流方向有流速变化，垂直于血管方向同样有流速变化，层面内有血流的情况下就会导致有一部分能量耗散在层面内血流。在急性狭窄处的压降会高于泊肃叶线性下降区域，实际压力在急性狭窄处达到最低值，然后在远端逐渐恢复到线性下降范围。
由此可见，由于泊肃叶定律只能描述层流的场景，而存在急性狭窄处的血管内会出现比较复杂的流场，导致急性狭窄处远端的能量损失，使得通过急性狭窄处的压力下降低于线性压力下降，这个急性狭窄处相关的额外压力下降(minor loss)需要额外计算，也就是说，需要计算斑块区域对应的附加压力损失值。
如图4所示，基于第一冠脉分割数据和心脏医学图像的斑块检测数据，确定斑块区域对应的附加压力损失值，包括下列步骤。
S401：基于第一冠脉分割数据和斑块检测数据，确定斑块区域对应的斑块血管段的总长度值、位于斑块血管段两端的两个线性过渡段各自的长度值。
斑块检测数据是将斑块或支架从冠状动脉上分割出来的标记。根据第一冠脉分割数据和斑块检测数据，能够得到冠状动脉内每个斑块所在处的血管段，还能够确定斑块区域对应的斑块血管段的总长度值、以及位于斑块血管段两端的两个线性过渡段各自的长度值。
S402：基于斑块区域对应的斑块血管段的总长度值、两个线性过渡段各自的长度值，确定急性狭窄处的长度值。
具体地，斑块血管段的总长度值减去两个线性过渡段各自的长度值，则得到急性狭窄处的长度值。
S403：基于第一冠脉分割数据和斑块检测数据，确定斑块血管段两端的血管截面积和急性狭窄处的血管截面积。
具体地，由于斑块检测数据能够表明斑块具体形态，根据第一冠脉分割数据和斑块检测数据能够确定斑块血管段两端的血管截面积和急性狭窄处的血管截面积(也就是图3中最窄的位置的血管截面积)。
S404：基于总长度值、两个线性过渡段各自的长度值、急性狭窄处的长度值、斑块血管段两端的血管截面积和急性狭窄处的血管截面积，确定附加压力损失值。
在另外一些实施例中，上述步骤S401至S404的步骤均可以通过数学建模实现，比如Ansys建模软件。下面结合图5详细阐述如何利用数据建模计算附加压力损失值。
图5所示为对图3所示的斑块区域的建模示意图。如图5所示，对于狭窄处，斑块区域对应的斑块血管段的总长度值为L，急性狭窄处的长度值为L-Lps-Lsd，Lps和Lsd分别为急性狭窄处左右两侧的性过渡段各自的长度值。斑块血管段两端的血管截面积的入口处的截面面积Ap，出口处的面积Ad，急性狭窄处的截面面积As，再确定急性狭窄处的位置坐标，通过上述数据建立数学计算模型，数学计算模型计算经过急性狭窄处之后会引起压力下降的数值，即，附加压力损失值。
本申请实施例中，通过上述方式确定斑块区域对应的附加压力损失值，从而实现得到最准确的斑块狭窄类别检测结果的目的。
在通过上述实施例的当时获得冠状动脉的血流储备分数之后，将血流储备分数映射到冠状动脉的表面，能够得到最终的冠状动脉的血流动力学模拟结果，从而实现辅助医生诊断心肌缺血等疾病的目的。
上文结合图2至图5，详细描述了本公开的方法实施例，下面结合图6和图7，详细描述本公开的装置实施例。此外，应理解，方法实施例的描述与装置实施例的描述相互对应，因此，未详细描述的部分可以参见前面方法实施例。
示例性冠状动脉的血流储备分数计算装置
图6所示为本公开一实施例提供的冠状动脉的血流储备分数计算装置的结构示意图。如图6所示，本公开实施例提供的冠状动脉的血流储备分数计算装置600包括第一确定模块610、第二确定模块620和第三确定模块630。
在本公开实施例中，第一确定模块610被配置为，基于心脏医学图像的第一冠脉分割数据，确定冠状动脉包括的多个血管段各自对应的压力损失值。第二确定模块620被配置为，基于第一冠脉分割数据和心脏医学图像的斑块检测数据，确定斑块区域对应的附加压力损失值。第三确定模块630被配置为，基于多个血管段各自对应的压力损失值、斑块区域对应的附加压力损失值，确定冠状动脉的血流储备分数。
本申请实施例中，通过获取多个血管段各自对应的压力损失值和斑块区域对应的附加压力损失值的方式，实现准确获得冠状动脉的血流储备分数的目的，从而实现辅助医生诊断的目的。该方法利用非侵入的方式获得血流储备分数，能够有效降低介入性损伤，保证病人安全。此外，由于无需使用压力导丝和血管扩张剂，从而有效降低经济成本。
在一些实施例中，第一确定模块610进一步被配置为，基于第一冠脉分割数据，确定冠状动脉树和冠状动脉树对应的血管半径数据，血管半径数据用于表征冠状动脉树的中线点对应的血管半径；基于血管半径数据，确定冠状动脉树对应的流量分配系数数据，流量分配系数数据用于表征冠状动脉树的中线点的流量分配系数；基于血管半径数据和流量分配系数数据，确定多个血管段各自的血管半径和血流量；基于多个血管段各自的血管半径和血流量，确定多个血管段各自对应的压力损失值。
在一些实施例中，第一确定模块610进一步被配置为，基于血管半径数据，确定血管截面积数据，血管截面积数据用于表征冠状动脉树的中线点的血管截面积；基于流量分配系数和血管截面积的次方数成反比的规律，确定流量分配系数数据。
在一些实施例中，第一确定模块610进一步被配置为，针对多个血管段中的每个血管段，将血管半径数据中属于血管段的任意一个中线点的血管半径和流量分配系数，确定为血管段的血管半径和流量分配系数；基于预设的心脏血输出量和流量分配系数，确定血流量。
在一些实施例中，第一确定模块610进一步被配置为，针对多个血管段中的每个血管段，基于对血管段的血管半径的幂指数求倒数，得到第一数值；基于血管段的血流量、长度和预设血流粘度系数的乘积，确定第二数值；基于第一数值和第二数值，确定血管段对应的压力损失值。
在一些实施例中，第二确定模块620进一步被配置为，基于第一冠脉分割数据和斑块检测数据，确定斑块区域对应的斑块血管段的总长度值、位于斑块血管段两端的两个线性过渡段各自的长度值；基于斑块区域对应的斑块血管段的总长度值、两个线性过渡段各自的长度值，确定急性狭窄处的长度值；基于第一冠脉分割数据和斑块检测数据，确定斑块血管段两端的血管截面积和急性狭窄处的血管截面积；基于总长度值、两个线性过渡段各自的长度值、急性狭窄处的长度值、斑块血管段两端的血管截面积和急性狭窄处的血管截面积，确定附加压力损失值。
在一个实施例中，该冠状动脉的血流储备分数计算装置还包括第一冠脉分割数据确定模块，被配置为，对心脏医学图像进行初次冠脉分割操作，得到心脏医学图像的第二冠脉分割数据；基于第二冠脉分割数据，利用种子点生长方式对心脏医学图像进行再分割，得到第一冠脉分割数据。
示例性电子设备和计算机可读存储介质
图7所示为本公开一实施例提供的电子设备的结构示意图。图7所示的电子设备700(该电子设备700具体可以是一种计算机设备)包括存储器701、处理器702、通信接口703以及总线704。其中，存储器701、处理器702、通信接口703通过总线704实现彼此之间的通信连接。
存储器701可以是只读存储器(Read Only Memory，ROM)，静态存储设备，动态存储设备或者随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)。存储器701可以存储程序，当存储器701中存储的程序被处理器702执行时，处理器702和通信接口703用于执行本公开实施例的冠状动脉的血流储备分数计算方法的各个步骤。
处理器702可以采用通用的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，微处理器，应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)或者一个或多个集成电路，用于执行相关程序，以实现本公开实施例的冠状动脉的血流储备分数计算方法装置中的单元所需执行的功能。
处理器702还可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，本公开的冠状动脉的血流储备分数计算方法的各个步骤可以通过处理器702中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器702还可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本公开实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本公开实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器701，处理器702读取存储器701中的信息，结合其硬件完成本公开实施例的冠状动脉的血流储备分数计算方法装置中包括的单元所需执行的功能，或者执行本公开方法实施例的冠状动脉的血流储备分数计算方法。
通信接口703使用例如但不限于收发器一类的收发装置，来实现电子设备700与其他设备或通信网络之间的通信。
总线704可包括在电子设备700各个部件(例如，存储器701、处理器702、通信接口703)之间传送信息的通路。
应注意，尽管图7所示的电子设备700仅仅示出了存储器、处理器、通信接口，但是在具体实现过程中，本领域的技术人员应当理解，电子设备700还包括实现正常运行所必需的其他器件。同时，根据具体需要，本领域的技术人员应当理解，电子设备700还可包括实现其他附加功能的硬件器件。此外，本领域的技术人员应当理解，电子设备700也可仅仅包括实现本公开实施例所必需的器件，而不必包括图7中所示的全部器件。
除了上述方法、装置和设备以外，本公开的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本公开各个实施例提供的冠状动脉的血流储备分数计算方法的各个步骤。
所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的步骤式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
此外，本公开的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本公开各个实施例提供的冠状动脉的血流储备分数计算方法的各个步骤。
所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本公开所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，既可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个相似区域分割单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种冠状动脉的血流储备分数计算方法，其特征在于，包括：
基于心脏医学图像的第一冠脉分割数据，确定冠状动脉包括的多个血管段各自对应的压力损失值；
基于所述第一冠脉分割数据和所述心脏医学图像的斑块检测数据，确定斑块区域对应的附加压力损失值；
基于所述多个血管段各自对应的压力损失值、所述斑块区域对应的附加压力损失值，确定所述冠状动脉的血流储备分数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于心脏医学图像的第一冠脉分割数据，确定冠状动脉包括的多个血管段各自对应的压力损失值，包括：
基于所述第一冠脉分割数据，确定冠状动脉树和所述冠状动脉树对应的血管半径数据，所述血管半径数据用于表征所述冠状动脉树的中线点对应的血管半径；
基于所述血管半径数据，确定所述冠状动脉树对应的流量分配系数数据，所述流量分配系数数据用于表征所述冠状动脉树的中线点的流量分配系数；
基于所述血管半径数据和所述流量分配系数数据，确定所述多个血管段各自的血管半径和血流量；
基于所述多个血管段各自的血管半径和血流量，确定所述多个血管段各自对应的压力损失值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述血管半径数据，确定所述冠状动脉树对应的流量分配系数数据，包括：
基于所述血管半径数据，确定血管截面积数据，所述血管截面积数据用于表征所述冠状动脉树的中线点的血管截面积；
基于流量分配系数和血管截面积的次方数成反比的规律，确定所述流量分配系数数据。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述血管半径数据和所述流量分配系数数据，确定所述多个血管段各自的血管半径和血流量，包括：
针对所述多个血管段中的每个血管段，将所述血管半径数据中属于所述血管段的任意一个中线点的血管半径和流量分配系数，确定为所述血管段的血管半径和流量分配系数；
基于预设的心脏血输出量和所述流量分配系数，确定所述血流量。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个血管段各自的血管半径和血流量，确定所述多个血管段各自的压力损失值，包括：
针对所述多个血管段中的每个血管段，基于对所述血管段的血管半径的幂指数求倒数，得到第一数值；
基于所述血管段的血流量、长度和预设血流粘度系数的乘积，确定第二数值；
基于所述第一数值和所述第二数值，确定所述血管段对应的压力损失值。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一冠脉分割数据和所述心脏医学图像的斑块检测数据，确定斑块区域对应的附加压力损失值，包括：
基于所述第一冠脉分割数据和所述斑块检测数据，确定所述斑块区域对应的斑块血管段的总长度值、位于所述斑块血管段两端的两个线性过渡段各自的长度值；
基于所述斑块区域对应的斑块血管段的总长度值、所述两个线性过渡段各自的长度值，确定急性狭窄处的长度值；
基于所述第一冠脉分割数据和所述斑块检测数据，确定所述斑块血管段两端的血管截面积和所述急性狭窄处的血管截面积；
基于所述总长度值、所述两个线性过渡段各自的长度值、所述急性狭窄处的长度值、所述斑块血管段两端的血管截面积和所述急性狭窄处的血管截面积，确定所述附加压力损失值。
7.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
对所述心脏医学图像进行初次冠脉分割操作，得到所述心脏医学图像的第二冠脉分割数据；
基于所述第二冠脉分割数据，利用种子点生长方式对所述心脏医学图像进行再分割，得到所述第一冠脉分割数据。
8.一种冠状动脉的血流储备分数计算装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，配置为基于心脏医学图像的第一冠脉分割数据，确定冠状动脉包括的多个血管段各自对应的压力损失值；
第二确定模块，配置为基于所述第一冠脉分割数据和所述心脏医学图像的斑块检测数据，确定斑块区域对应的附加压力损失值；
第三确定模块，配置为基于所述多个血管段各自对应的压力损失值、所述斑块区域对应的附加压力损失值，确定所述冠状动脉的血流储备分数。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；以及
存储器，在所述存储器中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被所述处理器运行时使得所述处理器执行如权利要求1至7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行如权利要求1至7任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310308616.4A CN116269293A (zh) | 2023-03-27 | 2023-03-27 | 冠状动脉的血流储备分数计算方法及其装置、电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202310308616.4A CN116269293A (zh) | 2023-03-27 | 2023-03-27 | 冠状动脉的血流储备分数计算方法及其装置、电子设备 |
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| Country | Link |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117197164A (zh) * | 2023-11-08 | 2023-12-08 | 中国医学科学院北京协和医院 | 用于计算心肌血管供血区域的管道流域计算方法及系统 |
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2023
- 2023-03-27 CN CN202310308616.4A patent/CN116269293A/zh active Pending
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| CN117197164B (zh) * | 2023-11-08 | 2024-03-08 | 中国医学科学院北京协和医院 | 用于计算心肌血管供血区域的管道流域计算方法及系统 |
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