本發(fā)明涉及應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，尤其涉及應(yīng)用在基于影像數(shù)據(jù)快速計(jì)算血管壓力差的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

血管狹窄會(huì)對(duì)心肌血流供應(yīng)造成影響，通過(guò)冠脈造影，可以顯示冠脈狹窄的嚴(yán)重程度，但是不能反映血管的功能性改變。血管壓力差指的是感興趣血管段近端終點(diǎn)和遠(yuǎn)端終點(diǎn)之間的壓力差值，可以有效體現(xiàn)血管的供血功能。

但是，對(duì)于血管壓力差的測(cè)量，一直都是一個(gè)難點(diǎn)。通過(guò)壓力傳感器對(duì)血管進(jìn)行有創(chuàng)侵入性壓力測(cè)量不僅工作量大，而且存在著損傷血管的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)三維或者二維定量冠脈造影可以獲得冠脈系統(tǒng)的幾何模型。再對(duì)重建的冠脈系統(tǒng)幾何模型進(jìn)行計(jì)算機(jī)流體力學(xué)分析，解復(fù)雜的流體力學(xué)方程需要大量的計(jì)算。還有方法將冠脈狹窄的長(zhǎng)度和狹窄率視為定值，這樣會(huì)降低計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度，尤其是在彌漫性中度病變下狹窄長(zhǎng)度和狹窄率的確定具有很大主觀性。

目前通過(guò)對(duì)冠脈直徑或橫截面積等幾何參數(shù)的變化計(jì)算血管壓力差的方法存在著無(wú)法正確區(qū)分評(píng)估不同程度狹窄下幾何參數(shù)改變對(duì)血流壓力的不同影響?，F(xiàn)有技術(shù)中，比較典型的計(jì)算血管壓力差的方法有如下幾類：

專利文獻(xiàn)1：cn102905614a，公開(kāi)了一種介入式計(jì)算測(cè)量血管狹窄的方法，包括，基于在血管的不同位置放置壓力傳感器(如壓力導(dǎo)絲)和速度傳感器，首先測(cè)量出血管中與待測(cè)定目標(biāo)位置不同的第一位置、第二位置的多個(gè)壓力值和速度值，然后根據(jù)壓力變化的平方除以速度變化的平方確定該流體介質(zhì)的波速度，并計(jì)算所述第一位置和第二位置的向前壓力變化，即血管壓力差。

專利文獻(xiàn)2：cn103829933a，公開(kāi)了另外一種介入方式檢測(cè)血管腔狹窄的方法，包括，將兩個(gè)壓力傳感(壓力傳感器1和壓力傳感器2)介入人體血管中，分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)壓力傳感器的數(shù)值，根據(jù)這兩個(gè)壓力傳感器測(cè)量數(shù)值的壓力差，來(lái)判斷這兩個(gè)壓力傳感器之間是否出現(xiàn)血管狹窄。

專利文獻(xiàn)3：cn201510901329，公開(kāi)了一種血管壓力差的計(jì)算方法，包括：接收一段血管的幾何參數(shù)，該血管包括近端終點(diǎn)和遠(yuǎn)端終點(diǎn)，所述幾何參數(shù)包括第一幾何參數(shù)、第二幾何參數(shù)和第三幾何參數(shù)；以近端終點(diǎn)為參考點(diǎn)，基于所述幾何參數(shù)和血管段上的點(diǎn)到參考點(diǎn)的距離，計(jì)算出理想管腔直徑函數(shù)和幾何參數(shù)差異函數(shù)。在不同尺度下對(duì)幾何參數(shù)差異函數(shù)求導(dǎo)，得到多尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)。獲得該血管段所能通過(guò)的最大平均血流速度，基于多尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)和最大平均血流速度，獲得所述血管第一位置處的第二血流壓力與近端終點(diǎn)處的第一血流壓力之間的比值。本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于，通過(guò)多尺度計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)了在同一個(gè)血管存在不同程度病變情況下的血管壓力差計(jì)算。

上述專利文獻(xiàn)盡管從不同角度、不同計(jì)算方法中給出了確定血管壓力差的方法，但其仍具有至少以下一種或多個(gè)技術(shù)缺陷：(1)專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2提到的方法都采用壓力導(dǎo)絲介入血管來(lái)對(duì)血管有關(guān)幾何參數(shù)進(jìn)行采集，不僅成本高昂，而且會(huì)給病人帶來(lái)身體損害；(2)專利文獻(xiàn)3提到的方法，雖然可以實(shí)現(xiàn)血管壓力差的無(wú)創(chuàng)快速計(jì)算，但是在其計(jì)算過(guò)程中，未將狹窄偏心性對(duì)血管壓力差的影響考慮在內(nèi)，對(duì)于存在偏心程度較大狹窄的血管段，使用專利文獻(xiàn)3所述方法計(jì)算得到的血管壓力差會(huì)存在誤差。因此需要提供一種新的血管壓力差計(jì)算方法，其能夠克服上述部分或全部技術(shù)缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種快速計(jì)算血管壓力差的方法，具體方案包括：

接收感興趣血管管腔的影像數(shù)據(jù)，該血管包括近端終點(diǎn)和遠(yuǎn)端終點(diǎn)，由此建立該段血管的幾何模型，所述幾何模型包括真實(shí)血管管腔幾何模型、理想血管管腔幾何模型、真實(shí)血管管腔中心線幾何模型以及理想血管管腔中心線幾何模型；接收感興趣血管所能通過(guò)的最大平均血流速度；

基于所述的真實(shí)血管管腔幾何模型、理想血管管腔幾何模型獲得幾何差異函數(shù)；

基于所述的真實(shí)血管管腔中心線幾何模型以及理想血管管腔中心線幾何模型獲得偏心程度函數(shù)；

基于上述獲得的幾何差異函數(shù)、偏心程度函數(shù)和血管所能通過(guò)的最大平均血流速度計(jì)算獲得所述血管的壓力差函數(shù)。

優(yōu)選的，所述方法進(jìn)一步還包括：根據(jù)獲得的真實(shí)血管管腔幾何模型，獲取含有至少一個(gè)分叉點(diǎn)的血管多級(jí)節(jié)段理想管腔幾何模型，并進(jìn)一步獲得理想血管管腔幾何模型。

優(yōu)選的，所述管腔偏心程度函數(shù)基于真實(shí)血管管腔的中心線在該位置的坐標(biāo)和理想血管管腔的中心線在該位置的坐標(biāo)，以及該位置的真實(shí)血管管腔面積和理想血管管腔面積獲得。

優(yōu)選的，對(duì)血管段從近端終點(diǎn)到遠(yuǎn)端終點(diǎn)范圍內(nèi)的參考位置參數(shù)進(jìn)行線性歸一化處理，獲得更加平滑的理想血管管腔幾何模型。

優(yōu)選的，所述方法進(jìn)一步還包括：根據(jù)真實(shí)血管管腔幾何模型和理想血管管腔幾何模型，通過(guò)中心線提取與建立方法，獲得真實(shí)血管管腔中心線幾何模型和理想血管管腔中心線幾何模型。

優(yōu)選的，所述方法進(jìn)一步還包括：所述管腔偏心程度函數(shù)是理想管腔中心線位置數(shù)據(jù)和真實(shí)管腔中心線位置數(shù)據(jù)之間的相對(duì)差異程度隨著血管段上某位置相對(duì)血管近端終點(diǎn)參考點(diǎn)變化的函數(shù)；

優(yōu)選的，根據(jù)獲得的真實(shí)血管管腔中心線幾何模型和理想血管管腔中心線幾何模型，獲得偏心程度函數(shù)。

優(yōu)選的，所述方法進(jìn)一步還包括：對(duì)于基于三維真實(shí)血管管腔幾何模型的血管壓力差計(jì)算，可以使用以下公式計(jì)算管腔偏心程度函數(shù)g(x,y,z)：

其中，k代表參數(shù)系數(shù)，取值范圍為(0,1)，(x,y,z)和(x0,y0,z0)分別代表在血管管腔的中心線在該位置的坐標(biāo)和理想管腔的中心線在該位置的坐標(biāo)，s和s0分別代表該位置的真實(shí)血管管腔面積和理想血管管腔面積。

優(yōu)選的，所述方法進(jìn)一步還包括：在感興趣血管存在多處偏心狹窄的情況下，考慮到狹窄在感興趣血管中的偏向和相鄰狹窄間的距離會(huì)對(duì)血流情況有一定影響，可以對(duì)上述公式中的參數(shù)系數(shù)k進(jìn)行調(diào)整，使之成為相鄰兩偏心狹窄管腔中心線位置、相鄰兩偏心狹窄理想管腔中心線位置和相鄰兩偏心狹窄間距的函數(shù)，對(duì)于參數(shù)k的調(diào)整方法，只要體現(xiàn)相鄰兩偏心狹窄管腔中心線位置及上述間距的變化關(guān)系的函數(shù)，均能夠作為k的調(diào)整函數(shù)使用。

優(yōu)選的，所述方法進(jìn)一步還包括：對(duì)于基于三維真實(shí)血管管腔幾何模型的血管壓力差計(jì)算，可以使用以下公式計(jì)算參數(shù)系數(shù)k：

其中，(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2)表示相鄰兩偏心狹窄管腔中心線的位置，(x10,y10,z10)和(x20,y20,z20)表示相鄰兩偏心狹窄管腔理想中心線的位置,c代表k的參數(shù)系數(shù)，k0代表k的基準(zhǔn)值。

優(yōu)選的，所述方法進(jìn)一步還包括：根據(jù)獲得的真實(shí)血管管腔幾何模型和理想血管管腔幾何模型，獲得真實(shí)血管管腔大小函數(shù)和理想血管管腔大小函數(shù)；根據(jù)獲得的真實(shí)血管管腔大小函數(shù)和理想血管管腔大小函數(shù)，獲得體現(xiàn)兩者差異的幾何差異函數(shù)。

優(yōu)選的管腔大小函數(shù)是管腔大小隨著血管段上某位置相對(duì)血管近端終點(diǎn)參考點(diǎn)變化的函數(shù)，用以體現(xiàn)不同位置處管腔大小，對(duì)于基于二維真實(shí)血管管腔幾何模型的血管壓力差計(jì)算，可以使用管腔直徑函數(shù)進(jìn)行體現(xiàn)，或者使用通過(guò)管腔直徑計(jì)算獲得的管腔面積函數(shù)進(jìn)行體現(xiàn)；對(duì)于基于三維真實(shí)血管管腔幾何模型的血管壓力差計(jì)算，可以使用管腔直徑函數(shù)進(jìn)行體現(xiàn)，或者管腔面積函數(shù)進(jìn)行體現(xiàn)。

優(yōu)選的，理想管腔大小函數(shù)是理想管腔大小隨著血管段上某位置相對(duì)血管近端終點(diǎn)參考點(diǎn)變化的函數(shù)，用以體現(xiàn)不同位置處理想管腔大小，對(duì)于基于二維理想血管管腔幾何模型的血管壓力差計(jì)算，可以使用理想管腔直徑函數(shù)進(jìn)行體現(xiàn)，或者使用通過(guò)理想管腔直徑計(jì)算獲得的理想管腔面積函數(shù)進(jìn)行體現(xiàn)；對(duì)于基于三維真實(shí)血管管腔幾何模型的血管壓力差計(jì)算，可以使用理想管腔直徑函數(shù)進(jìn)行體現(xiàn)，或者理想管腔面積函數(shù)進(jìn)行體現(xiàn)。

優(yōu)選的，所述方法進(jìn)一步還包括：基于幾何參數(shù)差異函數(shù)，獲得其第一尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)和第二尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)之后，通過(guò)管腔面積第一尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)積分、管腔面積第二尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)積分和偏心程度函數(shù)的加權(quán)以及平均血流速度和平均血流速度的平方，可計(jì)算獲得血管壓力差函數(shù)。

優(yōu)選的，所述方法進(jìn)一步還包括：對(duì)于基于三維真實(shí)血管管腔幾何模型的血管壓力差計(jì)算，可以使用以下公式計(jì)算血管壓力差函數(shù)：

p(x,y,z)＝{α[c1v+c2v²]×∫∫∫f1(x,y,z)g(x,y,z)dxdydz+β[c1v+c2v²]×∫∫∫f2(x,y,z)g(x,y,z)dxdydz}

其中，c1、c2分別代表平均血流速度v和平均血流速度平方v²的參數(shù)系數(shù),α為管腔面積第一尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)的加權(quán)系數(shù)，β為管腔面積第二尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)的加權(quán)系數(shù)，f1(x,y,z)為幾何參數(shù)差異函數(shù)的第一尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)，f2(x,y,z)為幾何參數(shù)差異函數(shù)的第二尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)，g(x,y,z)為偏心程度函數(shù)。

本發(fā)明還提供了一種獲取含有至少多個(gè)分叉的血管多級(jí)節(jié)段理想管腔幾何模型的方法，可以通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)：

接受某血管段的幾何參數(shù)，該血管段包括近端終點(diǎn)、多個(gè)分叉點(diǎn)、遠(yuǎn)端終點(diǎn)；

所述幾何參數(shù)包括第一幾何參數(shù)，代表該血管段遠(yuǎn)端橫截面的面積或直徑；第二幾何參數(shù)，代表該血管段狹窄部位至遠(yuǎn)端終點(diǎn)區(qū)間第一分叉的橫截面積或直徑；第三幾何參數(shù)，代表該血管段狹窄部位至遠(yuǎn)端終點(diǎn)區(qū)間第二分叉的橫截面積或直徑；……；第1+n幾何參數(shù)，代表該血管段狹窄部位至遠(yuǎn)端終點(diǎn)區(qū)間第n分叉的橫截面積或直徑；

基于所述的多個(gè)幾何參數(shù)，使用累加算法計(jì)算獲得血管狹窄處理想管腔面積或直徑；

基于計(jì)算獲得的血管狹窄處理想管腔面積或直徑，獲得理想血管管腔幾何模型。

優(yōu)選的，該方法進(jìn)一步還包括：在獲得血管狹窄處理想管腔面積或直徑參數(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合真實(shí)血管管腔幾何模型，可以重建出理想血管管腔幾何模型。

優(yōu)選的，該方法進(jìn)一步還包括：對(duì)理想血管管腔幾何模型近端終點(diǎn)到遠(yuǎn)端終點(diǎn)范圍內(nèi)的管腔位置參數(shù)進(jìn)行線性歸一化處理，獲得更加平滑的理想血管管腔幾何模型。

優(yōu)選的，該方法進(jìn)一步還包括：可以拓展至感興趣血管存在多處狹窄的情況，先計(jì)算出靠近遠(yuǎn)端終點(diǎn)狹窄處的理想管腔面積，再將靠近遠(yuǎn)端終點(diǎn)狹窄處的理想管腔作為新的遠(yuǎn)端終點(diǎn)，逐級(jí)計(jì)算出靠近近端終點(diǎn)狹窄處的理想管腔面積。

優(yōu)選的，該方法進(jìn)一步還包括：可以拓展至感興趣血管存在一處或多處狹窄，且當(dāng)存在多處狹窄時(shí)，某一個(gè)多個(gè)相鄰狹窄之間存在一處或多處分叉的情況。

優(yōu)選的，該方法進(jìn)一步還包括：可以拓展至一處或多處感興趣血管分叉存在狹窄的情況，通過(guò)優(yōu)化上述累加算法，獲得更接近實(shí)際的理想管腔面積或直徑；所述的累加算法優(yōu)化方式包括但不僅限于引入校正參數(shù)校正該狹窄分叉處血管管腔面積或直徑，使用遞歸算法計(jì)算出該狹窄分叉處理想血管管腔面積或直徑并用于后續(xù)累加計(jì)算等。

本發(fā)明還提供了一種快速計(jì)算血管壓力差的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收感興趣血管管腔的影像數(shù)據(jù)以及該血管段所能通過(guò)的最大平均血流速度；

幾何模型建立模塊，用于感興趣的真實(shí)血管管腔幾何模型、感興趣理想血管管腔幾何模型的建立，并將結(jié)果遞送至血管壓力差計(jì)算模塊；

血管壓力差計(jì)算模塊，用于血管壓力差的快速計(jì)算；

其中，所述幾何模型建立模塊進(jìn)一步包括以下子模塊：

真實(shí)血管管腔及理想血管管腔模型建立模塊，基于數(shù)據(jù)接收模塊接收到的影像數(shù)據(jù)，建立真實(shí)血管管腔幾何模型和理想血管管腔幾何模型；

真實(shí)血管管腔及理想管腔中心線模型建立模塊，基于數(shù)據(jù)接收模塊接收到的數(shù)據(jù)，建立真實(shí)血管管腔中心線幾何模型和理想血管管腔中心線幾何模型。

優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括結(jié)果顯示模塊，用于上述計(jì)算結(jié)果的顯示。

優(yōu)選的，所述血管壓力差計(jì)算模塊，根據(jù)真實(shí)血管管腔幾何模型以及理想血管管腔幾何模型，計(jì)算獲得幾何參數(shù)差異函數(shù)；根據(jù)真實(shí)血管管腔中心線幾何模型和理想血管管腔中心線幾何模型，計(jì)算獲得管腔偏心程度函數(shù)；根據(jù)上述幾何參數(shù)差異函數(shù)、管腔偏心程度函數(shù)以及數(shù)據(jù)接收模塊獲取的該血管段所能通過(guò)的最大平均血流速度，計(jì)算獲得所述血管壓力差函數(shù)。

優(yōu)選的，所述血管壓力差計(jì)算模塊：以近端終點(diǎn)中心線對(duì)應(yīng)端點(diǎn)為參考點(diǎn)，根據(jù)真實(shí)血管管腔幾何模型以及血管段上某位置處中心線對(duì)應(yīng)點(diǎn)相對(duì)參考點(diǎn)的位置，計(jì)算出管腔大小函數(shù)；根據(jù)理想血管管腔幾何模型以及血管段上某位置處中心線對(duì)應(yīng)點(diǎn)相對(duì)參考點(diǎn)的位置，計(jì)算出理想管腔大小函數(shù)；根據(jù)上述管腔大小函數(shù)和理想管腔大小函數(shù)，計(jì)算出幾何差異函數(shù)。

優(yōu)選的，該系統(tǒng)還包括歸一化模塊，用于在獲取理想管腔的幾何模型過(guò)程中，對(duì)血管段的從血管段近端終點(diǎn)到遠(yuǎn)端終點(diǎn)范圍內(nèi)的位置參數(shù)進(jìn)行線性歸一化處理，獲得更加平滑的理想血管管腔幾何模型。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.在已有的“血管壓力差與血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)的計(jì)算方法及系統(tǒng)”基礎(chǔ)上，引入了偏心程度參數(shù)的概念，并將血管偏心程度精確量化，結(jié)合到血管壓力差的計(jì)算公式中，提供了一種更加全面準(zhǔn)確的血管的壓力差與血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)的計(jì)算方式，實(shí)現(xiàn)了在同一個(gè)血管存在不同管腔形狀改變時(shí)的血管壓力差的精確計(jì)算，大大節(jié)省了檢測(cè)時(shí)間。

2.提供一個(gè)計(jì)算管腔偏心程度函數(shù)的方法，使得基于該新的快速計(jì)算血管壓力差能夠?qū)崿F(xiàn)快速準(zhǔn)確不同情況下(比如存在多處偏心狹窄)的血管壓力差的計(jì)算。

3.在基于影像數(shù)據(jù)建立感興趣血管段的幾何模型時(shí)，考慮到真實(shí)血管管腔幾何模型、理想血管管腔幾何模型、真實(shí)血管管腔中心線幾何模型以及理想血管管腔中心線幾何模型四個(gè)參數(shù)，并將其全部考慮到上述計(jì)算方法中；

4.考慮到多尺度情況下對(duì)于血管壓力差計(jì)算的影響，將多尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)引入該計(jì)算方法，提供了解決具有多個(gè)不同程度狹窄情況的血管壓力差的精準(zhǔn)計(jì)算方案。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明的真實(shí)血管管腔與理想血管管腔結(jié)構(gòu)對(duì)比示意圖；

圖2為本發(fā)明的血管管腔偏心程度數(shù)值示意圖；

圖3(a)為存在非偏心狹窄的血管模型及血管壓力差分析結(jié)果；

圖3(b)為存在偏心狹窄的血管模型及血管壓力差分析結(jié)果；

圖4為本發(fā)明的多分叉血管管腔與理想血管管腔結(jié)構(gòu)對(duì)比示意圖；

圖5為本發(fā)明的血管壓力差系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例一種應(yīng)用程序推薦方法及裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)明確，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1：

本發(fā)明提供一種快速計(jì)算血管壓力差的方法，該方法是針對(duì)專利文獻(xiàn)3方案提出的創(chuàng)新性優(yōu)化，下面，本實(shí)施例將會(huì)對(duì)兩者進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比和說(shuō)明。

本發(fā)明提供的計(jì)算血管壓力差的方法包括：

接收感興趣血管管腔的影像數(shù)據(jù)，該血管管腔包括近端終點(diǎn)和遠(yuǎn)端終點(diǎn)；

基于該影像數(shù)據(jù)建立該段血管的幾何模型，所述幾何模型包括真實(shí)血管管腔幾何模型、理想血管管腔幾何模型、真實(shí)血管管腔中心線幾何模型以及理想血管管腔中心線幾何模型；

接收感興趣血管所能通過(guò)的最大平均血流速度；

基于所述的真實(shí)血管管腔幾何模型和理想血管管腔幾何模型獲得幾何差異函數(shù)；

基于所述的真實(shí)血管管腔中心線幾何模型以及理想血管管腔中心線幾何模型獲得偏心程度函數(shù)；

基于上述獲得的幾何差異函數(shù)、偏心程度函數(shù)和血管所能通過(guò)的最大平均血流速度計(jì)算獲得所述血管的壓力差函數(shù)。

在一具體實(shí)施例中，該方法還包括通過(guò)獲得感興趣血管的影像數(shù)據(jù)，對(duì)感興趣血管進(jìn)行三維重建，獲得血管管腔三維模型。

在一具體實(shí)施例中，獲得理想血管管腔的方法包括通過(guò)自動(dòng)獲取含有多個(gè)分叉的血管多級(jí)節(jié)段理想管腔幾何模型的方法，獲得理想血管管腔幾何模型；優(yōu)選的，可以對(duì)血管段從近端終點(diǎn)到遠(yuǎn)端終點(diǎn)范圍內(nèi)的參考位置參數(shù)進(jìn)行線性歸一化處理，優(yōu)化理想血管管腔幾何模型。

在一具體實(shí)施例中，該方法還包括根據(jù)重建的真實(shí)血管管腔的幾何模型和理想血管管腔幾何模型，通過(guò)中心線提取與建立方法，獲得真實(shí)血管管腔中心線幾何模型和理想血管管腔中心線幾何模型。

在一具體實(shí)施例中，該方法還包括以血管近端終點(diǎn)中心線對(duì)應(yīng)點(diǎn)為參考點(diǎn)，血管段上某位置中心線對(duì)應(yīng)點(diǎn)在坐標(biāo)系中相對(duì)參考點(diǎn)的位置，根據(jù)重建的真實(shí)血管管腔幾何模型，獲得管腔大小函數(shù)和理想管腔大小函數(shù)。

在一具體實(shí)施例中，該方法還包括以血管近端終點(diǎn)中心線對(duì)應(yīng)點(diǎn)為參考點(diǎn)，血管段上某位置中心線對(duì)應(yīng)點(diǎn)在坐標(biāo)系中相對(duì)參考點(diǎn)的位置，根據(jù)獲得的真實(shí)管腔大小函數(shù)和理想管腔大小函數(shù)，計(jì)算出幾何參數(shù)差異函數(shù)；所述幾何參數(shù)差異函數(shù)是理想管腔大小函數(shù)和真實(shí)管腔大小函數(shù)之間的差異隨著血管段上某位置中心線對(duì)應(yīng)點(diǎn)在坐標(biāo)系中相對(duì)參考點(diǎn)的位置變化的函數(shù)。

在一具體實(shí)施例中，該方法還包括根據(jù)獲得的真實(shí)血管管腔中心線幾何模型和理想血管管腔中心線幾何模型，獲得偏心程度函數(shù)；所述管腔偏心程度函數(shù)是理想管腔中心線位置數(shù)據(jù)和真實(shí)管腔中心線位置數(shù)據(jù)之間的相對(duì)差異程度隨著血管段上某位置相對(duì)血管近端終點(diǎn)變化的函數(shù)。

在一具體實(shí)施例中，對(duì)于基于三維真實(shí)血管管腔幾何模型的血管壓力差計(jì)算，可以使用以下公式計(jì)算管腔偏心程度函數(shù)g(x,y,z)：

其中，(x,y,z)和(x0,y0,z0)分別代表在真實(shí)血管管腔的中心線在該位置的坐標(biāo)和理想管腔的中心線在該位置的坐標(biāo)，s和s0分別代表該位置的管腔面積和理想管腔面積，k代表參數(shù)系數(shù)，k取值范圍為(0,1)，優(yōu)選的，k＝0.14-0.28。需要說(shuō)明的是，此處的計(jì)算方法，是作為優(yōu)選方案的，該偏心程度函數(shù)可以有多種計(jì)算方法和/或表達(dá)形式，

在其他表述方式中，可以明確的是，管腔偏心程度和真實(shí)血管管腔的中心線坐標(biāo)和理想管腔的中心線坐標(biāo)間的距離是成正相關(guān)的。

在一具體實(shí)施例中，該方法還包括，在存在多處偏心狹窄的情況下，考慮到狹窄在感興趣血管中的偏向和相鄰狹窄間的距離會(huì)對(duì)血流情況有一定影響，可以對(duì)上述公式中的參數(shù)系數(shù)k進(jìn)行調(diào)整，使之成為相鄰兩偏心狹窄管腔中心線位置、相鄰兩偏心狹窄理想管腔中心線位置和相鄰兩偏心狹窄間距的函數(shù)。

在一具體實(shí)施例中，對(duì)于基于三維真實(shí)血管管腔幾何模型的血管壓力差計(jì)算，可以使用以下公式計(jì)算參數(shù)系數(shù)k：

其中，(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2)表示相鄰兩偏心狹窄管腔中心線的位置，(x10,y10,z10)和(x20,y20,z20)表示相鄰兩偏心狹窄管腔理想中心線的位置,c代表k的參數(shù)系數(shù)，k0代表k的基準(zhǔn)值；優(yōu)選的，c＝0.42-0.63，k0＝0.14-0.20。

在一具體實(shí)施例中，該方法還包括根據(jù)獲得的真實(shí)血管管腔幾何模型和理想血管管腔幾何模型，獲得真實(shí)管腔大小函數(shù)和理想管腔大小函數(shù)；根據(jù)獲得的真實(shí)管腔大小函數(shù)和理想管腔大小函數(shù)，獲得體現(xiàn)兩者差異的幾何差異函數(shù)。

在一具體實(shí)施例中，管腔大小函數(shù)是管腔大小隨著血管段上某位置相對(duì)血管近端終點(diǎn)參考點(diǎn)變化的函數(shù)，用以體現(xiàn)不同位置處管腔大小，對(duì)于基于二維真實(shí)血管管腔幾何模型的血管壓力差計(jì)算，可以使用管腔直徑函數(shù)進(jìn)行體現(xiàn)，或者使用通過(guò)管腔直徑計(jì)算獲得的管腔面積函數(shù)進(jìn)行體現(xiàn)；對(duì)于基于三維真實(shí)血管管腔幾何模型的血管壓力差計(jì)算，可以使用管腔直徑函數(shù)進(jìn)行體現(xiàn)，或者管腔面積函數(shù)進(jìn)行體現(xiàn)。

在一具體實(shí)施例中，理想管腔大小函數(shù)是理想管腔大小隨著血管段上某位置相對(duì)血管近端終點(diǎn)參考點(diǎn)變化的函數(shù)，用以體現(xiàn)不同位置處理想管腔大小，對(duì)于基于二維理想血管管腔幾何模型的血管壓力差計(jì)算，可以使用理想管腔直徑函數(shù)進(jìn)行體現(xiàn)，或者使用通過(guò)理想管腔直徑計(jì)算獲得的理想管腔面積函數(shù)進(jìn)行體現(xiàn)；對(duì)于基于三維真實(shí)血管管腔幾何模型的血管壓力差計(jì)算，可以使用理想管腔直徑函數(shù)進(jìn)行體現(xiàn)，或者理想管腔面積函數(shù)進(jìn)行體現(xiàn)。

在一具體實(shí)施例中，該方法還包括基于幾何參數(shù)差異函數(shù)，獲得其第一尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)和第二尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)之后，通過(guò)管腔面積第一尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)積分、管腔面積第二尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)積分和偏心程度函數(shù)的加權(quán)以及平均血流速度和平均血流速度的平方，可計(jì)算獲得血管壓力差函數(shù)。

優(yōu)選的，所述血管的不同尺度包括具有較大尺度的第一尺度和具有較小尺度的第二尺度。對(duì)于基于三維真實(shí)血管管腔幾何模型的血管壓力差計(jì)算，所述不同尺度下的差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)包括管腔面積第一尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)f1(x,y,z)和管腔面積第二尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)f2(x,y,z)；采用不同尺度可以反映出血管損壞的不同嚴(yán)重程度(局限性和彌漫性)的狹窄對(duì)血流壓力差的不同影響；所述管腔面積第一尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)f1(x,y,z)用于檢測(cè)大范圍狹窄所引起的真實(shí)管腔直徑和理想管腔直徑之間的幾何參數(shù)差異，忽略掉局限性狹窄病變所引起的幾何參數(shù)差異；所述管腔面積第二尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)f2(x,y,z)用于檢測(cè)病變血管發(fā)生局部變化所引起的真實(shí)管腔直徑和理想管腔直徑之間的幾何參數(shù)差異。

其中，所述第一和第二尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)計(jì)算方法可以采用專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)的多尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)計(jì)算方法，在此不再贅述。

在一具體實(shí)施例中，對(duì)于基于三維真實(shí)血管管腔幾何模型的血管壓力差計(jì)算，可以使用以下公式計(jì)算血管壓力差函數(shù)：

p(x,y,z)＝{α[c1v+c2v²]×∫∫∫f1(x,y,z)g(x,y,z)dxdydz+β[c1v+c2v²]×∫∫∫f2(x,y,z)g(x,y,z)dxdydz}

其中，c1、c2分別代表平均血流速度v和平均血流速度平方v²的參數(shù)系數(shù),α為管腔面積第一尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)的加權(quán)系數(shù)，β為管腔面積第二尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)的加權(quán)系數(shù)，f1(x,y,z)為幾何參數(shù)差異函數(shù)的第一尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)，f2(x,y,z)為幾何參數(shù)差異函數(shù)的第二尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)，g(x,y,z)為偏心程度函數(shù)。

在一具體實(shí)施例中，該方法還包括接受某一個(gè)角度下的二維冠脈造影，并對(duì)不同幀數(shù)下感興趣區(qū)域進(jìn)行圖像配準(zhǔn)；該血管段冠脈造影感興趣區(qū)域是從血管近端終點(diǎn)到遠(yuǎn)端終點(diǎn)。

在一具體實(shí)施例中，該方法還包括獲取某一個(gè)角度下的血管管腔三維重建模型，并對(duì)不同幀數(shù)下感興趣區(qū)域進(jìn)行配準(zhǔn)；該血管段管腔三維重建模型感興趣區(qū)域是從血管近端終點(diǎn)到遠(yuǎn)端終點(diǎn)。

在一具體實(shí)施例中，該方法還包括計(jì)算配準(zhǔn)后的感興趣區(qū)域內(nèi)灰度直方圖隨心動(dòng)周期變化的灰度時(shí)間你擬合函數(shù)。

在一具體實(shí)施例中，該方法還包括從灰度時(shí)間擬合函數(shù)中得到該血管段在冠脈造影過(guò)程中造影劑的平均流動(dòng)速度。

在一具體實(shí)施例中，該血管段的平均血流速度v近似等于從灰度時(shí)間擬合函數(shù)中計(jì)算的造影劑平均流動(dòng)速度。

下面將結(jié)合圖1-2給予所述的計(jì)算方法進(jìn)一步闡述，參見(jiàn)圖1，所述方法包括：接收一段血管管腔的三維模型，該段血管包括近端終點(diǎn)p和遠(yuǎn)端終點(diǎn)d，偏心狹窄sa、sb、sc和sd。根據(jù)接收到的血管管腔三維模型，獲得理想管腔的三維模型。以p為參考點(diǎn)(0,0,0)，得到位于p和d之間的血管中心線上的點(diǎn)對(duì)應(yīng)管腔截面的幾何參數(shù)，以及該點(diǎn)距離參考點(diǎn)p的位置信息(x,y,z)。

其中，可以通過(guò)使用自動(dòng)獲取含有多個(gè)分叉的血管多級(jí)節(jié)段理想管腔幾何模型的方法，并且對(duì)血管段從近端終點(diǎn)到遠(yuǎn)端終點(diǎn)范圍內(nèi)的參考位置參數(shù)進(jìn)行線性歸一化處理，獲得理想血管管腔三維模型。

其中，血管的幾何參數(shù)包括血管的橫截面面積和/或直徑、參考血管的橫截面面積和/或直徑、管腔中心線位置信息和理想管腔中心線位置信息。

如圖1所示，實(shí)線為真實(shí)血管管腔(即當(dāng)前的實(shí)際血管官腔)及管腔中心線，虛線為理想血管管腔及理想管腔中心線。將真實(shí)血管管腔和理想血管管腔幾何參數(shù)相比，得到關(guān)于參考點(diǎn)p的幾何差異函數(shù)；將某一位置的真實(shí)管腔中心線和理想管腔中心線相比，結(jié)合該位置處的幾何參數(shù)，得到該位置處的管腔偏心程度數(shù)值。

如圖2所示，表示圖1中的血管段在各個(gè)位置處的管腔偏心程度數(shù)值。需要說(shuō)明的是，經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)忽略狹窄部位偏心程度而僅通過(guò)幾何差異函數(shù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，所求得的第一血流壓力和第二血流壓力之間的壓力差在所述血管存在狹窄均為非偏心狹窄的時(shí)候，是準(zhǔn)確的。但是，當(dāng)血管存在偏心狹窄的時(shí)候，尤其是中心線位置差異較大的多個(gè)偏心狹窄的時(shí)候，采用上述方法所計(jì)算的壓力差則會(huì)出現(xiàn)較大誤差，會(huì)有獲得結(jié)果顯著小于實(shí)際結(jié)果的情況。

下面，本例將對(duì)上述現(xiàn)象進(jìn)行進(jìn)一步的展示說(shuō)明：

如圖3(a)和圖3(b)所示，兩圖中血管狹窄部分的狹窄率均為75％，兩者狹窄部分的幾何差異函數(shù)相同，若按照專利文獻(xiàn)3提供方法對(duì)血管壓力差進(jìn)行計(jì)算，兩種模型獲得的結(jié)果是一致的；若使用本發(fā)明提供方法對(duì)血管壓力差進(jìn)行計(jì)算，顯然，兩種模型得到結(jié)果并不一致，且偏心狹窄所在血管的壓力差明顯大于非偏心狹窄所在血管的壓力差。

經(jīng)過(guò)ansys有限元分析軟件驗(yàn)證，結(jié)果如圖3(a)和圖3(b)所示：靠左區(qū)域?yàn)檠苋肟?，靠右區(qū)域?yàn)榇嬖趬航档难艹隹?。顯然，對(duì)于狹窄率一致而偏心程度不一致的兩根血管，在相同流入血流速度和壓強(qiáng)的情況下，血管入口處和出口處的壓力差是存在差異的——偏心程度大的血管壓力差相對(duì)較大，并且，在圖中表現(xiàn)出圖3(b)的壓力差分布于圖3(a)的壓力差分布有明顯差異。

由此可見(jiàn)，單使用如專利文獻(xiàn)3所述的幾何差異函數(shù)對(duì)血管壓力差進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于偏心性狹窄，其計(jì)算結(jié)果是不準(zhǔn)確的，而本發(fā)明提出的參考偏心程度的血管壓力差計(jì)算方法可以更準(zhǔn)確地體現(xiàn)血管壓力差的真實(shí)情況。

實(shí)施例2：

在又一具體的實(shí)施例中，獲取含有多個(gè)分叉的血管多級(jí)節(jié)段理想管腔幾何模型的方法，可以采用如下方法：接受該段血管的幾何參數(shù)，該血管段包括近端終點(diǎn)、多個(gè)分叉點(diǎn)和遠(yuǎn)端終點(diǎn)，所述幾何參數(shù)包括第一幾何參數(shù)，代表該血管段遠(yuǎn)端橫截面的面積或直徑；第二幾何參數(shù)，代表該血管段狹窄部位至遠(yuǎn)端終點(diǎn)區(qū)間第一分叉的橫截面積或直徑；第三幾何參數(shù)，代表該血管段狹窄部位至遠(yuǎn)端終點(diǎn)區(qū)間第二分叉的橫截面積或直徑；……；第1+n幾何參數(shù)，代表該血管段狹窄部位至遠(yuǎn)端終點(diǎn)區(qū)間第n分叉的橫截面積或直徑；基于所述幾何參數(shù)，使用累加算法計(jì)算獲得血管狹窄處理想管腔面積或直徑。

其中，所述血管節(jié)段是指的起點(diǎn)、各分叉點(diǎn)、以及終點(diǎn)之間的任意兩個(gè)相鄰點(diǎn)之間的所形成的血管段，所述多級(jí)節(jié)段是指的具有多個(gè)上述相鄰分叉點(diǎn)之間的血管段；

在一具體實(shí)施例中，優(yōu)選上述遠(yuǎn)端終點(diǎn)為正常情況(指的其大小、管腔面積等沒(méi)有發(fā)生變異)下的遠(yuǎn)端位置處。

在一具體實(shí)施例中，在獲得血管狹窄處理想管腔面積或直徑參數(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合血管管腔三維模型，可以重建出理想血管管腔三維模型。

在一具體實(shí)施例中，對(duì)理想血管管腔三維模型近端終點(diǎn)到遠(yuǎn)端終點(diǎn)范圍內(nèi)的管腔位置參數(shù)進(jìn)行線性歸一化處理，獲得更加平滑的理想血管管腔三維模型。

在一具體實(shí)施例中，該方法可以拓展至感興趣血管存在多處狹窄的情況，先計(jì)算出靠近遠(yuǎn)端終點(diǎn)狹窄處的理想管腔面積，再將靠近遠(yuǎn)端終點(diǎn)狹窄處的理想管腔作為新的遠(yuǎn)端終點(diǎn)，逐級(jí)計(jì)算出靠近近端終點(diǎn)狹窄處的理想管腔面積。

在一具體實(shí)施例中，該方法可以拓展至感興趣血管存在一處或多處狹窄，且當(dāng)存在多處狹窄時(shí)，某一個(gè)多個(gè)相鄰狹窄之間存在一處或多處分叉的情況。

在一具體實(shí)施例中，該方法可以拓展至一處或多處感興趣血管分叉存在狹窄的情況，通過(guò)優(yōu)化上述累加算法，獲得更接近實(shí)際的理想管腔面積或直徑；所述的累加算法優(yōu)化方式包括但不僅限于引入校正參數(shù)校正該狹窄分叉處血管管腔面積或直徑，使用遞歸算法計(jì)算出該狹窄分叉處理想血管管腔面積或直徑并用于后續(xù)累加計(jì)算等。

下面將結(jié)合圖4給予所述的計(jì)算方法進(jìn)一步闡述，參見(jiàn)圖4，所述方法包括：接受該段血管的幾何參數(shù)，包括：(1)血管生理正常的遠(yuǎn)端終點(diǎn)處的橫截面積s0；(2)血管段狹窄部位至遠(yuǎn)端終點(diǎn)區(qū)間分叉1的橫截面積s1；(3)血管段狹窄部位至遠(yuǎn)端終點(diǎn)區(qū)間分叉2的橫截面積s2；(4)血管段狹窄部位至遠(yuǎn)端終點(diǎn)區(qū)間分叉3的橫截面積s3。

如圖4所示，實(shí)線為真實(shí)血管(即當(dāng)前的實(shí)際血管)管腔及分叉，虛線為理想血管管腔。利用上述幾何參數(shù)，使用累加算法計(jì)算獲得狹窄處理想管腔面積sref。在如圖4所示的具體實(shí)施例中，所述sref的計(jì)算公式為：

sref＝ω0×s0+ω1×s1+ω2×s2+ω3×s3

其中，ω0、ω1、ω2和ω3為管腔面積調(diào)整系數(shù)，ω0+ω1+ω2+ω3＝4。優(yōu)選的，ω0＝0.95～1.15，ω1＝0.85～1.15，ω2＝0.75～1.25，ω3＝0.65～135。

實(shí)施例3：

本發(fā)明提供了一種快速計(jì)算血管壓力差的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收感興趣血管管腔的影像數(shù)據(jù)以及該血管段所能通過(guò)的最大平均血流速度；

幾何模型建立模塊，用于感興趣的真實(shí)血管管腔幾何模型、感興趣理想血管管腔幾何模型的建立，并將結(jié)果遞送至血管壓力差計(jì)算模塊；

血管壓力差計(jì)算模塊，用于血管壓力差的快速計(jì)算；

優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括結(jié)果顯示模塊，用于上述計(jì)算結(jié)果的顯示。

優(yōu)選的，所述幾何模型建立模塊進(jìn)一步包括以下子模塊：

真實(shí)血管管腔及理想血管管腔模型建立模塊，基于數(shù)據(jù)接收模塊接收到的影像數(shù)據(jù)，建立真實(shí)血管管腔幾何模型和理想血管管腔幾何模型；

真實(shí)血管管腔及理想管腔中心線模型建立模塊，基于數(shù)據(jù)接收模塊接收到的數(shù)據(jù)，建立真實(shí)血管管腔中心線幾何模型和理想血管管腔中心線幾何模型。

優(yōu)選的，該系統(tǒng)還包括歸一化模塊，用于在獲取理想管腔的幾何模型過(guò)程中，對(duì)血管段的從血管段近端終點(diǎn)到遠(yuǎn)端終點(diǎn)范圍內(nèi)的位置參數(shù)進(jìn)行線性歸一化處理，獲得更加平滑的理想血管管腔幾何模型。

優(yōu)選的，所述血管壓力差計(jì)算模塊，根據(jù)真實(shí)血管管腔幾何模型以及理想血管管腔幾何模型，計(jì)算獲得幾何參數(shù)差異函數(shù)；根據(jù)真實(shí)血管管腔中心線幾何模型和理想血管管腔中心線幾何模型，計(jì)算獲得管腔偏心程度函數(shù)；根據(jù)上述幾何參數(shù)差異函數(shù)、管腔偏心程度函數(shù)以及數(shù)據(jù)接收模塊獲取的該血管段所能通過(guò)的最大平均血流速度，計(jì)算獲得所述血管壓力差函數(shù)。

優(yōu)選的，所述血管壓力差計(jì)算模塊計(jì)算獲得幾何參數(shù)差異函數(shù)是通過(guò)：以近端終點(diǎn)中心線對(duì)應(yīng)端點(diǎn)為參考點(diǎn)，根據(jù)真實(shí)血管管腔幾何模型以及血管段上某位置處中心線對(duì)應(yīng)點(diǎn)相對(duì)參考點(diǎn)的位置，計(jì)算出管腔大小函數(shù)；根據(jù)理想血管管腔幾何模型以及血管段上某位置處中心線對(duì)應(yīng)點(diǎn)相對(duì)參考點(diǎn)的位置，計(jì)算出理想管腔大小函數(shù)；根據(jù)上述管腔函數(shù)和理想管腔大小函數(shù)，計(jì)算出幾何差異函數(shù)。

優(yōu)選的，該系統(tǒng)還包括歸一化模塊，用于在獲取理想管腔的幾何模型過(guò)程中，對(duì)血管段的從血管段近端終點(diǎn)到遠(yuǎn)端終點(diǎn)范圍內(nèi)的位置參數(shù)進(jìn)行線性歸一化處理，獲得更加平滑的理想血管管腔幾何模型。

在一具體實(shí)施例中，該方法還包括基于幾何參數(shù)差異函數(shù)，獲得其第一尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)和第二尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)之后，通過(guò)管腔面積第一尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)積分、管腔面積第二尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)積分和偏心程度函數(shù)的加權(quán)以及平均血流速度和平均血流速度的平方，可計(jì)算獲得血管壓力差函數(shù)。

優(yōu)選的，所述不同尺度包括具有較大尺度的第一尺度和具有較小尺度的第二尺度。對(duì)于基于三維真實(shí)血管管腔幾何模型的血管壓力差計(jì)算，所述不同尺度下的差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)包括管腔面積第一尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)f1(x,y,z)和管腔面積第二尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)f2(x,y,z)；采用不同尺度可以反映出血管損壞的不同嚴(yán)重程度(局限性和彌漫性)的狹窄對(duì)血流壓力差的不同影響；所述管腔面積第一尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)f1(x,y,z)用于檢測(cè)大范圍狹窄所引起的真實(shí)管腔直徑和理想管腔直徑之間的幾何參數(shù)差異，忽略掉局限性狹窄病變所引起的幾何參數(shù)差異；所述管腔面積第二尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)f2(x,y,z)用于檢測(cè)病變血管發(fā)生局部變化所引起的真實(shí)管腔直徑和理想管腔直徑之間的幾何參數(shù)差異。

在一具體實(shí)施例中，在壓力差計(jì)算模塊中，對(duì)于基于三維真實(shí)血管管腔幾何模型的血管壓力差計(jì)算，管腔偏心程度函數(shù)的計(jì)算公式為：

其中，k代表參數(shù)系數(shù)，k取值范圍為(0,1)，(x,y,z)和(x0,y0,z0)分別代表在血管管腔的中心線在該位置的坐標(biāo)和理想管腔中心線在該位置的坐標(biāo)，s和s0分別代表該位置的管腔面積和理想管腔面積。

優(yōu)選的，所述方法進(jìn)一步還包括，在存在多處偏心狹窄的情況下，對(duì)于基于三維真實(shí)血管管腔幾何模型的血管壓力差計(jì)算，考慮到狹窄在感興趣血管中的偏向和相鄰狹窄間的距離會(huì)對(duì)血流情況有一定影響，可以對(duì)上述公式中的參數(shù)系數(shù)k進(jìn)行調(diào)整，使之成為相鄰兩偏心狹窄管腔中心線位置、相鄰兩偏心狹窄理想管腔中心線位置和相鄰兩偏心狹窄間距的函數(shù)。

優(yōu)選的，所述方法進(jìn)一步還包括：所述參數(shù)系數(shù)k的計(jì)算公式為：

其中，(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2)表示相鄰兩偏心狹窄管腔中心線的位置，(x10,y10,z10)和(x20,y20,z20)表示相鄰兩偏心狹窄管腔中心線的位置,c代表k的參數(shù)系數(shù)。

此時(shí)，所述壓力差計(jì)算模塊，則通過(guò)管腔面積第一尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)f1(x,y,z)積分、管腔面積第二尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)f2(x,y,z)積分和偏心程度函數(shù)g(x,y,z)的加權(quán)以及平均血流速度v和平均血流速度的平方v²，計(jì)算獲得血管壓力差函數(shù)。所述壓力差函數(shù)的計(jì)算公式為：

p(x,y,z)＝{α[c1v+c2v²]*∫∫∫f1(x,y,z)dxdydz+β[c1v+c2v²]*∫∫∫f2(x,y,z)dxdydz}*g(x,y,z)

其中，c1、c2分別代表平均血流速度v和平均血流速度平方v²的參數(shù)系數(shù),α為管腔面積第一尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)的加權(quán)系數(shù)，β為管腔面積第二尺度差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)的加權(quán)系數(shù)。

優(yōu)選的，計(jì)算出幾何參數(shù)差異函數(shù)在n個(gè)尺度下的差值導(dǎo)數(shù)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)血管壓力差計(jì)算公式的優(yōu)化。

優(yōu)選的，該系統(tǒng)還包括二維冠脈造影模塊，用于對(duì)血管的某一個(gè)角度下進(jìn)行二維冠脈造影，并對(duì)不同幀數(shù)下感興趣區(qū)域進(jìn)行圖像配準(zhǔn)；該血管段冠脈造影感興趣區(qū)域是從血管近端終點(diǎn)到遠(yuǎn)端終點(diǎn)。

優(yōu)選的，所述血流速度獲取模塊，基于上述二維冠脈造影模塊輸出的不同幀數(shù)下感興趣區(qū)域進(jìn)行圖像配準(zhǔn)，計(jì)算配準(zhǔn)后的感興趣區(qū)域內(nèi)灰度直方圖隨心動(dòng)周期變化的灰度時(shí)間擬合函數(shù)，并從灰度時(shí)間擬合函數(shù)中得到該血管段在冠脈造影過(guò)程中造影劑的平均流動(dòng)速度。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。