[发明专利]血管压力差与血流储备分数的计算方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及应用于医疗领域，尤其涉及应用在基于影像获取血管压力差以及血流储备分数(FFR)的计算方法及系统。

背景技术

斑块引起的血管狭窄影响到心肌血流供应，对人的健康造成威胁。通过冠脉造影，可以显示冠脉狭窄的严重程度，但是不能反映血管的功能性改变。血流储备分数(FractionalFlowReserve，FFR)通常指心肌血流储备分数，定义为病变冠脉能为心肌提供的最大血流与该冠脉完全正常时最大供血流量之比，可以通过在冠脉最大充血状态下，狭窄病变远端的压力与狭窄近端压力的比值计算得出。

因为FFR直接评价病变血管的供血生理功能，提供病变部位特异的诊断，并且与预后相关性高。在冠脉造影难以确定感兴趣血管是否导致心肌缺血时，FFR提供直接的信息帮助诊断和决策。基于FFR的决策病变预后较好。一般来说FFR≤0.80作为血管重建的指征，FFR＞0.80可以暂不干预。这一简单原则在处理复杂病变时仍然适用。药物支架年代的介入医生面对更多复杂病变，FFR可能更显价值。

对于冠脉临界病变，冠脉造影可显示冠脉狭窄的严重程度，但不能准确评价冠脉缺血情况。目前，多项研究结果证实FFR为评价冠脉功能学的金标准。

通过压力传感器对血管进行有创侵入性压力测量不仅工作量大，而且存在着损伤血管的风险。通过三维或者二维定量冠脉造影可以获得冠脉系统的几何模型。再对重建的冠脉系统几何模型进行计算机流体力学分析，解复杂的流体力学方程需要大量的计算。还有方法将冠脉狭窄的长度和狭窄率视为定值，这样会降低计算结果的准确度，尤其是在弥漫性中度病变下狭窄长度和狭窄率的确定具有很大主观性。

目前通过对冠脉直径或横截面积等几何参数的变化计算血流压力改变的方法存在着无法正确区分评估不同程度狭窄下几何参数改变对血流压力的不同影响。现有技术中，比较典型的计算FFR值的方法有如下几类：

专利文献1：CN103932694A，公开了一种精确诊断心肌血流储备分数(FFR)的方法，首先用“FFR(CT+超声)无创诊断法”排除FFR＞0.8和FFR＜0.6的患者，然后对无法排除的患者(0.6≤FFR≤0.8的患者)，用“FFR诊断系统”精确介入测量冠脉狭窄处的FFR值。“FFR(CT+超声)无创诊断法”的FFR计算程序需要首先读入CT重构程序确定的形态学参数，构建心表冠状动脉树的几何结构。本文献中采用的FFR分析法求解FFR过程为：求解涉及基于最大冠脉舒张条件下的主动脉压、伯努利方程确定的心表冠状动脉树的阻力、最大冠脉舒张条件下的出口阻力，首先计算每根血管里的血流、每根血管里的压力，基于计算所得的每根血管里的血流，计算心表冠状动脉树的阻力，重新计算每根血管里的血流、每根血管的入口和出口压力，如果相连步骤计算的流速相对误差＜10^-4和相连步骤计算的压力相对误差＜10^-4，采用一预定公式计算FFR的值。

专利文献2：CN102905614A，公开了一种介入式计算测量血管狭窄的方法，包括，基于在血管的不同位置放置压力传感器(如压力导丝)和速度传感器，首先测量出血管中与待测定目标位置不同的第一位置、第二位置的多个压力值和速度值，然后根据压力变化的平方除以速度变化的平方确定该流体介质的波速度，并计算所述第一位置和第二位置的向前压力变化，对上述压力变化值积分求和后，从而跟上述积分求和后的比值计算出FFR值。

专利文献3：CN103829933A，公开了另外一种介入方式检测血管腔狭窄的方法，包括，将两个压力传感(压力传感器1和压力传感器2)介入人体血管中，分别测量两个压力传感器的数值，根据这两个压力传感器测量数值的压力差，来判断这两个压力传感器之间是否出现血管狭窄。若小于某个阈值K，则认为没有出现狭窄；若大于某个阈值K，则认为出现狭窄；或者将这两个压力传感器测量数值作为参考值，提供给医生进行参考，由医生进行诊断。