[发明专利]一种通过常规造影图像测量出血流储备分数的系统

说明书

本发明公开了一种通过常规造影图像测量出血流储备分数的系统，由心肌最大充血状态时狭窄远端冠状动脉平均压与冠状动脉口部主动脉平均压求比值；执行如下方法步骤：定义一个血流变化常量值用于反映心脏冠状动脉的常规血流速度与心脏冠状动脉的充血状态血流速度之间的变化量；基于目标对象的常规血流速度模拟计算其心脏冠状动脉在消除微循环阻力时的血流速度，且该血流速度下计算心肌最大充血状态时狭窄远端冠状动脉平均压。该方法不需要对患者使用血管扩张剂，避免患者因为不耐受或副作用而无法进行FFR测试。而且能够缩短手术时间和节约手术费用并达到与压力导丝FFR同等的效果。

技术领域

本发明涉及冠状动脉影像学评价领域,特别是一种通过常规造影图像测量出血流储备分数的系统。

背景技术

冠状动脉造影及血管内超声均被认为是诊断冠心病的“金标准”，但它们只能对病变狭窄程度进行影像学评价，而狭窄到底对远端血流产生了多大影响却不得而知；血流储备分数(FFR)现已经成为冠脉狭窄功能性评价的公认指标，其最重要的功能是对一个未知影响的冠脉狭窄的功能后果进行准确评价。

血流储备分数(FFR)是指在冠状动脉存在狭窄病变的情况下，目标测量血管所供心肌区域能获得的最大血流量与同一区域理论上正常情况下所能获得的最大血流量之比。根据流体力学公式，压力(P)＝流量(Q)*阻力(R)，临床上可采用血管扩张剂诱发心肌微循环最大程度充血，可使心肌微循环阻力(R)小到忽略不计并恒定，因此FFR的定义可转化为心肌最大充血状态下的狭窄远端冠状动脉内平均压(P_d)与冠状动脉口部主动脉平均压(P_a)的比值，如图3所示。主动脉根部压力可以通过压力传感器获取，而狭窄远端压力则需要通过压力导丝在最大灌注血流(通过冠脉内或静脉内注射罂粟碱或腺苷或ATP)时测得。

但血管扩张药(如腺苷或ATP)对部分患者不耐受或有副作用，限制了FFR临床应用。因此对于这些不适用人群，FFR临床检测就无法正常实施。

发明内容

本发明的技术方案是：一种通过常规造影图像测量出血流储备分数的系统，常规系统执行的方法的步骤包括：

一、通过需要传感器获取患者目标区的冠状动脉口部主动脉压P_a；

二、通过造影图像获取患者目标区的被测血管直径D及被测血管长度L；基于冠脉造影图像，并通过分析定义时间序列的造影不同帧，去除动静态噪声，对冠状动脉进行分割；并对不同角度拍摄的冠脉造影图像进行分割，分别得到冠脉中心线及直径。根据造影图像生成冠脉三维模型；在三维空间进行投影计算，生成冠脉三维模型，获取被测血管直径D及被测血管长度L。

三、通过血流计帧法计算心脏冠状动脉的常规血流速度V_c；对冠脉造影图像按时序帧进行扫描计算出造影剂从血管入口流到血管末端需要的时间，从而进一步得到常规血流速度V_c。

四、给患者从静脉持续注射血管扩张剂(腺苷或ATP)，滴注速率为140ug/(min*kg)。通过观察P_a的变化先升高再降低，压力降低幅度达到10％-15％，滴注时间在30-60s后微循环达到最大充血状态，持续滴注扩张药物同时再根据步骤四相同的造影体位推注造影剂，根据造影图像即可计算出最大充血态下的血流速度V_h；

基于血流速度V_h、冠状动脉口部主动脉压P_a，通过流体力学算法计算血流速度V’_h下狭窄远端冠状动脉平均压P_d＝P_a-ΔP。ΔP即为心肌最大充血状态时狭窄远端冠状动脉平均压与冠状动脉口部主动脉平均压的压差。ΔP的计算方式是基于冠状三维模型进行求解，用数值法求解连续性和Navier-Stokes方程：

其中P，ρ，μ分别为流速、压力、血流密度、血流粘性。