[发明专利]一种残留血液百分比的测量方法、装置及存储介质

说明书

本发明公开了一种残留血液百分比的测量方法、装置及存储介质。利用医学影像数据重构器官或部位的三维几何结构，通过医学测量仪器得到器官或部位进出口的边界条件；将获取的边界条件作用于重构的几何模型，随后按照流体模拟方法循环迭代，循环迭代中求解相分数和血流速度，并同步更新血液压力；对计算得到的相分数进行体积分，最后得到残留血液百分比这一血流动力学参数。本发明针对残留血液百分比的测量方式和处理能针对特定生理部位的血液流动状态参数进行评估，解决了很难通过实验或现有医学测量仪器直接测量得到，准确性好。

技术领域

本发明涉及血液流体动力学领域的一种测量方法、装置及存储介质，具体是一种通过计算流体力学的方法处理材料目标特定部位的血液流动情况的方法。

背景技术

当前对于血液动力学参数的研究和测量存在两种技术路线，基于PIV实验的方法，通过测量示踪粒子在曝光时间内流场中的位置(实验流体力学)，进而提取流场中的血流速度、轨迹和剪切力等特征参数。

基于神经网络方法的方法，通过采集大量样本的相关纹理特征(如对比度，相关度，能量等)构成原始数据库，然后利用人工神经网络模型进行训练，最终达到预测血液动力学参数的目的。

对于第一种方法，需要构建体外血液循环实验系统，操作繁琐且成本较高。

而基于神经网络模型的第二种方法，其模型预测精准度受训练集的影响，由于生物体血流循环系统的几何结构复杂多变，通过有限的训练集所建立的模型很难保证预测结果的准确性。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明所提供了一种残留血液百分比的测量方法、装置及存储介质，解决了残留血液百分比很难通过实验或现有医学测量仪器直接测量得到的技术问题。

本发明采用的技术方案是：

一、一种残留血液百分比的测量方法：

如图1所示，方法包括：

S1、利用医学影像数据重构器官或部位的三维几何结构，通过医学测量仪器得到器官或部位进出口的边界条件；

S2、将获取的边界条件作用于重构的几何模型，随后按照流体模拟方法循环迭代，循环迭代中求解相分数和血流速度，并同步更新血液压力；

S3、对计算得到的相分数进行体积分，得到最后残留血液百分比这一血流动力学参数。

目标是生物体内部的器官或者部位，通常的目标可以为左心房(心耳)，但不限于此。

所述的边界条件包括血液压力、血流量、血流速度等物理参数，但不限于此。具体可包括最大血流速度U_x_max和目标入口处的血液平均压力P。

在器官或部位所建立的三维几何结构内，将充满了残留血液的区域标记为旧相血液blood0，将入口涌进的“新鲜血液”的区域标记为新相血液blood1，后续通过求解新旧血液的标量输运方程进而得到若干个血流心跳周期后“残留血液”的空间分布情况，随后对残留血流的体积分数在所有空间离散的网格单元进行积分得到器官或部位的残留血液百分比。

在重构获得三维几何结构后，对三维几何结构进一步处理：包括进出口平面的平滑和裁剪，以及将目标体离散为各个网格单元，由各个网格单元构成了网格单元集合。

所述S1中，利用仪器采集获得目标出口处的单个心跳周期内的最大血流速度U_x_max进行拟合处理获得目标出口的血流速度波形。

先将目标出口的标准血流量血流波形Q₀(t)转化为标准血流速度波形U₀(t)：

Q₀(t)＝U₀(t)*S_out