SA^ ^t设置了假设值，则可以使用下面的用于完全成功治疗的治 疗后压降模型：
[0040] 在等式（3)的支架术后压降模型中，基于在狭窄区段的远端部分中的横截面积 CSA^ ^t的假设值来计算对流压力项（第一项），而基于CSA10和CSA^ ^，的平均值计算粘 滞压降。在一个替选的实施形式中，可以使用在CSAiJPCSA^ ^j^值之间的插值（例如 线性的，平方的等）替代CSAijPCSA^ ^t的平均值来计算粘滞压降。将扩展压降项完全 移除，因为在该情况下不存在湍流机制。
[0041] 半经验的压降模型
[0042]在该示例性实施形式中，可以通过以基于经验数据预测压降的模型开始和以解析 的对流压降项论证该经验模型来获得用于冠状动脉狭窄的半经验压降模型。例如，可以将 基于粘度、湍流和惯性系数计算用于狭窄的压降的经验模型表达为：
[0044] 其中，ΔΡ表示在脉管的狭窄区段上的压降，q表示流速，p表示血液密度，μ表 示血液粘度，匕表示狭窄长度，r。表示在脉管的正常（非狭窄）部分中的脉管半径，并且Κν、 心和Ku分别是粘度、湍流和惯性系数，其为通过经验确定的。以0为下标的量指的是正常 脉管，而以s为下标的量指的是狭窄。在引入对于治疗后模型的修改之前，可以以对流压降 项论证等式（4)的经验压降模型，其得到下面的半经验压降模型：
[0045]
[0046] 再次，可以通过修改等式（5)的半经验压降模型来计算两个支架术后压降模型， 其对应于部分成功的治疗和完全成功的治疗。用于狭窄区域的部分成功的治疗的、修改的 支架术后压降模型可以表达为：
[0048] 在等式（6)中，通过设置CSA__的假设值（如上面描述那样）和 通过对应地适配Kv来适配头三项。尤其，Kv可以被确定为沿着狭窄的中心线的横截面积的 函数。在示例性的实施方式中，在CSAin、CSAsten_pcisJPCSA^ ^t之间插值横截面积。可以将 用于狭窄区域的完全成功的治疗的修改的支架术后压降模型表达为：
[0050] 在等式（7)中，通过设置〇5乂1_的假设值（如上面描述那样）和通过相应地适 配1来适配头两项，而将来自等式（5)的第三项完全去除，因为不存在湍流机制。惯性项 (等式（5)的第四项）在两个等式（6)和（7)中保持相同，因为该项仅引入在压力和流之间 的相移，而不贡献于总压降。
[0051]图5示出了根据本发明的一个实施例的、用于修改压降模型和计算在冠状动脉狭 窄上的压降的方法。图5的方法可以在图1的步骤106的实施中被使用。图5的方法可以 基于由用户利用诸如鼠标或触屏的用户输入设备输入的用户输入交互地、没有用户输入情 况下自动地或者按其组合地来进行。参考图5,在步骤502,选择狭窄用于虚拟支架术治疗 预测（例如虚拟的PCI)。如上面描述的，可以由用户人工识别或者自动检测冠状动脉树中 的狭窄区域。在步骤502中，选择冠状动脉树中的一个狭窄区域或者多个狭窄区域用于支 架术治疗预测。在一个可能的实施形式中，可以由用户交互地选择该狭窄区域（或者多个 狭窄区域）。例如，可以在计算机的显示设备上显示冠状动脉树的患者特定解剖模型和/或 患者的医学图像数据，并且用户可以选择一个狭窄区域或多个狭窄区域来对于其预测支架 术治疗的效果。可以作为对显示设备上显示的、要求用户选择狭窄区域的提示的响应来接 收选择狭窄区域的用户输入。在另一可能的实施形式中，可以在没有用户输入情况下通过 计算机/处理器自动选择狭窄区域。例如，计算机可以自动执行对于多个可能治疗情景的 治疗预测，其中，每个治疗情景对应于对患者的冠状动脉树中的一个狭窄区域或多个狭窄 区域进行支架术。
[0052] 在步骤504,对于所选狭窄规定支架放置的效果。尤其，确定虚拟支架术是与狭窄 的部分扩张对应的、部分成功的，还是与狭窄的完全扩张对应的、完全成功的。选择部分成 功的治疗还是完全成功的治疗决定了使用哪个修改的压降模型。在一个可能的实施方式 中，对于部分成功的治疗或者完全成功的治疗的选择可以由用户交互地执行。例如，响应于 用户选择了用于虚拟治疗预测的狭窄，可以在显示设备上显示提示，其为用户提供在部分 成功的治疗与完全成功的治疗之间的选择。如果用户选择了部分成功的治疗，则可以进一 步提示用户选择一个百分比，该百分比对应于该治疗的成功程度（即在狭窄中的脉管几何 的扩张的百分比）。还可以给予用户选项，用于选择压降模型的类型、诸如完全解析模型或 者半经验模型，或者可以预设压降模型的类型从而不能由用户选择。重要的是应注意，对于 部分成功的治疗或者完全成功的治疗的决定并非基于为了估计该几何由于支架放置产生 的实际扩张而对冠状动脉的解剖模型的修改。
[0053] 在另一可能的实施形式中，可以基于患者的医学图像数据自动执行对于部分成功 的治疗或者完全成功的治疗的决定。在该实施方式中，可以提取来自医学图像的特征以自 动确定PCI过程将引起狭窄区域的部分还是完全扩张的概率。例如，可以通过分析感兴趣 区域（在该情况下是围绕狭窄的区域）中的图像体素的强度值来对于每个狭窄量化钙化 量。具有大量钙化的狭窄与不具有钙化的狭窄相比更容易引起支架的部分张开。其它特征、 诸如脉管的扭曲或者脉管的半径，也可以被类似地量化以确定取决于来自医学图像数据的 多于一个特征的复合索引。除了自动选择用于狭窄的部分成功的治疗或者完全成功的治疗 之外，这些特征可以用来自动选择将对于部分成功的治疗使用的扩张的百分比。
[0054] 在步骤506,设置用于修改的压降模型的修改的参数的假设值。参数的数目和类型 取决于在步骤506中规定的支架的效果（即部分成功的治疗还是完全成功的治疗）。用于 部分成功的治疗压降模型或者用于完全成功的治疗压降模型的修改的参数的假设值可以 被如上面描述那样地设置。在步骤508,基于在冠状动脉的支架术前解剖模型中的模拟的血 流来确定用于所选狭窄的压降，所述血流是利用具有在步骤506中确定的用于修改的参数 的假设值的修改的支架术后压降模型模拟的。
[0055] 返回图1，在步骤108,对于冠状动脉狭窄计算血液动力学指标。在步骤106的血流 和压力模拟中，对于一系列时间步骤中的每个，对于该狭窄计算支架术后压降。根据本发明 的一个有利的实施例，基于对于该狭窄计算的支架术后压降，对于该狭窄计算支架术后血 流储备分数（FFR)。FFR被定义为狭窄脉管中的最大血流与正常血管中的最大血流之比，并 且用于表征狭窄的严重程度。可以通过计算狭窄的远端处的时间平均压力（Pd)与充血状 态中主动脉中的平均压力（Pa)之比来对于该狭窄近似FFR。从而，在一个有利的实施例中， 在步骤106中的血流模拟模拟了充血血流，而用于该狭窄的所计算的支架术后压降可以在 一个心脏周期上平均并且随后用于确定该狭窄的支架术后FFR值。尤其，可以将FFR计算 为（Pa_AP)/Pa，其中Pa是主动脉压力。主动脉压力可以被假设为人口平均值，或者可以确 定为非侵入性地采集的收缩压和舒张压以及心率的函数。也可以对于狭窄计算其它血液动 力学指标。例如，可以基于得自静息状态血流模拟的、用于狭窄的支架术后压降来计算血液 动力学指标，诸如瞬时无波型比率（iFR)和静息Pd/Pa。可以通过在显示设备上显示值来输 出支架术后FFR值和/或其它支架术后血液动力学指标。在一个可能的实施方式中，可以 将一个或多个所计算的支架术后FFR值（或其它支架术后血液动力学指标）在显示在显示 设备上的患者医学图像上可视化。
[0056]图6示出了一种根据本发明的一个实施例的支架术治疗规划方法。在此利用为患 者的冠状动脉狭窄规划PCI治疗的示例来描述图6的方法，但是本发明不限于此并且可以 类似地应用于其它类型动脉中的其它支架术治疗。图6的方法可以用于评估用于治疗冠状 动脉狭窄的不同支架术策略以确定何种支架术策略是有效的和/或选择最优的支架术策 略。图6的方法可以实施为用于支架术治疗规划的全自动的方法。参考图6,在步骤602， 接收患者医学图像数据。在步骤604,从该医学图像数据提取冠状动脉支架术前患者特定解 剖模型。步骤602和604与图1的步骤102和104相同。如上面描述的，可以在医学图像 数据或者冠状动脉支架术前患者特定解剖模型中自动检测或手工识别狭窄区域。
[0057] 在步骤606,对于冠状动脉支架术前患者特定解剖模型中的每个狭窄区域计算支 架术前FFR值。支架术前FFR值可以通过模拟冠状动脉支架术前患者特定解剖模型中充血 状态时的血流和压力来计算。例如，可以将冠脉循环的计算模型用于执行血流和压力计算。
[0058] 在步骤608,基于对于冠状动脉支架术前患者特定解剖模型中的狭窄区域计算的 支架术前FFR值来确定多个支架术策略。尤其，将具有小于预定阈值（例如〈0.8)的支架 术前FFR值的狭窄区域识别为用于进行支架术的目标狭窄区域。此外，对于每个具有小于 阈值的支架术前FFR值的狭窄区域，还将所有在冠状动脉树中的血流路径中在前的（即在 近端方向上的）狭窄区域识别为用于进行支架术的目标狭窄区域。可以对于在冠状动脉树 中特定血流路径中的每组目标狭窄区域生成多个支架术策略，其中每个支架术策略对应于 对一个子组的目标狭窄区域进行支架术。支架术策略包括与对每个个别目标狭窄区域对应 的支架术策略和与对多个狭窄区域的每个可能组合进行支架术对应的支架术策略，直至与 对所有目标狭窄区域进行支架术对应的支架术策略。
[0059] 图7示出了对于冠状动脉树中的三个狭窄区域的示例性支架术前FFR计算结果。 如在图7中所示，左前降支（LAD)动脉具有三个串行的狭窄（狭窄1、狭窄2和狭窄3)，其中 每个可能是或可能不是在血液动力学上重要的。狭窄1具有为〇. 885的支架术前FFR值， 狭窄2具有为0. 667的支架术前FFR值，并且狭窄3具有为0. 621的支架术前FFR值。因 为大多远端狭窄（狭窄3)具有小于0. 8的FFR值，所以清楚的是需要进行PCI，并且所有 三个狭窄都被识别为要进行支架术的目标狭窄。图6的虚拟规划方法的目标是确定应进行 PCI的狭窄。在图7中支架术前FFR值指示狭窄2是最重要的，因为它导致FFR值的最大下 降。然而，不清楚的是狭窄2是否足以使远端（狭窄3的）FFR值升至0. 8以上。
[0060] 回到图6,在步骤610,对于多个支架术策略中的每个，通过利用对于当前支架术 策略中被进行支架术的目标狭窄区域的修改的压降模型模拟在冠状动脉支架术前患者特 定解剖模型中的血流，来对于目标狭窄区域中的每个计算所预测的支架术后FFR值。尤其， 可以实施图1的方法以通过计算对于待进行支架术的每个目标狭窄区域的所预测的支架 术后压降来预测当前支架术策略中待进行支架术的每个目标狭窄区域的支架术效果，该所 预测的支架术后压降是基于利用相应的