一种冠状动脉微循环阻力的确定方法和装置与流程

本发明涉及冠状动脉血管造影数据处理技术，尤其涉及冠状动脉微循环阻力的确定方法和装置。

背景技术：

冠状动脉血流储备分数(ffr，fractionalflowreserve)是评价缺血性冠心病的一种评估标准。ffr定义为最大充血状态下，存在狭窄病变时血管所能获得的最大血流量，与正常状态下时血管所能获得的最大血流量的比值。根据流体力学公式可知，心肌组织的血流量与灌注压呈正比，故ffr可以通过狭窄病变下游远端的压力与狭窄上游压力的比值计算得出。ffr需采用压力导丝进行介入测量，其价格昂贵且操作复杂，需要注射腺苷使冠状动脉微循环充分扩张，常伴随着许多不良反应，并引起身体不适。基于血流动力学模拟的冠状动脉ffrct技术是ffr的无创评估方法的一种有益探索。

冠状动脉ffrct技术是首先基于患者冠状动脉血管造影(cta，computedtomographyangiography)图像，重构得到冠状动脉的三维几何模型，其次构建真实且个性化的生理流动边界条件，利用数值模拟的方法进行冠状动脉的血流动力学仿真，最后根据计算得到的狭窄病灶远端和近端的压力比值获得其ffr，即无创冠状动脉血流储备分数(ffrct，fractionalflowreservefromcoronarycomputedtomographyangiography)。在三维(3d)重建的模型接近真实冠状动脉的前提下，ffrct技术计算结果的准确性很大程度上取决于流体力学边界条件的设置，在现有采用的边界条件中，采用最多的是基于压力——阻力的边界条件，即将患者肱动脉血压作为冠状动脉入口压力边界条件，出口采用阻力边界条件，冠状动脉每个出口的阻力的确定关系到ffrct技术计算结果准确性。

因此，如何获取冠状动脉分支每个血液出口的准确阻力，进而提高ffrct技术计算结果准确性，是亟待解决的问题。

发明内

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种冠状动脉微循环阻力的确定方法和装置，能获取冠状动脉分支每个血液出口的准确阻力，进而提高ffrct技术计算结果准确性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种冠状动脉微循环阻力的确定方法，所述方法包括：

根据冠状动脉的三维图像模型，建立每个冠状动脉分支分别对应的由离散点构成的中心线；根据所述每个中心线的连接关系，确定每个冠状动脉分支的层级关系；

根据所述每个冠状动脉分支的层级关系，和每个中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径，采用预设分配规则，确定每个冠状动脉分支的血流量；

根据每个冠状动脉分支的血流量，确定预设血液出口对应的冠状动脉分支的微循环阻力。

上述方案中，所述根据所述每个中心线的连接关系，确定每个冠状动脉分支的层级关系，包括：

根据每个冠状动脉分支中心线离散点的交叉连接关系，和预设血液流动方向，确定冠状动脉分支层级关系；

所述冠状动脉分支层级关系包括父冠状动脉分支和子冠状动脉分支；

所述预设血液流动方向从所述父冠状动脉分支流向子冠状动脉分支。

上述方案中，所述采用预设分配规则，确定每个冠状动脉分支的血流量，包括：

采用如下表达式计算冠状动脉总血量：

qcor＝q0mmyo^0.75

其中，qcor表示冠状动脉总血流量；q0表示预设系数，mmyo表示左心室心肌质量；

根据左冠状动脉血流量和右冠状动脉血流量分别占冠状动脉全部血流量的预设分配例比，确定左冠状动脉和右冠状动脉各自的血流量；

每个冠状动脉分支的血流量用表达式表示为：

其中，dmn表示属于同一父冠状动脉分支的子冠状动脉分支在各自对应中心线离散点根节点位置的直径，qm表示所述父冠状动脉分支的总血流量。

上述方案中，所述根据每个冠状动脉分支的血流量，确定预设血液出口对应的冠状动脉分支的微循环阻力，包括：

将主动脉平均压力减去心外膜冠状动脉压降之差，再减去中心静脉压，得到冠状动脉分支末端到静脉末端的压差；

将所述冠状动脉分支末端到静脉末端的压差除以预设血液出口对应的冠状动脉分支的血流量之商，确定为所述预设血液出口对应的冠状动脉分支的微循环阻力。

上述方案中，所述方法还包括：

采用预设拟合规则，对所述冠状动脉分支中心线上每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合，得到第一直径拟合曲线；

所述第一直径拟合曲线的拟合函数斜率大于0时，按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理。

上述方案中，所述方法还包括：

所述第一直径拟合曲线的拟合函数斜率小于0时，计算所述第一直径拟合曲线的狭窄率，剔除狭窄率高于第一预设狭窄率阈值的离散点；

采用预设拟合规则，对所述冠状动脉分支中心线上剩余的每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合，得到第二直径拟合曲线，并计算所述第二直径拟合曲线的狭窄率；

所述中心线根部交叉位置离散点对应狭窄率高于第二预设狭窄率阈值时，按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理。

上述方案中，所述采用预设拟合规则，对每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合，包括：

采用线性拟合所述每个离散点对应的冠状动脉分支直径，采用如下表达式表示拟合得到的曲线：

diameterpolyfit＝p(1)·distanceemd+p(2)

其中，distanceemd表示中心线上每个离散点的位次序列，p(1)表示拟合函数斜率，p(2)表示拟合函数截距，diameteremd表示每个离散点对应的冠状动脉分支直径序列。

上述方案中，所述按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理，包括：

采用如下表达式确定所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径：

d1＝dn+(n-1)γ

其中，d1表示中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径，dn表示中心线末端最后一个离散点对应的冠状动脉分支直径，n表示离散点的位次，γ表示预设相邻离散点的冠状动脉分支直径差。

上述方案中，所述拟合第一直径拟合曲线之前，所述方法还包括：

根据预设剔除规则，剔除冠状动脉分支预设长度的离散点。

上述方案中，所对冠状动脉分支中心线上每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合之前，所述方法还包括：

对长度大于预设分支长度的冠状动脉分支直径进行经验模态分解(emd，empiricalmodedecomposition)；

emd结果大于预设模态时，去除波动最大的模态，并将剩余模态数据相加，确定为冠状动脉分支中心线上每个离散点分别对应的冠状动脉分支直径序列。

本发明实施例还提供了一种冠状动脉微循环阻力的确定装置，所述装置包括：模型处理模块、第一确定模块和第二确定模块，其中，

所述模型处理模块，用于根据冠状动脉的三维图像模型，建立每个冠状动脉分支分别对应的由离散点构成的中心线；根据所述每个中心线的连接关系，确定每个冠状动脉分支的层级关系；

所述第一确定模块，用于根据所述每个冠状动脉分支的层级关系，和每个中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径，采用预设分配规则，确定每个冠状动脉分支的血流量；

所述第二确定模块，用于根据每个冠状动脉分支的血流量，确定预设血液出口对应的冠状动脉分支的微循环阻力。

上述方案中，所述模型处理模块，具体用于：

根据每个冠状动脉分支中心线离散点的交叉连接关系，和预设血液流动方向，确定冠状动脉分支层级关系；

所述冠状动脉分支层级关系包括父冠状动脉分支和子冠状动脉分支；

所述预设血液流动方向从所述父冠状动脉分支流向子冠状动脉分支。

上述方案中，所述第一确定模块，具体用于：

采用如下表达式计算冠状动脉总血量：

qcor＝q0mmyo^0.75

其中，qcor表示冠状动脉总血流量；q0表示预设系数，mmyo表示左心室心肌质量；

根据左冠状动脉血流量和右冠状动脉血流量分别占冠状动脉全部血流量的预设分配例比，确定左冠状动脉和右冠状动脉各自的血流量；

每个冠状动脉分支的血流量用表达式表示为：

其中，dmn表示属于同一父冠状动脉分支的子冠状动脉分支在各自对应中心线离散点根节点位置的直径，qm表示所述父冠状动脉分支的总血流量。

上述方案中，所述第二确定模块，具体用于：

将主动脉平均压力减去心外膜冠状动脉压降之差，再减去中心静脉压，得到冠状动脉分支末端到静脉末端的压差；

将所述冠状动脉分支末端到静脉末端的压差除以预设血液出口对应的冠状动脉分支的血流量之商，确定为所述预设血液出口对应的冠状动脉分支的微循环阻力。

上述方案中，所述装置还包括修正模块；所述修正模块用于：

采用预设拟合规则，对所述冠状动脉分支中心线上每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合，得到第一直径拟合曲线；

所述第一直径拟合曲线的拟合函数斜率大于0时，按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理。

上述方案中，所述修正模块还用于：

所述第一直径拟合曲线的拟合函数斜率小于0时，计算所述第一直径拟合曲线的狭窄率，剔除狭窄率高于第一预设狭窄率阈值的离散点；

采用预设拟合规则，对所述冠状动脉分支中心线上剩余的每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合，得到第二直径拟合曲线，并计算所述第二直径拟合曲线的狭窄率；

所述中心线根部交叉位置离散点对应狭窄率高于第二预设狭窄率阈值时，按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理。

上述方案中，所述修正模块，具体用于：

采用线性拟合所述每个离散点对应的冠状动脉分支直径，采用如下表达式表示拟合得到的曲线：

diameterpolyfit＝p(1)·distanceemd+p(2)

其中，distanceemd表示中心线上每个离散点的位次序列，p(1)表示拟合函数斜率，p(2)表示拟合函数截距，diameteremd表示每个离散点对应的冠状动脉分支直径序列。

上述方案中，所述修正模块，具体用于：

采用如下表达式确定所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径：

d1＝dn+(n-1)γ

其中，d1表示中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径，dn表示中心线末端最后一个离散点对应的冠状动脉分支直径，n表示离散点的位次，γ表示预设相邻离散点的冠状动脉分支直径差。

上述方案中，所述修正模块，还用于：

根据预设剔除规则，剔除冠状动脉分支预设长度的离散点。

上述方案中，所述修正模块，还用于：

对长度大于预设分支长度的冠状动脉分支直径进行emd；

emd结果大于预设模态时，去除波动最大的模态，并将剩余模态数据相加，确定为冠状动脉分支中心线上每个离散点分别对应的冠状动脉分支直径序列。

本发明实施例还提供了一种存储介质，其上存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器执行时实现上述方法中任一种所述冠状动脉微循环阻力的确定方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种冠状动脉微循环阻力的确定装置，包括处理器、存储器及存储在存储器上并能够有所述处理器运行的可执行程序，所述处理器运行所述可执行程序时执行上述方法中任一种所述冠状动脉微循环阻力的确定方法的步骤。

本发明实施例所提供的冠状动脉微循环阻力的确定方法和装置，根据冠状动脉的三维图像模型，建立每个冠状动脉分支分别对应的由离散点构成的中心线；根据所述每个中心线的连接关系，确定每个冠状动脉分支的层级关系；根据所述每个冠状动脉分支的层级关系，和每个中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径，采用预设分配规则，确定每个冠状动脉分支的血流量；根据每个冠状动脉分支的血流量，确定预设血液出口对应的冠状动脉分支的微循环阻力。如此，通过逐级分配的方法，按照冠脉分叉处分支根部的直径精确计算冠脉各个分支的流量，获取冠状动脉分支每个血液出口的准确阻力，进而提高ffrct技术计算结果准确性。

附图说明

图1为本发明实施例冠状动脉微循环阻力的确定方法的流程示意图；

图2为本发明实施例原始cta数据示意图；

图3为本发明实施例cta数据重构得到的三维几何模型示意图；

图4为本发明实施例主动脉和冠状动脉的三维几何模型及冠脉点阵云示意图；

图5为本发明实施例冠状动脉分支中心线离散点示意图；

图6为本发明实施例分叉位置父节点及子节点的分布示意图；

图7为本发明实施例冠状动脉分支命名示意图；

图8为本发明实施例冠状动脉分支直径拟合示意图；

图9为本发明实施例真实冠状动脉分支的命名和阻力示意图；

图10为本发明实施例真实冠状动脉左分支ffr计算结果示意图；

图11为本发明实施例修复直径后真实冠状动脉分支的命名和阻力示意图；

图12为本发明实施例修复直径后真实冠状动脉左右分支ffr计算结果示意图；

图13为本发明实施例冠状动脉微循环阻力的确定装置组成结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例中，根据冠状动脉的三维图像模型，建立每个冠状动脉分支分别对应的由离散点构成的中心线；根据所述每个中心线的连接关系，确定每个冠状动脉分支的层级关系；根据所述每个冠状动脉分支的层级关系，和每个中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径，采用预设分配规则，确定每个冠状动脉分支的血流量；根据每个冠状动脉分支的血流量，确定预设血液出口对应的冠状动脉分支的微循环阻力。

本发明实施例提供的冠状动脉微循环阻力的确定方法，如图1所示，所述方法包括：

步骤101：根据冠状动脉的三维图像模型，建立每个冠状动脉分支分别对应的由离散点构成的中心线；根据所述每个中心线的连接关系，确定每个冠状动脉分支的层级关系；

这里，可以通过cta等方式获取冠状动脉图像数据，通过设置阈值、选取一定数量的等值面、建立连通域等方法，建立冠状动脉的三维图像模型，并提取冠状动脉点阵云。所述冠状动脉分支可以指整个冠状动脉的整个血管分支，如左冠状动脉、右冠状动脉，左右冠状动脉的主干冠状动脉和与分叉冠状动脉；

具体的，cta图像数据如图2所示。可以将cta图像数据导入到三维重构软件，较亮区域基本代表主动脉，主要冠状动脉的内腔，较暗区域可表示患者心脏的心肌和其他组织；设置图像参数阈值，选取一定数量的等值面，建立连通域，重构生成由三角网格构成的三维图像模型，根据拉普拉斯算法进行曲面平滑，最后得到如图3所示的包含心脏，主动脉以及冠状动脉的三维几何模型。为了更好地获得冠状动脉三维模型，可以采用插值、平滑等方法对冠状动脉钙化斑块进行处理以及进行平滑和补洞处理；

再通过设置图像亮度、对比度等参数阈值，经过识别，从图4a包含心脏，主动脉以及冠状动脉的三维几何模型中所示的分割主动脉和冠状动脉，分离包含多条主要冠状动脉如左前降支(lad)动脉、左旋支(lcx)动脉、右冠状(rca)动脉等及其分支的冠状动脉模型，并提取图4b所示的冠状动脉模型的点阵云模型，所述点阵云是指冠状动脉模型的离散化形式；

获取冠状动脉点阵云模型后，可以提取每个冠状动脉分支分别对应的由离散点构成的中心线，并可以根据每个中心线的连接关系，如中心线的树状结构，确定每个冠状动脉分支的层级关系；中心线可以由离散点连接而成，离散点的间隔可以预设，间隔的空间距离可以结合空间直线距离和空间角度等确定。如可以将离散点空间直线距离间隔设置为0.25mm～0.75mm，如0.5mm等。所述冠状动脉分支的中心线通常被称为冠状动脉分支龙骨，构成中心线的离散点通常可以称为冠状动脉分支龙骨节点。

进一步的，可以根据每个冠状动脉分支中心线离散点的交叉连接关系，和预设血液流动方向，确定冠状动脉分支层级关系；所述冠状动脉分支层级关系包括父冠状动脉分支和子冠状动脉分支；所述预设血液流动方向从所述父冠状动脉分支流向子冠状动脉分支；

这里，所述父冠状动脉分支和子冠状动脉分支可以有多个层级，父冠状动脉分支可以是上一层级的子冠状动脉分支，子冠状动脉分支可以是下一层级的父冠状动脉分支；可以根据血液流动方向确定所述冠状动脉分支层级关系包括父冠状动脉分支和子冠状动脉分支，通常子冠状动脉分支通过交叉点与父冠状动脉分支连接，并且血液流动方向为从父冠状动脉分支流向子冠状动脉分支。

实际应用中，如图4a和4b所示，可提取冠状动脉点阵云，将点针云转成二值化高维矩阵，并计算连通域，剔除较小的连通域，利用冠状动脉骨骼提取算法提取骨骼，建立龙骨节点索引。所述龙骨节点即为中心线的离散点。所述龙骨节点索引为子节点与父节点关系；

具体的，首先，将点阵云转成二值化高维矩阵，计算连通域，剔除较小的连通域，这里一般是剔除小于100个像素点的连通域；

其次，利用冠状动脉骨骼提取算法提取骨骼，标记龙骨节点的物理坐标位置，记在矩阵a中前三列，其中龙骨节点的总个数为n，第i个节点的空间位置用pi＝(xi,yi,zi)表示。每个节点上需算出冠状动脉的等效面积ai、等效直径di、血流方向vi(空间位置的一阶导数)等几何信息。等效面积指与冠状动脉的垂直截面所包围的面积；等效直径的计算公式为血流方向按各自的数学定义计算即可，所有数据均按照龙骨坐标位置添加到矩阵α中，后续计算直接调用；

最后，查找节点i在血流反方向-vi上距离该节点最近的点，并作为父节点，当前节点称为子节点，说明血流方向是从父节点流向子节点，所述节点即为构成冠状动脉分支中心线的离散点。需要说明的是：血流入口点没有父节点，血流出口点没有子节点，分叉点是多个子节点的父节点。根据子节点与父节点的空间关系搜索入口到出口的分支路径，即从出口开始查找每一个节点的父节点，直到冠状动脉的入口节点。冠状动脉龙骨节点按照从入口到第一级分支，第二级分支等直到各个出口依次进行遍历，实现程序从冠状动脉入口寻找所有出口，得到如图5所示的冠状动脉分支层级关系图，即龙骨索引。所述冠状动脉的出口可以预先设置，如将冠状动脉分支末端直径1～2mm的位置设为冠状动脉出口；其中所述分叉点即为冠状动脉分支的交叉点。

实际应用中，可以根据冠状动脉分支的排布，按预设顺序建立冠状动脉分支的空间位置关系，并根据预设的命名规则对冠状动脉分支进行命名；如此，对冠脉分支从上而下，从左到右进行了数学和几何上的分级并命名，解决了ffrct计算前无法规则化、程序化评估冠脉末端流量的问题；

具体的，可以根据上述冠状动脉龙骨节点索引关系，寻找冠状动脉分支分叉点，确定冠状动脉分支分叉点遍历其子节点的顺序沿着冠状动脉从上而下，沿着心脏中心从左到右；

基于龙骨数据矩阵a，从冠状动脉入口龙骨节点开始，即从主动脉与冠状动脉交叉的离散点开始，根据冠状动脉龙骨节点索引关系，遍历龙骨节点到第一个分叉点，获取并记录第一个分叉点的子节点顺序，存放在矩阵b中。以第一个分叉点包含两个子节点为例，根据分叉点的子节点都公用一个父节点的关系，计算分叉点指向其父节点的方向向量dir_father及分叉点指向两个一级子节点b(1)，b(2)的方向向量dir_son1，dir_son2，由于龙骨节点与点之间的距离大约是一个像素(两个像素点的距离大约0.3mm)，因此这三个向量可以看成在同一个平面。根据右手定则，分别计算分叉点指向其父节点的方向向量与分叉点指向两个一级子节点的方向向量的法向量，可以分别用表达式(1)和(2)表示：

normal1＝cross(dir_father,dir_son1)(1)

normal2＝cross(dir_father,dir_son2)(2)

根据左右冠状动脉分布定位心脏中心，以冠状动脉中心为球心，计算分叉点指向球心的方向向量dir_center，再通过计算上述法向量与分叉点指向球心的方向向量的点积a,b，判断两个子节点在矩阵b中的存放位置；a和b可以分别用表达式(3)和(4)表示：

a＝dir_center·noraml1(3)

b＝dir_center·noraml2(4)

当a＜0＜b，矩阵b中的元素位置保持不变，如图6a所示，两个龙骨节点为左右分布型；

当b＜0＜a，互换矩阵b中的元素位置，如图6a所示，两个龙骨节点为左分布型；

当a＞0,b＞0，计算向量dir_father与向量dir_son1和dir_son2夹角，分别用表达式(5)和(6)表示：

θ1＝acos(dot(dir_father·dir_son1)/(norm(dir_father)·norm(dir_son1)))(5)

θ2＝acos(dot(dir_father·dir_son2)/(norm(dir_father)·norm(dir_son2)))(6)

如果θ1＞θ2，矩阵b中的元素位置保持不变；相反，互换矩阵b中的元素位置，如图6b所示，两个冠状动脉分支为左分布型；

当a＜0,b＜0，同样计算向量dir_father与向量dir_son1和dir_son2夹角θ1,θ2：如果θ1＞θ2，互换矩阵b中的元素位置；相反，矩阵b中的元素位置保持不变，如图6c所示，两个龙骨节点为右分布型；

根据以上规则，变换矩阵b中元素的位置后，然后依次遍历剩下的所有分叉点直至遍历到冠状动脉所有出口，至此确定了冠状动脉分支从上而下，从左到右的遍历顺序。

进一步的，可以基于冠状动脉分支的空间位置顺序对冠状动脉分支进行命名；

根据上述对冠状动脉分支指定的遍历顺序，对冠状动脉主干进行命名cm＝0(m＝0)，冠状动脉的其他分支按照上述判定的冠状动脉分支左右顺序，对一个分叉下的左右分支按照一定规则进行命名，可以用表达式(7)表示：

cmn＝cm×10+n(7)

其中，m为上一个分支的命名属性，n＝1表示左分支，n＝2表示右分支，如此循环到所有冠状动脉分支的所有龙骨被命名，如图7所示；

首先，命名冠状动脉入口龙骨节点属性为c0＝0，然后依次遍历所在该主干其余的所有龙骨节点，每个龙骨节点依次继承其父节点的命名属性；

其次，当龙骨从主干遍历到第一个分叉点时，按照确定的冠状动脉分支从上而下，从左到右的遍历顺序，指定第一个分叉点的左分支l01第一个龙骨节点等级为c01＝c0×10+1＝1，右分支r02第一个龙骨节点命名为c02＝c0×10+2＝2。所在该分支其余的所有龙骨节点依次继承其父节点的名称属性；

最后，当随后遍历分支l01遇到分叉点时，按照冠状动脉分支分叉点基于心脏从左到右的遍历顺序，指定该分叉点下的左分支命名为c011＝c01×10+1＝11，右分支等级为c012＝c01×10+2＝12；同样，分支r02后的分叉点后的分支均按照分支l01所述情况进行命名，即c021＝c02×10+1＝21，c022＝c02×10+2＝22，如此循环继续，直到遍历整个冠状动脉龙骨节点，完成命名的冠状动脉分支如图7所示。

步骤102：根据所述每个冠状动脉分支的层级关系，和每个中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径，采用预设分配规则，确定每个冠状动脉分支的血流量；

这里，可以将冠状动脉的总血量，根据预设分配规则，分配给每个冠状动脉分支。所述预设分配规则可以根据父冠状动脉分支与子冠状动脉分支的血液分配关系确定；

进一步的，可以由器官分离得到的患者心肌并计算得到左心室心肌质量，按照冠状动脉血流量与心肌质量之间的异速生长法则，即全冠状动脉血流量可以用表达式(8)表示：

qcor＝q0mmyo^0.75(8)

其中，qcor为全冠状动脉血流量；q0为常数系数，可以取5.4；mmyo为左心室心肌质量；

冠状动脉的分布型包括：左优势型、均衡型和右优势型；根据全冠状动脉总的血流量确定左冠状动脉的血流量qcor_left与右冠状动脉的血流量qcor_right之比比分别为8：2、7.5：2.5和7：3。例如，如果冠状动脉分布型为右优势型，则冠状动脉左右支流量分配为：qcor_left＝70％qcor，qcor_right＝30％qcor；

结合泊肃叶定律，冠状动脉分支内的血流量与对应的分支直径的三次方成正比，冠状动脉分支内的血流量可以用表达式(9)表示：

其中，q为血管内流量，d为血管直径，μ为血液动力粘度系数，λ为一比例常数，表示血管单位体积新陈代谢所耗的能量；

根据预设左冠状动脉血流量和右冠状动脉血流量分别占冠状动脉全部血流量的例比，确定左冠状动脉分支和右冠状动脉分支各自的血流量；

每个冠状动脉分支的血流量用表达式(10)表示为：

其中，dmn表示属于同一父冠状动脉分支的子冠状动脉分支在各自对应中心线离散点根节点位置的直径，qm表示所述父冠状动脉分支的总血流量，m表示父冠状动脉分支，n表示m父冠状动脉分支的不同子冠状动脉分支；

以冠状动脉主干分叉为两个子冠状动脉分支为例，d0为冠状动脉主干的管径，d01和d02分别为第一个分叉点下的所述的两个一级子节点对应的冠状动脉分支直径；

根据冠状动脉分支的分布型计算得到左(右)冠状动脉总的血流量，即主干lm血流量qm(m＝0)。冠状动脉的其他分支流量按照上述判定的冠状动脉分支左右顺序，对一个分叉下的左右分支流量按照一定规则进行分配，两个子冠状动脉分支的血流量可以用表达式(11)表示：

其中，m为上一个分支的命名属性，n＝1表示左分支，n＝2表示右分支，如此循环至分配好所有冠状动脉分支的流量；

按照冠状动脉分支分级以及冠状动脉血流量自上而下的分配规则，分别获取第一个分叉点下的左右分支的第二个节点的冠状动脉分支直径，计算得到分支l01和l02的血流量，可以分别用表达式(12)和(13)表示：

分支l01进行分叉，得到分支l011及l012，根据同样的分配规则，计算得到分支l011及l012的血流量，可以分别用表达式(14)和(15)表示：

同样，分支l02进行分叉，得到分支l021及l022，根据同样的分配规则，计算得到分支l021及l022的血流量，可以分别用表达式(16)和(17)表示：

若分支l011、l012、l021及l022有进一步分叉，则继续按照上述冠状动脉分级原理，按照分叉处直径逐级分配下级分支的血流量，如此循环继续，直到该分支不存在分叉，即该分支出口为冠状动脉分支出口，则该分支对应的血流量为冠状动脉分支出口血流量。

进一步的，采用预设拟合规则，对所述冠状动脉分支中心线上每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合，得到第一直径拟合曲线；所述第一直径拟合曲线的拟合函数斜率大于0时，按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理；

所述第一直径拟合曲线的拟合函数斜率小于0时，计算所述第一直径拟合曲线的狭窄率，剔除狭窄率高于第一预设狭窄率阈值的离散点；采用预设拟合规则，对所述冠状动脉分支中心线上剩余的每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合，得到第二直径拟合曲线，并计算所述第二直径拟合曲线的狭窄率；所述中心线根部交叉位置离散点对应狭窄率高于第二预设狭窄率阈值时，按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理；

这里，所述中心线根部交叉位置离散点为父冠状动脉分支与子冠状动脉分支交叉位置，子冠状动脉分支的离散点。

具体的，对比由三维冠状动脉点云提取的冠状动脉分支中心线，即冠状动脉分支龙骨和原始三维冠状动脉点云发现，冠状动脉分支分叉区域离散点，即龙骨节点的等效直径因计算难度大而导致获取的直径可能不准确，出口分支末端由于造影剂浓度降低也可能导致提取的等效直径偏小真实冠状动脉分支直径。另外，根据cta图像重构的三维冠状动脉模型发现，冠状动脉分支在分叉根部可能发生狭窄病变。如果直接取分叉处的直径来分配冠状动脉流量，可能会产生较大误差，导致冠状动脉分支末端微循环阻力计算不准确，进而导致ffr计算不准确。可以通过确定冠状动脉分支狭窄位置并修复在交叉位置的狭窄情况；

因此，优选的，对冠状动脉分支中心线上每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合之前，所述修正模块134可以根据预设剔除规则，剔除冠状动脉分支预设长度的离散点；所述预设剔除规则可以根据冠状动脉模型实际情况设置，对冠状动脉分支交叉点和/或末端进行剔除；所述预设长度可以根据冠状动脉分支异常状况设置，如1mm或2mm；

具体的，对冠状动脉分支首尾异常点进行剔除。比较分叉处龙骨节点和真实冠状动脉分支分叉区域发现，冠状动脉分支主干有1mm左右的龙骨节点、分叉分支有2mm左右的龙骨节点处于分叉三角区域。对于冠状动脉分支主干，剔除末端1mm内的龙骨节点，对于内部分支，首尾分别剔除2mm和1mm内的龙骨节点，对于出口分支，同样剔除首尾2mm和1mm内的龙骨节点，作为新的分支龙骨节点。

进一步的，所述修正模块134可以对长度大于预设分支长度的冠状动脉分支直径进行emd，emd结果大于预设模态时，去除波动最大的模态，并将剩余模态数据相加，确定为冠状动脉分支中心线上每个离散点分别对应的冠状动脉分支直径序列；

具体的，对冠状动脉分支龙骨节点的等效直径进行滤波。对于分支较长的冠状动脉，即长度大于预设分支长度的冠状动脉分支，利用emd方法分别对不同分支冠状动脉分支等效直径进行emd，分解后产生不同的模态，对于小于等于两个模态的冠状动脉分支，该分支直径保持不变，将直径序列记为diameteremd；否则，去除波动最大的一个模态，将剩余模态数据相加得到新的冠状动脉分支龙骨直径序列diameteremd；其中，预设分支长度取20个龙骨节点。对于龙骨节点小于等于20个节点的冠状动脉分支，则不进行滤波，同样记直径序列diameteremd；

这里，所述采用预设拟合规则，对每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合包括：采用线性拟合所述每个离散点对应的冠状动脉分支直径，采用如下表达式表示拟合得到的曲线：可以采用相同的拟合方法拟合所述第一直径拟合曲线和第二直径拟合曲线；第一直径拟合曲线和第二直径拟合曲线可以采用相同形式的拟合表达式；

通常，正常的冠状动脉分支，自交叉处至末端的直径为递减数列，即拟合函数的斜率小于0；首先，可以对不同分支的冠状动脉分支直径分布进行拟合，得到第一直径拟合曲线diameter1polyfit，拟合出的函数均成线性函数，可以用表达式(18)表示：

diameter1polyfit＝p1(1)·distanceemd+p1(2)(18)

其中，其中，distanceemd表示中心线上每个离散点的位次序列，p1(1)为拟合函数斜率，p1(2)表示拟合函数截距，p1(1)和p1(2)分别为p1＝polyfit(distanceemd,diameteremd,1)拟合得到的两个常数，diameteremd表示每个离散点对应的冠状动脉分支直径序列。所述polyfit()表示拟合函数；

当拟合函数斜率p1(1)＞0时，如图8所示，可以初步确定冠状动脉分支在交叉处发生狭窄状况，按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理；所述设修复规则可以根据冠状动脉分支的直径分布确定，可以采用相邻离散点直径对交叉位置离散点对应的直径进行修复定。

进一步的，可以采用表达式(19)确定所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径：

d1＝dn+(n-1)γ(19)

其中，d1表示中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径，dn表示同一冠状动脉分支中心线末端最后一个离散点对应的冠状动脉分支直径，n表示最后一个离散点的位次，γ表示预设相邻离散点的冠状动脉分支直径差。离散点间隔设置为0.25mm～0.75mm时，可以设置γ取值范围为0.0005mm～0.0015mm，离散点间隔取0.5mm时，γ取0.001mm；

当拟合函数斜率p1(1)＜0时，可以初步确定冠状动脉分支在交叉处未发生狭窄状况，不需要进行修复；但是，不能排除存在冠状动脉分支中部大范围狭窄的情况，在冠状动脉分支中部发生狭窄时函数斜率p1(1)同样会出现小于0的情况；为了剔除狭窄位置直径对拟合函数的影响，可以首先利用第一次拟合函数计算当前的冠状动脉分支的狭窄率；

可以利用diameter1polyfit和diameteremd的差值除以diameter1polyfit作为冠状动脉分支狭窄处的第一直径拟合曲线狭窄率，第一直径拟合曲线狭窄率可以用表达式(20)表示：

stenosisrate1＝(diameter1polyfit-diameteremd)/diameter1polyfit(20)

由于，函数斜率p1(1)＜0，可以初步定位冠状动脉分支狭窄发生的位置不发生在分叉根部。对于不存在狭窄的分支或狭窄程度很低，拟合得到的龙骨直径函数可以看作是理想冠状动脉分支的直径分布，而对于中间存在严重狭窄的冠状动脉分支，因为狭窄的存在导致拟合函数不是非常接近真实冠状动脉分支直径分布。因此，可以剔除狭窄率大于第一预设狭窄率阈值如50％的离散点，得到新的直径冠状动脉分支直径序列diameternew，可以采用拟合第一直径拟合曲线相同的拟合方法对剔除离散点后的冠状动脉分支直径进行拟合，得到第二直径拟合曲线diameter2polyfit，结合diameternew和distancenew拟合得到diameter2polyfit，可以用表达式(21)表示：

diamete2polyfit＝p2(1)·distancenew+p2(2)(21)

其中，p2(1)为拟合函数斜率，p2(2)表示拟合函数截距，p2(1)和p2(2)分别为p2＝polyfit(distancenew,diameternew,1)拟合得到的两个常数，distancenew表示中心线上每个离散点的位次序列，即中心线上每个离散点的位次序列。所述polyfit()表示拟合函数；这里表达式(18)和(21)为相同的计算方法，只是其中变量不同。

再利用diamete2polyfit和diameternew的差值除以diamete2polyfit作为冠状动脉分支的所述第二直径拟合曲线的狭窄率，可以用表达式(22)表示：

stenosisrate2＝(diameter2polyfit-diameternew)/diameter2polyfit(22)

这里，所述第一直径拟合曲线的狭窄率和第二直径拟合曲线的狭窄率分别表征的是冠状动脉分支在经过剔除狭窄率大于第一预设狭窄率阈值离散点前后的狭窄率。经过两次拟合后，对于交叉点位置的狭窄率，如果大于第二预设狭窄率阈值则确定发生狭窄。按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理；进行修复的方法和上述采用表达式(19)确定所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径的方法一致，这里不再赘述。

如此，对冠状动脉分支分叉根部存在狭窄的冠状动脉分支，进行修复得到新的分叉处等效直径，后续根据修复的直接分配冠状动脉分支的血流量，提高了冠状动脉分支流量分配的准确度。

进一步的，还可以标记冠状动脉分支的狭窄处，供医务人员进行参考。这里，可以查找不同冠状动脉分支对应的狭窄率极大值，临床一般关心狭窄率高于一定阈值如50％的冠状动脉主要分支，因此，从这些冠状动脉分支的极大值中剔除狭窄率小于该阈值的极大值，对于狭窄率大于该阈值的极大值，获取并在冠状动脉分支龙骨上定位该极大值坐标，从狭窄坐标点分别向前和向后搜索冠状动脉分支龙骨节点，直到对应的狭窄率小于或等于一定值，如10％，标记并记录前后距离狭窄点最远的冠状动脉分支龙骨节点，并计算两端龙骨节点沿着龙骨方向的距离，作为狭窄长度stenosislength。可以将狭窄信息提供给医务人员进行参考。

步骤103根据每个冠状动脉分支的血流量，确定预设血液出口对应的冠状动脉分支的微循环阻力；

这里，结合冠状动脉静息状态下压力、血流量及血管阻力的关系，计算静息状态下正常冠状动脉不同分支出口对应的下游冠状动脉分支微循环的阻力。所述预设血液出口可以根据冠状动脉分支末端直径确定，可以预设血液出口直径，冠状动脉分支末端小于预设血液出口直径，确定冠状动脉分支为预设血液出口对应的冠状动脉分支。预设血液出口直径可以是1～2mm。

优选的，可以将主动脉平均压力减去心外膜冠状动脉压降之差，再减去中心静脉压，得到冠状动脉分支末端到静脉末端的压差；将所述冠状动脉压力除以预设血液出口对应的冠状动脉分支的血流量之商，确定为静息状态下，所述预设血液出口对应的冠状动脉分支的微循环阻力；

具体的，在心外膜血管没有狭窄的情况下，临床测量正常人的心外膜冠状动脉压降在1～2mmhg，可以取1mmhg，取冠状动脉入口压力为主动脉平均压pa＝90mmhg，冠状动脉微循环远端压力，即中心静脉压pd＝6.25mmhg，因此冠状动脉分支末端到静脉末端的压差δp＝((pa-1)-pd)＝82.75mmhg。根据δp＝q×rr，所述q为预设血液出口对应的冠状动脉分支的血流量，则静息状态下，每个分支末端的微循环阻力

最后根据预设的静息状态下冠状动脉分支的微循环阻力与充血状态下冠状动脉分支的微循环阻力的比例系数，得到充血状态下，所述预设血液出口对应的冠状动脉分支的微循环阻力；根据预设的比例系数如0.24，计算得到充血状态下的冠状动脉分支末端的微循环阻力rh＝0.24rr。如此，完成了各分支冠状动脉末端的微循环阻力计算。

基于此方法，真实冠状动脉分支的分级和阻力显示如图8所示，通过cfd计算得到冠状动脉ffr分布。

针对图9所示的真实冠脉龙骨点的命名和阻力图，进行ffr计算后得到的冠脉左分支ffr计算结果图如图10所示。针对图11修复交叉位置离散点直径后的真实冠脉龙骨点的命名和阻力图，进行ffr计算后得到的冠脉左右分支ffr计算结果如图12所示。

如此，通过逐级分配的方法，按照冠脉分叉处分支根部的直径精确计算冠脉各个分支的流量，获取冠状动脉分支每个出口的准确阻力，进而提高ffrct技术计算结果准确性。

本发明实施例提供的冠状动脉微循环阻力的确定装置，如图13所示，所述装置包括：模型处理模块131、第一确定模块132和第二确定模块133，其中，

所述模型处理模块131，用于根据冠状动脉的三维图像模型，建立每个冠状动脉分支分别对应的由离散点构成的中心线；根据所述每个中心线的连接关系，确定每个冠状动脉分支的层级关系；

这里，可以通过cta等方式获取冠状动脉图像数据，通过设置阈值、选取一定数量的等值面、建立连通域等方法，建立冠状动脉的三维图像模型，并提取冠状动脉点阵云。所述冠状动脉分支可以指整个冠状动脉的整个血管分支，如左冠状动脉、右冠状动脉，左右冠状动脉的主干冠状动脉和与分叉冠状动脉；

具体的，cta图像数据如图2所示。可以将cta图像数据导入到三维重构软件，较亮区域基本代表主动脉，主要冠状动脉的内腔，较暗区域可表示患者心脏的心肌和其他组织；设置图像参数阈值，选取一定数量的等值面，建立连通域，重构生成由三角网格构成的三维图像模型，根据拉普拉斯算法进行曲面平滑，最后得到如图3所示的包含心脏，主动脉以及冠状动脉的三维几何模型。为了更好地获得冠状动脉三维模型，可以采用插值、平滑等方法对冠状动脉钙化斑块进行处理以及进行平滑和补洞处理；

再通过设置图像亮度、对比度等参数阈值，经过识别，从图4a包含心脏，主动脉以及冠状动脉的三维几何模型中所示的分割主动脉和冠状动脉，分离包含多条主要冠状动脉如lad动脉、lcx动脉、rca动脉等及其分支的冠状动脉模型，并提取图4b所示的冠状动脉模型的点阵云模型，所述点阵云是指冠状动脉模型的离散化形式；

获取冠状动脉点阵云模型后，可以提取每个冠状动脉分支分别对应的由离散点构成的中心线，并可以根据每个中心线的连接关系，如中心线的树状结构，确定每个冠状动脉分支的层级关系；中心线可以由离散点连接而成，离散点的间隔可以预设，间隔的空间距离可以结合空间直线距离和空间角度等确定。如可以将离散点空间直线距离间隔设置为0.25mm～0.75mm，如0.5mm等。所述冠状动脉分支的中心线通常被称为冠状动脉分支龙骨，构成中心线的离散点通常可以称为冠状动脉分支龙骨节点。

进一步的，可以根据每个冠状动脉分支中心线离散点的交叉连接关系，和预设血液流动方向，确定冠状动脉分支层级关系；所述冠状动脉分支层级关系包括父冠状动脉分支和子冠状动脉分支；所述预设血液流动方向从所述父冠状动脉分支流向子冠状动脉分支；

这里，所述父冠状动脉分支和子冠状动脉分支可以有多个层级，父冠状动脉分支可以是上一层级的子冠状动脉分支，子冠状动脉分支可以是下一层级的父冠状动脉分支；可以根据血液流动方向确定所述冠状动脉分支层级关系包括父冠状动脉分支和子冠状动脉分支，通常子冠状动脉分支通过交叉点与父冠状动脉分支连接，并且血液流动方向为从父冠状动脉分支流向子冠状动脉分支。

实际应用中，如图4a和4b所示，可提取冠状动脉点阵云，将点针云转成二值化高维矩阵，并计算连通域，剔除较小的连通域，利用冠状动脉骨骼提取算法提取骨骼，建立龙骨节点索引。所述龙骨节点即为中心线的离散点。所述龙骨节点索引为子节点与父节点关系；

具体的，首先，将点阵云转成二值化高维矩阵，计算连通域，剔除较小的连通域，这里一般是剔除小于100个像素点的连通域；

其次，利用冠状动脉骨骼提取算法提取骨骼，标记龙骨节点的物理坐标位置，记在矩阵a中前三列，其中龙骨节点的总个数为n，第i个节点的空间位置用pi＝(xi,yi,zi)表示。每个节点上需算出冠状动脉的等效面积ai、等效直径di、血流方向vi(空间位置的一阶导数)等几何信息。等效面积指与冠状动脉的垂直截面所包围的面积；等效直径的计算公式为血流方向按各自的数学定义计算即可，所有数据均按照龙骨坐标位置添加到矩阵α中，后续计算直接调用；

最后，查找节点i在血流反方向-vi上距离该节点最近的点，并作为父节点，当前节点称为子节点，说明血流方向是从父节点流向子节点，所述节点即为构成冠状动脉分支中心线的离散点。需要说明的是：血流入口点没有父节点，血流出口点没有子节点，分叉点是多个子节点的父节点。根据子节点与父节点的空间关系搜索入口到出口的分支路径，即从出口开始查找每一个节点的父节点，直到冠状动脉的入口节点。冠状动脉龙骨节点按照从入口到第一级分支，第二级分支等直到各个出口依次进行遍历，实现程序从冠状动脉入口寻找所有出口，得到如图5所示的冠状动脉分支层级关系图，即龙骨索引。所述冠状动脉的出口可以预先设置，如将冠状动脉分支末端直径1～2mm的位置设为冠状动脉出口；其中所述分叉点即为冠状动脉分支的交叉点。

实际应用中，可以根据冠状动脉分支的排布，按预设顺序建立冠状动脉分支的空间位置关系，并根据预设的命名规则对冠状动脉分支进行命名；如此，对冠脉分支从上而下，从左到右进行了数学和几何上的分级并命名，解决了ffrct计算前无法规则化、程序化评估冠脉末端流量的问题；

具体的，可以根据上述冠状动脉龙骨节点索引关系，寻找冠状动脉分支分叉点，确定冠状动脉分支分叉点遍历其子节点的顺序沿着冠状动脉从上而下，沿着心脏中心从左到右；

基于龙骨数据矩阵a，从冠状动脉入口龙骨节点开始，即从主动脉与冠状动脉交叉的离散点开始，根据冠状动脉龙骨节点索引关系，遍历龙骨节点到第一个分叉点，获取并记录第一个分叉点的子节点顺序，存放在矩阵b中。以第一个分叉点包含两个子节点为例，根据分叉点的子节点都公用一个父节点的关系，计算分叉点指向其父节点的方向向量dir_father及分叉点指向两个一级子节点b(1)，b(2)的方向向量dir_son1，dir_son2，由于龙骨节点与点之间的距离大约是一个像素(两个像素点的距离大约0.3mm)，因此这三个向量可以看成在同一个平面。根据右手定则，分别计算分叉点指向其父节点的方向向量与分叉点指向两个一级子节点的方向向量的法向量，可以分别用表达式(1)和(2)表示；

根据左右冠状动脉分布定位心脏中心，以冠状动脉中心为球心，计算分叉点指向球心的方向向量dir_center，再通过计算上述法向量与分叉点指向球心的方向向量的点积a,b，判断两个子节点在矩阵b中的存放位置；a和b可以分别用表达式(3)和(4)表示；

当a＜0＜b，矩阵b中的元素位置保持不变，如图6a所示，两个龙骨节点为左右分布型；

当b＜0＜a，互换矩阵b中的元素位置，如图6a所示，两个龙骨节点为左分布型；

当a＞0,b＞0，计算向量dir_father与向量dir_son1和dir_son2夹角，分别用表达式(5)和(6)表示；

如果θ1＞θ2，矩阵b中的元素位置保持不变；相反，互换矩阵b中的元素位置，如图6b所示，两个冠状动脉分支为左分布型；

当a＜0,b＜0，同样计算向量dir_father与向量dir_son1和dir_son2夹角θ1,θ2：如果θ1＞θ2，互换矩阵b中的元素位置；相反，矩阵b中的元素位置保持不变，如图6c所示，两个龙骨节点为右分布型；

根据以上规则，变换矩阵b中元素的位置后，然后依次遍历剩下的所有分叉点直至遍历到冠状动脉所有出口，至此确定了冠状动脉分支从上而下，从左到右的遍历顺序。

进一步的，可以基于冠状动脉分支的空间位置顺序对冠状动脉分支进行命名；

根据上述对冠状动脉分支指定的遍历顺序，对冠状动脉主干进行命名cm＝0(m＝0)，冠状动脉的其他分支按照上述判定的冠状动脉分支左右顺序，对一个分叉下的左右分支按照一定规则进行命名，可以用表达式(7)表示；

其中，m为上一个分支的命名属性，n＝1表示左分支，n＝2表示右分支，如此循环到所有冠状动脉分支的所有龙骨被命名，如图7所示；

首先，命名冠状动脉入口龙骨节点属性为c0＝0，然后依次遍历所在该主干其余的所有龙骨节点，每个龙骨节点依次继承其父节点的命名属性；

其次，当龙骨从主干遍历到第一个分叉点时，按照确定的冠状动脉分支从上而下，从左到右的遍历顺序，指定第一个分叉点的左分支l01第一个龙骨节点等级为c01＝c0×10+1＝1，右分支r02第一个龙骨节点命名为c02＝c0×10+2＝2。所在该分支其余的所有龙骨节点依次继承其父节点的名称属性；

最后，当随后遍历分支l01遇到分叉点时，按照冠状动脉分支分叉点基于心脏从左到右的遍历顺序，指定该分叉点下的左分支命名为c011＝c01×10+1＝11，右分支等级为c012＝c01×10+2＝12；同样，分支r02后的分叉点后的分支均按照分支l01所述情况进行命名，即c021＝c02×10+1＝21，c022＝c02×10+2＝22，如此循环继续，直到遍历整个冠状动脉龙骨节点，完成命名的冠状动脉分支如图7所示。

所述第一确定模块132，用于根据所述每个冠状动脉分支的层级关系，和每个中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径，采用预设分配规则，确定每个冠状动脉分支的血流量；

这里，可以将冠状动脉的总血量，根据预设分配规则，分配给每个冠状动脉分支。所述预设分配规则可以根据父冠状动脉分支与子冠状动脉分支的血液分配关系确定；

进一步的，可以由器官分离得到的患者心肌并计算得到左心室心肌质量，按照冠状动脉血流量与心肌质量之间的异速生长法则，即全冠状动脉血流量可以用表达式(8)表示；

其中，qcor为全冠状动脉血流量；q0为常数系数，可以取5.4；mmyo为左心室心肌质量；

冠状动脉的分布型包括：左优势型、均衡型和右优势型；根据全冠状动脉总的血流量确定左冠状动脉的血流量qcor_left与右冠状动脉的血流量qcor_right之比比分别为8：2、7.5：2.5和7：3。例如，如果冠状动脉分布型为右优势型，则冠状动脉左右支流量分配为：qcor_left＝70％qcor，qcor_right＝30％qcor；

结合泊肃叶定律，冠状动脉分支内的血流量与对应的分支直径的三次方成正比，冠状动脉分支内的血流量可以用表达式(9)表示；

其中，q为血管内流量，d为血管直径，μ为血液动力粘度系数，λ为一比例常数，表示血管单位体积新陈代谢所耗的能量；

根据预设左冠状动脉血流量和右冠状动脉血流量分别占冠状动脉全部血流量的例比，确定左冠状动脉分支和右冠状动脉分支各自的血流量；

每个冠状动脉分支的血流量用表达式(10)表示为；

其中，dmn表示属于同一父冠状动脉分支的子冠状动脉分支在各自对应中心线离散点根节点位置的直径，qm表示所述父冠状动脉分支的总血流量，m表示父冠状动脉分支，n表示m父冠状动脉分支的不同子冠状动脉分支；

以冠状动脉主干分叉为两个子冠状动脉分支为例，d0为冠状动脉主干的管径，d01和d02分别为第一个分叉点下的所述的两个一级子节点对应的冠状动脉分支直径；

根据冠状动脉分支的分布型计算得到左(右)冠状动脉总的血流量，即主干lm血流量qm(m＝0)。冠状动脉的其他分支流量按照上述判定的冠状动脉分支左右顺序，对一个分叉下的左右分支流量按照一定规则进行分配，两个子冠状动脉分支的血流量可以用表达式(11)表示；

其中，m为上一个分支的命名属性，n＝1表示左分支，n＝2表示右分支，如此循环至分配好所有冠状动脉分支的流量；

按照冠状动脉分支分级以及冠状动脉血流量自上而下的分配规则，分别获取第一个分叉点下的左右分支的第二个节点的冠状动脉分支直径，计算得到分支l01和l02的血流量，可以分别用表达式(12)和(13)表示；

分支l01进行分叉，得到分支l011及l012，根据同样的分配规则，计算得到分支l011及l012的血流量，可以分别用表达式(14)和(15)表示；

同样，分支l02进行分叉，得到分支l021及l022，根据同样的分配规则，计算得到分支l021及l022的血流量，可以分别用表达式(16)和(17)表示；

若分支l011、l012、l021及l022有进一步分叉，则继续按照上述冠状动脉分级原理，按照分叉处直径逐级分配下级分支的血流量，如此循环继续，直到该分支不存在分叉，即该分支出口为冠状动脉分支出口，则该分支对应的血流量为冠状动脉分支出口血流量。

进一步的，所述装置还包括修正模块134，所述修正模块134用于采用预设拟合规则，对所述冠状动脉分支中心线上每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合，得到第一直径拟合曲线；所述第一直径拟合曲线的拟合函数斜率大于0时，按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理；

所述第一直径拟合曲线的拟合函数斜率小于0时，计算所述第一直径拟合曲线的狭窄率，剔除狭窄率高于第一预设狭窄率阈值的离散点；采用预设拟合规则，对所述冠状动脉分支中心线上剩余的每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合，得到第二直径拟合曲线，并计算所述第二直径拟合曲线的狭窄率；所述中心线根部交叉位置离散点对应狭窄率高于第二预设狭窄率阈值时，按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理。；

这里，所述中心线根部交叉位置离散点为父冠状动脉分支与子冠状动脉分支交叉位置，子冠状动脉分支的离散点。

具体的，对比由三维冠状动脉点云提取的冠状动脉分支中心线，即冠状动脉分支龙骨和原始三维冠状动脉点云发现，冠状动脉分支分叉区域离散点，即龙骨节点的等效直径因计算难度大而导致获取的直径可能不准确，出口分支末端由于造影剂浓度降低也可能导致提取的等效直径偏小真实冠状动脉分支直径。另外，根据cta图像重构的三维冠状动脉模型发现，冠状动脉分支在分叉根部可能发生狭窄病变。如果直接取分叉处的直径来分配冠状动脉流量，可能会产生较大误差，导致冠状动脉分支末端微循环阻力计算不准确，进而导致ffr计算不准确。可以通过确定冠状动脉分支狭窄位置并修复在交叉位置的狭窄情况；

因此，优选的，可以对冠状动脉分支中心线上每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合之前，所述方法还包括：根据预设剔除规则，剔除冠状动脉分支预设长度的离散点；所述预设剔除规则可以根据冠状动脉模型实际情况设置，对冠状动脉分支交叉点和/或末端进行剔除；所述预设长度可以根据冠状动脉分支异常状况设置，如1mm或2mm；

具体的，对冠状动脉分支首尾异常点进行剔除。比较分叉处龙骨节点和真实冠状动脉分支分叉区域发现，冠状动脉分支主干有1mm左右的龙骨节点、分叉分支有2mm左右的龙骨节点处于分叉三角区域。对于冠状动脉分支主干，剔除末端1mm内的龙骨节点，对于内部分支，首尾分别剔除2mm和1mm内的龙骨节点，对于出口分支，同样剔除首尾2mm和1mm内的龙骨节点，作为新的分支龙骨节点。

进一步的，对长度大于预设分支长度的冠状动脉分支直径进行emd，emd结果大于预设模态时，去除波动最大的模态，并将剩余模态数据相加，确定为冠状动脉分支中心线上每个离散点分别对应的冠状动脉分支直径序列；

具体的，对冠状动脉分支龙骨节点的等效直径进行滤波。对于分支较长的冠状动脉，即长度大于预设分支长度的冠状动脉分支，利用emd方法分别对不同分支冠状动脉分支等效直径进行emd，分解后产生不同的模态，对于小于等于两个模态的冠状动脉分支，该分支直径保持不变，将直径序列记为diameteremd；否则，去除波动最大的一个模态，将剩余模态数据相加得到新的冠状动脉分支龙骨直径序列diameteremd；其中，预设分支长度取20个龙骨节点。对于龙骨节点小于等于20个节点的冠状动脉分支，则不进行滤波，同样记直径序列diameteremd；

这里，所述采用预设拟合规则，对每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合包括：采用线性拟合所述每个离散点对应的冠状动脉分支直径，采用如下表达式表示拟合得到的曲线：可以采用相同的拟合方法拟合所述第一直径拟合曲线和第二直径拟合曲线；第一直径拟合曲线和第二直径拟合曲线可以采用相同形式的拟合表达式；通常，正常的冠状动脉分支，自交叉处至末端的直径为递减数列，即拟合函数的斜率小于0；首先，可以对不同分支的冠状动脉分支直径分布进行拟合，得到第一直径拟合曲线diameter1polyfit，拟合出的函数均成线性函数，可以用表达式(18)表示；

其中，其中，distanceemd表示中心线上每个离散点的位次序列，p1(1)为拟合函数斜率，p1(2)表示拟合函数截距，p1(1)和p1(2)分别为p1＝polyfit(distanceemd,diameteremd,1)拟合得到的两个常数，diameteremd表示每个离散点对应的冠状动脉分支直径序列。所述polyfit()表示拟合函数；

当拟合函数斜率p1(1)＞0时，如图8所示，可以初步确定冠状动脉分支在交叉处发生狭窄状况，按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理；所述设修复规则可以根据冠状动脉分支的直径分布确定，可以采用相邻离散点直径对交叉位置离散点对应的直径进行修复定。

进一步的，可以采用表达式(19)确定所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径；

其中，d1表示中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径，dn表示同一冠状动脉分支中心线末端最后一个离散点对应的冠状动脉分支直径，n表示最后一个离散点的位次，γ表示预设相邻离散点的冠状动脉分支直径差。离散点间隔设置为0.25mm～0.75mm时，可以设置γ取值范围为0.0005mm～0.0015mm，离散点间隔取0.5mm时，γ取0.001mm；

当拟合函数斜率p1(1)＜0时，可以初步确定冠状动脉分支在交叉处未发生狭窄状况，不需要进行修复；但是，不能排除存在冠状动脉分支中部大范围狭窄的情况，在冠状动脉分支中部发生狭窄时函数斜率p1(1)同样会出现小于0的情况；为了剔除狭窄位置直径对拟合函数的影响，可以首先利用第一次拟合函数计算当前的冠状动脉分支拟合函数的狭窄率；

可以利用diameter1polyfit和diameteremd的差值除以diameter1polyfit作为冠状动脉分支狭窄处的第一直径拟合曲线狭窄率，第一直径拟合曲线狭窄率可以用表达式(20)表示；

由于，函数斜率p1(1)＜0，可以初步定位冠状动脉分支狭窄发生的位置不发生在分叉根部。对于不存在狭窄的分支或狭窄程度很低，拟合得到的龙骨直径函数可以看作是理想冠状动脉分支的直径分布，而对于中间存在严重狭窄的冠状动脉分支，因为狭窄的存在导致拟合函数不是非常接近真实冠状动脉分支直径分布。因此，可以剔除狭窄率大于第一预设狭窄率阈值如50％的离散点，得到新的直径冠状动脉分支直径序列diameternew，可以采用拟合第一直径拟合曲线相同的拟合方法对剔除离散点的直径冠状动脉分支直径进行拟合，得到第二直径拟合曲线diameter2polyfit，结合diameternew和distancenew拟合得到diameter2polyfit，可以用表达式(21)表示；

其中，p2(1)为拟合函数斜率，p2(2)表示拟合函数截距，p2(1)和p2(2)分别为p2＝polyfit(distancenew,diameternew,1)拟合得到的两个常数，distancenew表示中心线上每个离散点的位次序列，即中心线上每个离散点的位次序列。所述polyfit()表示拟合函数；这里表达式(18)和(21)为相同的计算方法，只是其中变量不同。

再利用diamete2polyfit和diameternew的差值除以diamete2polyfit作为冠状动脉分支狭窄处的所述第二直径拟合曲线的狭窄率，可以用表达式(22)表示；

这里，所述第一直径拟合曲线的狭窄率和第二直径拟合曲线的狭窄率分别表征的是冠状动脉分支在经过剔除狭窄率大于第一预设狭窄率阈值离散点前后的狭窄率。经过两次拟合后，对于交叉点位置的狭窄率，如果大于第二预设狭窄率阈值则确定发生狭窄。按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理；进行修复的方法和上述采用表达式(19)确定所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径的方法一致，这里不再赘述。

如此，对冠状动脉分支分叉根部存在狭窄的冠状动脉分支，进行修复得到新的分叉处等效直径，后续根据修复的直接分配冠状动脉分支的血流量，提高了冠状动脉分支流量分配的准确度。

进一步的，还可以标记冠状动脉分支的狭窄处，供医务人员进行参考。这里，可以查找不同冠状动脉分支对应的狭窄率极大值，临床一般关心狭窄率高于一定阈值如50％的冠状动脉主要分支，因此，从这些冠状动脉分支的极大值中剔除狭窄率小于该阈值的极大值，对于狭窄率大于该阈值的极大值，获取并在冠状动脉分支龙骨上定位该极大值坐标，从狭窄坐标点分别向前和向后搜索冠状动脉分支龙骨节点，直到对应的狭窄率小于或等于一定值，如10％，标记并记录前后距离狭窄点最远的冠状动脉分支龙骨节点，并计算两端龙骨节点沿着龙骨方向的距离，作为狭窄长度stenosislength。可以将狭窄信息提供给医务人员进行参考。

所述第二确定模块133，用于根据每个冠状动脉分支的血流量，确定预设血液出口对应的冠状动脉分支的微循环阻力；

这里，结合冠状动脉静息状态下压力、血流量及血管阻力的关系，计算静息状态下正常冠状动脉不同分支出口对应的下游冠状动脉分支微循环的阻力。所述预设血液出口可以根据冠状动脉分支末端直径确定，可以预设血液出口直径，冠状动脉分支末端小于预设血液出口直径，确定冠状动脉分支为预设血液出口对应的冠状动脉分支。预设血液出口直径可以是1～2mm。

优选的，可以将主动脉平均压力减去心外膜冠状动脉压降之差，再减去中心静脉压，得到冠状动脉分支末端到静脉末端的压差；将所述冠状动脉压力除以预设血液出口对应的冠状动脉分支的血流量之商，确定为静息状态下，所述预设血液出口对应的冠状动脉分支的微循环阻力；

具体的，在心外膜血管没有狭窄的情况下，临床测量正常人的心外膜冠状动脉压降在1～2mmhg，可以取1mmhg，取冠状动脉入口压力为主动脉平均压pa＝90mmhg，冠状动脉微循环远端压力，即中心静脉压pd＝6.25mmhg，因此冠状动脉分支末端到静脉末端的压差δp＝((pa-1)-pd)＝82.75mmhg。根据δp＝q×rr，所述q为预设血液出口对应的冠状动脉分支的血流量，则静息状态下，每个分支末端的微循环阻力

最后根据预设的静息状态下冠状动脉分支的微循环阻力与充血状态下冠状动脉分支的微循环阻力的比例系数，得到充血状态下，所述预设血液出口对应的冠状动脉分支的微循环阻力；根据预设的比例系数如0.24，计算得到充血状态下的冠状动脉分支末端的微循环阻力rh＝0.24rr。如此，完成了各分支冠状动脉末端的微循环阻力计算。

基于此方法，真实冠状动脉分支的分级和阻力显示如图8所示，通过cfd计算得到冠状动脉ffr分布。

针对图9所示的真实冠脉龙骨点的命名和阻力图，进行ffr计算后得到的冠脉左分支ffr计算结果图如图10所示。针对图11修复交叉位置离散点直径后的真实冠脉龙骨点的命名和阻力图，进行ffr计算后得到的冠脉左右分支ffr计算结果如图12所示。

如此，通过逐级分配的方法，按照冠脉分叉处分支根部的直径精确计算冠脉各个分支的流量，获取冠状动脉分支每个出口的准确阻力，进而提高ffrct技术计算结果准确性。

在实际应用中，所述模型处理模块131、第一确定模块132、第二确定模块133和修正模块134均可以由ffrct处理系统中的cpu、微处理器(mcu)、数字信号处理器(dsp)、或现场可编程门阵列(fpga)等实现。

本发明实施例提供的存储介质，其上存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器执行时实现冠状动脉微循环阻力的确定方法，如图1所示，所述方法包括：

步骤101：根据冠状动脉的三维图像模型，建立每个冠状动脉分支分别对应的由离散点构成的中心线；根据所述每个中心线的连接关系，确定每个冠状动脉分支的层级关系；

这里，可以通过cta等方式获取冠状动脉图像数据，通过设置阈值、选取一定数量的等值面、建立连通域等方法，建立冠状动脉的三维图像模型，并提取冠状动脉点阵云。所述冠状动脉分支可以指整个冠状动脉的整个血管分支，如左冠状动脉、右冠状动脉，左右冠状动脉的主干冠状动脉和与分叉冠状动脉；

具体的，cta图像数据如图2所示。可以将cta图像数据导入到三维重构软件，较亮区域基本代表主动脉，主要冠状动脉的内腔，较暗区域可表示患者心脏的心肌和其他组织；设置图像参数阈值，选取一定数量的等值面，建立连通域，重构生成由三角网格构成的三维图像模型，根据拉普拉斯算法进行曲面平滑，最后得到如图3所示的包含心脏，主动脉以及冠状动脉的三维几何模型。为了更好地获得冠状动脉三维模型，可以采用插值、平滑等方法对冠状动脉钙化斑块进行处理以及进行平滑和补洞处理；

再通过设置图像亮度、对比度等参数阈值，经过识别，从图4a包含心脏，主动脉以及冠状动脉的三维几何模型中所示的分割主动脉和冠状动脉，分离包含多条主要冠状动脉如lad动脉、lcx动脉、rca动脉等及其分支的冠状动脉模型，并提取图4b所示的冠状动脉模型的点阵云模型，所述点阵云是指冠状动脉模型的离散化形式；

获取冠状动脉点阵云模型后，可以提取每个冠状动脉分支分别对应的由离散点构成的中心线，并可以根据每个中心线的连接关系，如中心线的树状结构，确定每个冠状动脉分支的层级关系；中心线可以由离散点连接而成，离散点的间隔可以预设，间隔的空间距离可以结合空间直线距离和空间角度等确定。如可以将离散点空间直线距离间隔设置为0.25mm～0.75mm，如0.5mm等。所述冠状动脉分支的中心线通常被称为冠状动脉分支龙骨，构成中心线的离散点通常可以称为冠状动脉分支龙骨节点。

进一步的，可以根据每个冠状动脉分支中心线离散点的交叉连接关系，和预设血液流动方向，确定冠状动脉分支层级关系；所述冠状动脉分支层级关系包括父冠状动脉分支和子冠状动脉分支；所述预设血液流动方向从所述父冠状动脉分支流向子冠状动脉分支；

这里，所述父冠状动脉分支和子冠状动脉分支可以有多个层级，父冠状动脉分支可以是上一层级的子冠状动脉分支，子冠状动脉分支可以是下一层级的父冠状动脉分支；可以根据血液流动方向确定所述冠状动脉分支层级关系包括父冠状动脉分支和子冠状动脉分支，通常子冠状动脉分支通过交叉点与父冠状动脉分支连接，并且血液流动方向为从父冠状动脉分支流向子冠状动脉分支。

实际应用中，如图4a和4b所示，可提取冠状动脉点阵云，将点针云转成二值化高维矩阵，并计算连通域，剔除较小的连通域，利用冠状动脉骨骼提取算法提取骨骼，建立龙骨节点索引。所述龙骨节点即为中心线的离散点。所述龙骨节点索引为子节点与父节点关系；

具体的，首先，将点阵云转成二值化高维矩阵，计算连通域，剔除较小的连通域，这里一般是剔除小于100个像素点的连通域；

其次，利用冠状动脉骨骼提取算法提取骨骼，标记龙骨节点的物理坐标位置，记在矩阵a中前三列，其中龙骨节点的总个数为n，第i个节点的空间位置用pi＝(xi,yi,zi)表示。每个节点上需算出冠状动脉的等效面积ai、等效直径di、血流方向vi(空间位置的一阶导数)等几何信息。等效面积指与冠状动脉的垂直截面所包围的面积；等效直径的计算公式为血流方向按各自的数学定义计算即可，所有数据均按照龙骨坐标位置添加到矩阵α中，后续计算直接调用；

最后，查找节点i在血流反方向-vi上距离该节点最近的点，并作为父节点，当前节点称为子节点，说明血流方向是从父节点流向子节点，所述节点即为构成冠状动脉分支中心线的离散点。需要说明的是：血流入口点没有父节点，血流出口点没有子节点，分叉点是多个子节点的父节点。根据子节点与父节点的空间关系搜索入口到出口的分支路径，即从出口开始查找每一个节点的父节点，直到冠状动脉的入口节点。冠状动脉龙骨节点按照从入口到第一级分支，第二级分支等直到各个出口依次进行遍历，实现程序从冠状动脉入口寻找所有出口，得到如图5所示的冠状动脉分支层级关系图，即龙骨索引。所述冠状动脉的出口可以预先设置，如将冠状动脉分支末端直径1～2mm的位置设为冠状动脉出口；其中所述分叉点即为冠状动脉分支的交叉点。

实际应用中，可以根据冠状动脉分支的排布，按预设顺序建立冠状动脉分支的空间位置关系，并根据预设的命名规则对冠状动脉分支进行命名；如此，对冠脉分支从上而下，从左到右进行了数学和几何上的分级并命名，解决了ffrct计算前无法规则化、程序化评估冠脉末端流量的问题；

具体的，可以根据上述冠状动脉龙骨节点索引关系，寻找冠状动脉分支分叉点，确定冠状动脉分支分叉点遍历其子节点的顺序沿着冠状动脉从上而下，沿着心脏中心从左到右；

基于龙骨数据矩阵a，从冠状动脉入口龙骨节点开始，即从主动脉与冠状动脉交叉的离散点开始，根据冠状动脉龙骨节点索引关系，遍历龙骨节点到第一个分叉点，获取并记录第一个分叉点的子节点顺序，存放在矩阵b中。以第一个分叉点包含两个子节点为例，根据分叉点的子节点都公用一个父节点的关系，计算分叉点指向其父节点的方向向量dir_father及分叉点指向两个一级子节点b(1)，b(2)的方向向量dir_son1，dir_son2，由于龙骨节点与点之间的距离大约是一个像素(两个像素点的距离大约0.3mm)，因此这三个向量可以看成在同一个平面。根据右手定则，分别计算分叉点指向其父节点的方向向量与分叉点指向两个一级子节点的方向向量的法向量，可以分别用表达式(1)和(2)表示；

根据左右冠状动脉分布定位心脏中心，以冠状动脉中心为球心，计算分叉点指向球心的方向向量dir_center，再通过计算上述法向量与分叉点指向球心的方向向量的点积a,b，判断两个子节点在矩阵b中的存放位置；a和b可以分别用表达式(3)和(4)表示；

当a＜0＜b，矩阵b中的元素位置保持不变，如图6a所示，两个龙骨节点为左右分布型；

当b＜0＜a，互换矩阵b中的元素位置，如图6a所示，两个龙骨节点为左分布型；

当a＞0,b＞0，计算向量dir_father与向量dir_son1和dir_son2夹角，分别用表达式(5)和(6)表示；

如果θ1＞θ2，矩阵b中的元素位置保持不变；相反，互换矩阵b中的元素位置，如图6b所示，两个冠状动脉分支为左分布型；

当a＜0,b＜0，同样计算向量dir_father与向量dir_son1和dir_son2夹角θ1,θ2：如果θ1＞θ2，互换矩阵b中的元素位置；相反，矩阵b中的元素位置保持不变，如图6c所示，两个龙骨节点为右分布型；

根据以上规则，变换矩阵b中元素的位置后，然后依次遍历剩下的所有分叉点直至遍历到冠状动脉所有出口，至此确定了冠状动脉分支从上而下，从左到右的遍历顺序。

进一步的，可以基于冠状动脉分支的空间位置顺序对冠状动脉分支进行命名；

根据上述对冠状动脉分支指定的遍历顺序，对冠状动脉主干进行命名cm＝0(m＝0)，冠状动脉的其他分支按照上述判定的冠状动脉分支左右顺序，对一个分叉下的左右分支按照一定规则进行命名，可以用表达式(7)表示；

其中，m为上一个分支的命名属性，n＝1表示左分支，n＝2表示右分支，如此循环到所有冠状动脉分支的所有龙骨被命名，如图7所示；

首先，命名冠状动脉入口龙骨节点属性为c0＝0，然后依次遍历所在该主干其余的所有龙骨节点，每个龙骨节点依次继承其父节点的命名属性；

其次，当龙骨从主干遍历到第一个分叉点时，按照确定的冠状动脉分支从上而下，从左到右的遍历顺序，指定第一个分叉点的左分支l01第一个龙骨节点等级为c01＝c0×10+1＝1，右分支r02第一个龙骨节点命名为c02＝c0×10+2＝2。所在该分支其余的所有龙骨节点依次继承其父节点的名称属性；

最后，当随后遍历分支l01遇到分叉点时，按照冠状动脉分支分叉点基于心脏从左到右的遍历顺序，指定该分叉点下的左分支命名为c011＝c01×10+1＝11，右分支等级为c012＝c01×10+2＝12；同样，分支r02后的分叉点后的分支均按照分支l01所述情况进行命名，即c021＝c02×10+1＝21，c022＝c02×10+2＝22，如此循环继续，直到遍历整个冠状动脉龙骨节点，完成命名的冠状动脉分支如图7所示。

步骤102：根据所述每个冠状动脉分支的层级关系，和每个中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径，采用预设分配规则，确定每个冠状动脉分支的血流量；

这里，可以将冠状动脉的总血量，根据预设分配规则，分配给每个冠状动脉分支。所述预设分配规则可以根据父冠状动脉分支与子冠状动脉分支的血液分配关系确定；

进一步的，可以由器官分离得到的患者心肌并计算得到左心室心肌质量，按照冠状动脉血流量与心肌质量之间的异速生长法则，即全冠状动脉血流量可以用表达式(8)表示；

其中，qcor为全冠状动脉血流量；q0为常数系数，可以取5.4；mmyo为左心室心肌质量；

冠状动脉的分布型包括：左优势型、均衡型和右优势型；根据全冠状动脉总的血流量确定左冠状动脉的血流量qcor_left与右冠状动脉的血流量qcor_right之比比分别为8：2、7.5：2.5和7：3。例如，如果冠状动脉分布型为右优势型，则冠状动脉左右支流量分配为：qcor_left＝70％qcor，qcor_right＝30％qcor；

结合泊肃叶定律，冠状动脉分支内的血流量与对应的分支直径的三次方成正比，冠状动脉分支内的血流量可以用表达式(9)表示；

其中，q为血管内流量，d为血管直径，μ为血液动力粘度系数，λ为一比例常数，表示血管单位体积新陈代谢所耗的能量；

根据预设左冠状动脉血流量和右冠状动脉血流量分别占冠状动脉全部血流量的例比，确定左冠状动脉分支和右冠状动脉分支各自的血流量；

每个冠状动脉分支的血流量用表达式(10)表示为；

其中，dmn表示属于同一父冠状动脉分支的子冠状动脉分支在各自对应中心线离散点根节点位置的直径，qm表示所述父冠状动脉分支的总血流量，m表示父冠状动脉分支，n表示m父冠状动脉分支的不同子冠状动脉分支；

以冠状动脉主干分叉为两个子冠状动脉分支为例，d0为冠状动脉主干的管径，d01和d02分别为第一个分叉点下的所述的两个一级子节点对应的冠状动脉分支直径；

根据冠状动脉分支的分布型计算得到左(右)冠状动脉总的血流量，即主干lm血流量qm(m＝0)。冠状动脉的其他分支流量按照上述判定的冠状动脉分支左右顺序，对一个分叉下的左右分支流量按照一定规则进行分配，两个子冠状动脉分支的血流量可以用表达式(11)表示；

其中，m为上一个分支的命名属性，n＝1表示左分支，n＝2表示右分支，如此循环至分配好所有冠状动脉分支的流量；

按照冠状动脉分支分级以及冠状动脉血流量自上而下的分配规则，分别获取第一个分叉点下的左右分支的第二个节点的冠状动脉分支直径，计算得到分支l01和l02的血流量，可以分别用表达式(12)和(13)表示；

分支l01进行分叉，得到分支l011及l012，根据同样的分配规则，计算得到分支l011及l012的血流量，可以分别用表达式(14)和(15)表示；

同样，分支l02进行分叉，得到分支l021及l022，根据同样的分配规则，计算得到分支l021及l022的血流量，可以分别用表达式(16)和(17)表示；

若分支l011、l012、l021及l022有进一步分叉，则继续按照上述冠状动脉分级原理，按照分叉处直径逐级分配下级分支的血流量，如此循环继续，直到该分支不存在分叉，即该分支出口为冠状动脉分支出口，则该分支对应的血流量为冠状动脉分支出口血流量。

进一步的，采用预设拟合规则，对所述冠状动脉分支中心线上每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合，得到第一直径拟合曲线；所述第一直径拟合曲线的拟合函数斜率大于0时，按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理；

所述第一直径拟合曲线的拟合函数斜率小于0时，计算所述第一直径拟合曲线的狭窄率，剔除狭窄率高于第一预设狭窄率阈值的离散点；采用预设拟合规则，对所述冠状动脉分支中心线上剩余的每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合，得到第二直径拟合曲线，并计算所述第二直径拟合曲线的狭窄率；所述中心线根部交叉位置离散点对应狭窄率高于第二预设狭窄率阈值时，按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理。；

这里，所述中心线根部交叉位置离散点为父冠状动脉分支与子冠状动脉分支交叉位置，子冠状动脉分支的离散点。

具体的，对比由三维冠状动脉点云提取的冠状动脉分支中心线，即冠状动脉分支龙骨和原始三维冠状动脉点云发现，冠状动脉分支分叉区域离散点，即龙骨节点的等效直径因计算难度大而导致获取的直径可能不准确，出口分支末端由于造影剂浓度降低也可能导致提取的等效直径偏小真实冠状动脉分支直径。另外，根据cta图像重构的三维冠状动脉模型发现，冠状动脉分支在分叉根部可能发生狭窄病变。如果直接取分叉处的直径来分配冠状动脉流量，可能会产生较大误差，导致冠状动脉分支末端微循环阻力计算不准确，进而导致ffr计算不准确。可以通过确定冠状动脉分支狭窄位置并修复在交叉位置的狭窄情况；

因此，优选的，可以对冠状动脉分支中心线上每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合之前，所述方法还包括：根据预设剔除规则，剔除冠状动脉分支预设长度的离散点；所述预设剔除规则可以根据冠状动脉模型实际情况设置，对冠状动脉分支交叉点和/或末端进行剔除；所述预设长度可以根据冠状动脉分支异常状况设置，如1mm或2mm；

具体的，对冠状动脉分支首尾异常点进行剔除。比较分叉处龙骨节点和真实冠状动脉分支分叉区域发现，冠状动脉分支主干有1mm左右的龙骨节点、分叉分支有2mm左右的龙骨节点处于分叉三角区域。对于冠状动脉分支主干，剔除末端1mm内的龙骨节点，对于内部分支，首尾分别剔除2mm和1mm内的龙骨节点，对于出口分支，同样剔除首尾2mm和1mm内的龙骨节点，作为新的分支龙骨节点。

进一步的，对长度大于预设分支长度的冠状动脉分支直径进行emd，emd结果大于预设模态时，去除波动最大的模态，并将剩余模态数据相加，确定为冠状动脉分支中心线上每个离散点分别对应的冠状动脉分支直径序列；

具体的，对冠状动脉分支龙骨节点的等效直径进行滤波。对于分支较长的冠状动脉，即长度大于预设分支长度的冠状动脉分支，利用emd方法分别对不同分支冠状动脉分支等效直径进行emd，分解后产生不同的模态，对于小于等于两个模态的冠状动脉分支，该分支直径保持不变，将直径序列记为diameteremd；否则，去除波动最大的一个模态，将剩余模态数据相加得到新的冠状动脉分支龙骨直径序列diameteremd；其中，预设分支长度取20个龙骨节点。对于龙骨节点小于等于20个节点的冠状动脉分支，则不进行滤波，同样记直径序列diameteremd；

这里，所述采用预设拟合规则，对每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合包括：采用线性拟合所述每个离散点对应的冠状动脉分支直径，采用如下表达式表示拟合得到的曲线：可以采用相同的拟合方法拟合所述第一直径拟合曲线和第二直径拟合曲线；第一直径拟合曲线和第二直径拟合曲线可以采用相同形式的拟合表达式；通常，正常的冠状动脉分支，自交叉处至末端的直径为递减数列，即拟合函数的斜率小于0；首先，可以对不同分支的冠状动脉分支直径分布进行拟合，得到第一直径拟合曲线diameter1polyfit，拟合出的函数均成线性函数，可以用表达式(18)表示；

其中，其中，distanceemd表示中心线上每个离散点的位次序列，p1(1)为拟合函数斜率，p1(2)表示拟合函数截距，p1(1)和p1(2)分别为p1＝polyfit(distanceemd,diameteremd,1)拟合得到的两个常数，diameteremd表示每个离散点对应的冠状动脉分支直径序列。所述polyfit()表示拟合函数；

当拟合函数斜率p1(1)＞0时，如图8所示，可以初步确定冠状动脉分支在交叉处发生狭窄状况，按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理；所述设修复规则可以根据冠状动脉分支的直径分布确定，可以采用相邻离散点直径对交叉位置离散点对应的直径进行修复定。

进一步的，可以采用表达式(19)确定所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径；

其中，d1表示中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径，dn表示同一冠状动脉分支中心线末端最后一个离散点对应的冠状动脉分支直径，n表示最后一个离散点的位次，γ表示预设相邻离散点的冠状动脉分支直径差。离散点间隔设置为0.25mm～0.75mm时，可以设置γ取值范围为0.0005mm～0.0015mm，离散点间隔取0.5mm时，γ取0.001mm；

当拟合函数斜率p1(1)＜0时，可以初步确定冠状动脉分支在交叉处未发生狭窄状况，不需要进行修复；但是，不能排除存在冠状动脉分支中部大范围狭窄的情况，在冠状动脉分支中部发生狭窄时函数斜率p1(1)同样会出现小于0的情况；为了剔除狭窄位置直径对拟合函数的影响，可以首先利用第一次拟合函数计算当前的冠状动脉分支的狭窄率；

可以利用diameter1polyfit和diameteremd的差值除以diameter1polyfit作为冠状动脉分支狭窄处的第一直径拟合曲线狭窄率，第一直径拟合曲线狭窄率可以用表达式(20)表示；

由于，函数斜率p1(1)＜0，可以初步定位冠状动脉分支狭窄发生的位置不发生在分叉根部。对于不存在狭窄的分支或狭窄程度很低，拟合得到的龙骨直径函数可以看作是理想冠状动脉分支的直径分布，而对于中间存在严重狭窄的冠状动脉分支，因为狭窄的存在导致拟合函数不是非常接近真实冠状动脉分支直径分布。因此，可以剔除狭窄率大于第一预设狭窄率阈值如50％的离散点，得到新的直径冠状动脉分支直径序列diameternew，可以采用拟合第一直径拟合曲线相同的拟合方法对剔除离散点后的冠状动脉分支直径进行拟合，得到第二直径拟合曲线diameter2polyfit，结合diameternew和distancenew拟合得到diameter2polyfit，可以用表达式(21)表示；

其中，p2(1)为拟合函数斜率，p2(2)表示拟合函数截距，p2(1)和p2(2)分别为p2＝polyfit(distancenew,diameternew,1)拟合得到的两个常数，distancenew表示中心线上每个离散点的位次序列，即中心线上每个离散点的位次序列。所述polyfit()表示拟合函数；这里表达式(18)和(21)为相同的计算方法，只是其中变量不同。

再利用diamete2polyfit和diameternew的差值除以diamete2polyfit作为冠状动脉分支的所述第二直径拟合曲线的狭窄率，可以用表达式(22)表示；

这里，所述第一直径拟合曲线的狭窄率和第二直径拟合曲线的狭窄率分别表征的是冠状动脉分支在经过剔除狭窄率大于第一预设狭窄率阈值离散点前后的狭窄率。经过两次拟合后，对于交叉点位置的狭窄率，如果大于第二预设狭窄率阈值则确定发生狭窄。按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理；进行修复的方法和上述采用表达式(19)确定所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径的方法一致，这里不再赘述。

如此，对冠状动脉分支分叉根部存在狭窄的冠状动脉分支，进行修复得到新的分叉处等效直径，后续根据修复的直接分配冠状动脉分支的血流量，提高了冠状动脉分支流量分配的准确度。

进一步的，还可以标记冠状动脉分支的狭窄处，供医务人员进行参考。这里，可以查找不同冠状动脉分支对应的狭窄率极大值，临床一般关心狭窄率高于一定阈值如50％的冠状动脉主要分支，因此，从这些冠状动脉分支的极大值中剔除狭窄率小于该阈值的极大值，对于狭窄率大于该阈值的极大值，获取并在冠状动脉分支龙骨上定位该极大值坐标，从狭窄坐标点分别向前和向后搜索冠状动脉分支龙骨节点，直到对应的狭窄率小于或等于一定值，如10％，标记并记录前后距离狭窄点最远的冠状动脉分支龙骨节点，并计算两端龙骨节点沿着龙骨方向的距离，作为狭窄长度stenosislength。可以将狭窄信息提供给医务人员进行参考。

步骤103根据每个冠状动脉分支的血流量，确定预设血液出口对应的冠状动脉分支的微循环阻力；

这里，结合冠状动脉静息状态下压力、血流量及血管阻力的关系，计算静息状态下正常冠状动脉不同分支出口对应的下游冠状动脉分支微循环的阻力。所述预设血液出口可以根据冠状动脉分支末端直径确定，可以预设血液出口直径，冠状动脉分支末端小于预设血液出口直径，确定冠状动脉分支为预设血液出口对应的冠状动脉分支。预设血液出口直径可以是1～2mm。

优选的，可以将主动脉平均压力减去心外膜冠状动脉压降之差，再减去中心静脉压，得到冠状动脉分支末端到静脉末端的压差；将所述冠状动脉压力除以预设血液出口对应的冠状动脉分支的血流量之商，确定为静息状态下，所述预设血液出口对应的冠状动脉分支的微循环阻力；

具体的，在心外膜血管没有狭窄的情况下，临床测量正常人的心外膜冠状动脉压降在1～2mmhg，可以取1mmhg，取冠状动脉入口压力为主动脉平均压pa＝90mmhg，冠状动脉微循环远端压力，即中心静脉压pd＝6.25mmhg，因此冠状动脉分支末端到静脉末端的压差δp＝((pa-1)-pd)＝82.75mmhg。根据δp＝q×rr，所述q为预设血液出口对应的冠状动脉分支的血流量，则静息状态下，每个分支末端的微循环阻力

最后根据预设的静息状态下冠状动脉分支的微循环阻力与充血状态下冠状动脉分支的微循环阻力的比例系数，得到充血状态下，所述预设血液出口对应的冠状动脉分支的微循环阻力；根据预设的比例系数如0.24，计算得到充血状态下的冠状动脉分支末端的微循环阻力rh＝0.24rr。如此，完成了各分支冠状动脉末端的微循环阻力计算。

基于此方法，真实冠状动脉分支的分级和阻力显示如图8所示，通过cfd计算得到冠状动脉ffr分布。

针对图9所示的真实冠脉龙骨点的命名和阻力图，进行ffr计算后得到的冠脉左分支ffr计算结果图如图10所示。针对图11修复交叉位置离散点直径后的真实冠脉龙骨点的命名和阻力图，进行ffr计算后得到的冠脉左右分支ffr计算结果如图12所示。

如此，通过逐级分配的方法，按照冠脉分叉处分支根部的直径精确计算冠脉各个分支的流量，获取冠状动脉分支每个出口的准确阻力，进而提高ffrct技术计算结果准确性。

本发明实施例提供的冠状动脉微循环阻力的确定装置，包括处理器、存储器及存储在存储器上并能够有所述处理器运行的可执行程序，所述处理器运行所述可执行程序时执行实现冠状动脉微循环阻力的确定方法，如图1所示，所述方法包括：

步骤101：根据冠状动脉的三维图像模型，建立每个冠状动脉分支分别对应的由离散点构成的中心线；根据所述每个中心线的连接关系，确定每个冠状动脉分支的层级关系；

这里，可以通过cta等方式获取冠状动脉图像数据，通过设置阈值、选取一定数量的等值面、建立连通域等方法，建立冠状动脉的三维图像模型，并提取冠状动脉点阵云。所述冠状动脉分支可以指整个冠状动脉的整个血管分支，如左冠状动脉、右冠状动脉，左右冠状动脉的主干冠状动脉和与分叉冠状动脉；

具体的，cta图像数据如图2所示。可以将cta图像数据导入到三维重构软件，较亮区域基本代表主动脉，主要冠状动脉的内腔，较暗区域可表示患者心脏的心肌和其他组织；设置图像参数阈值，选取一定数量的等值面，建立连通域，重构生成由三角网格构成的三维图像模型，根据拉普拉斯算法进行曲面平滑，最后得到如图3所示的包含心脏，主动脉以及冠状动脉的三维几何模型。为了更好地获得冠状动脉三维模型，可以采用插值、平滑等方法对冠状动脉钙化斑块进行处理以及进行平滑和补洞处理；

再通过设置图像亮度、对比度等参数阈值，经过识别，从图4a包含心脏，主动脉以及冠状动脉的三维几何模型中所示的分割主动脉和冠状动脉，分离包含多条主要冠状动脉如lad动脉、lcx动脉、rca动脉等及其分支的冠状动脉模型，并提取图4b所示的冠状动脉模型的点阵云模型，所述点阵云是指冠状动脉模型的离散化形式；

获取冠状动脉点阵云模型后，可以提取每个冠状动脉分支分别对应的由离散点构成的中心线，并可以根据每个中心线的连接关系，如中心线的树状结构，确定每个冠状动脉分支的层级关系；中心线可以由离散点连接而成，离散点的间隔可以预设，间隔的空间距离可以结合空间直线距离和空间角度等确定。如可以将离散点空间直线距离间隔设置为0.25mm～0.75mm，如0.5mm等。所述冠状动脉分支的中心线通常被称为冠状动脉分支龙骨，构成中心线的离散点通常可以称为冠状动脉分支龙骨节点。

进一步的，可以根据每个冠状动脉分支中心线离散点的交叉连接关系，和预设血液流动方向，确定冠状动脉分支层级关系；所述冠状动脉分支层级关系包括父冠状动脉分支和子冠状动脉分支；所述预设血液流动方向从所述父冠状动脉分支流向子冠状动脉分支；

这里，所述父冠状动脉分支和子冠状动脉分支可以有多个层级，父冠状动脉分支可以是上一层级的子冠状动脉分支，子冠状动脉分支可以是下一层级的父冠状动脉分支；可以根据血液流动方向确定所述冠状动脉分支层级关系包括父冠状动脉分支和子冠状动脉分支，通常子冠状动脉分支通过交叉点与父冠状动脉分支连接，并且血液流动方向为从父冠状动脉分支流向子冠状动脉分支。

实际应用中，如图4a和4b所示，可提取冠状动脉点阵云，将点针云转成二值化高维矩阵，并计算连通域，剔除较小的连通域，利用冠状动脉骨骼提取算法提取骨骼，建立龙骨节点索引。所述龙骨节点即为中心线的离散点。所述龙骨节点索引为子节点与父节点关系；

具体的，首先，将点阵云转成二值化高维矩阵，计算连通域，剔除较小的连通域，这里一般是剔除小于100个像素点的连通域；

其次，利用冠状动脉骨骼提取算法提取骨骼，标记龙骨节点的物理坐标位置，记在矩阵a中前三列，其中龙骨节点的总个数为n，第i个节点的空间位置用pi＝(xi,yi,zi)表示。每个节点上需算出冠状动脉的等效面积ai、等效直径di、血流方向vi(空间位置的一阶导数)等几何信息。等效面积指与冠状动脉的垂直截面所包围的面积；等效直径的计算公式为血流方向按各自的数学定义计算即可，所有数据均按照龙骨坐标位置添加到矩阵α中，后续计算直接调用；

最后，查找节点i在血流反方向-vi上距离该节点最近的点，并作为父节点，当前节点称为子节点，说明血流方向是从父节点流向子节点，所述节点即为构成冠状动脉分支中心线的离散点。需要说明的是：血流入口点没有父节点，血流出口点没有子节点，分叉点是多个子节点的父节点。根据子节点与父节点的空间关系搜索入口到出口的分支路径，即从出口开始查找每一个节点的父节点，直到冠状动脉的入口节点。冠状动脉龙骨节点按照从入口到第一级分支，第二级分支等直到各个出口依次进行遍历，实现程序从冠状动脉入口寻找所有出口，得到如图5所示的冠状动脉分支层级关系图，即龙骨索引。所述冠状动脉的出口可以预先设置，如将冠状动脉分支末端直径1～2mm的位置设为冠状动脉出口；其中所述分叉点即为冠状动脉分支的交叉点。

实际应用中，可以根据冠状动脉分支的排布，按预设顺序建立冠状动脉分支的空间位置关系，并根据预设的命名规则对冠状动脉分支进行命名；如此，对冠脉分支从上而下，从左到右进行了数学和几何上的分级并命名，解决了ffrct计算前无法规则化、程序化评估冠脉末端流量的问题；

具体的，可以根据上述冠状动脉龙骨节点索引关系，寻找冠状动脉分支分叉点，确定冠状动脉分支分叉点遍历其子节点的顺序沿着冠状动脉从上而下，沿着心脏中心从左到右；

基于龙骨数据矩阵a，从冠状动脉入口龙骨节点开始，即从主动脉与冠状动脉交叉的离散点开始，根据冠状动脉龙骨节点索引关系，遍历龙骨节点到第一个分叉点，获取并记录第一个分叉点的子节点顺序，存放在矩阵b中。以第一个分叉点包含两个子节点为例，根据分叉点的子节点都公用一个父节点的关系，计算分叉点指向其父节点的方向向量dir_father及分叉点指向两个一级子节点b(1)，b(2)的方向向量dir_son1，dir_son2，由于龙骨节点与点之间的距离大约是一个像素(两个像素点的距离大约0.3mm)，因此这三个向量可以看成在同一个平面。根据右手定则，分别计算分叉点指向其父节点的方向向量与分叉点指向两个一级子节点的方向向量的法向量，可以分别用表达式(1)和(2)表示；

根据左右冠状动脉分布定位心脏中心，以冠状动脉中心为球心，计算分叉点指向球心的方向向量dir_center，再通过计算上述法向量与分叉点指向球心的方向向量的点积a,b，判断两个子节点在矩阵b中的存放位置；a和b可以分别用表达式(3)和(4)表示；

当a＜0＜b，矩阵b中的元素位置保持不变，如图6a所示，两个龙骨节点为左右分布型；

当b＜0＜a，互换矩阵b中的元素位置，如图6a所示，两个龙骨节点为左分布型；

当a＞0,b＞0，计算向量dir_father与向量dir_son1和dir_son2夹角，分别用表达式(5)和(6)表示；

如果θ1＞θ2，矩阵b中的元素位置保持不变；相反，互换矩阵b中的元素位置，如图6b所示，两个冠状动脉分支为左分布型；

当a＜0,b＜0，同样计算向量dir_father与向量dir_son1和dir_son2夹角θ1,θ2：如果θ1＞θ2，互换矩阵b中的元素位置；相反，矩阵b中的元素位置保持不变，如图6c所示，两个龙骨节点为右分布型；

根据以上规则，变换矩阵b中元素的位置后，然后依次遍历剩下的所有分叉点直至遍历到冠状动脉所有出口，至此确定了冠状动脉分支从上而下，从左到右的遍历顺序。

进一步的，可以基于冠状动脉分支的空间位置顺序对冠状动脉分支进行命名；

根据上述对冠状动脉分支指定的遍历顺序，对冠状动脉主干进行命名cm＝0(m＝0)，冠状动脉的其他分支按照上述判定的冠状动脉分支左右顺序，对一个分叉下的左右分支按照一定规则进行命名，可以用表达式(7)表示；

其中，m为上一个分支的命名属性，n＝1表示左分支，n＝2表示右分支，如此循环到所有冠状动脉分支的所有龙骨被命名，如图7所示；

首先，命名冠状动脉入口龙骨节点属性为c0＝0，然后依次遍历所在该主干其余的所有龙骨节点，每个龙骨节点依次继承其父节点的命名属性；

其次，当龙骨从主干遍历到第一个分叉点时，按照确定的冠状动脉分支从上而下，从左到右的遍历顺序，指定第一个分叉点的左分支l01第一个龙骨节点等级为c01＝c0×10+1＝1，右分支r02第一个龙骨节点命名为c02＝c0×10+2＝2。所在该分支其余的所有龙骨节点依次继承其父节点的名称属性；

最后，当随后遍历分支l01遇到分叉点时，按照冠状动脉分支分叉点基于心脏从左到右的遍历顺序，指定该分叉点下的左分支命名为c011＝c01×10+1＝11，右分支等级为c012＝c01×10+2＝12；同样，分支r02后的分叉点后的分支均按照分支l01所述情况进行命名，即c021＝c02×10+1＝21，c022＝c02×10+2＝22，如此循环继续，直到遍历整个冠状动脉龙骨节点，完成命名的冠状动脉分支如图7所示。

步骤102：根据所述每个冠状动脉分支的层级关系，和每个中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径，采用预设分配规则，确定每个冠状动脉分支的血流量；

这里，可以将冠状动脉的总血量，根据预设分配规则，分配给每个冠状动脉分支。所述预设分配规则可以根据父冠状动脉分支与子冠状动脉分支的血液分配关系确定；

进一步的，可以由器官分离得到的患者心肌并计算得到左心室心肌质量，按照冠状动脉血流量与心肌质量之间的异速生长法则，即全冠状动脉血流量可以用表达式(8)表示；

其中，qcor为全冠状动脉血流量；q0为常数系数，可以取5.4；mmyo为左心室心肌质量；

冠状动脉的分布型包括：左优势型、均衡型和右优势型；根据全冠状动脉总的血流量确定左冠状动脉的血流量qcor_left与右冠状动脉的血流量qcor_right之比比分别为8：2、7.5：2.5和7：3。例如，如果冠状动脉分布型为右优势型，则冠状动脉左右支流量分配为：qcor_left＝70％qcor，qcor_right＝30％qcor；

结合泊肃叶定律，冠状动脉分支内的血流量与对应的分支直径的三次方成正比，冠状动脉分支内的血流量可以用表达式(9)表示；

其中，q为血管内流量，d为血管直径，μ为血液动力粘度系数，λ为一比例常数，表示血管单位体积新陈代谢所耗的能量；

根据预设左冠状动脉血流量和右冠状动脉血流量分别占冠状动脉全部血流量的例比，确定左冠状动脉分支和右冠状动脉分支各自的血流量；

每个冠状动脉分支的血流量用表达式(10)表示为；

其中，dmn表示属于同一父冠状动脉分支的子冠状动脉分支在各自对应中心线离散点根节点位置的直径，qm表示所述父冠状动脉分支的总血流量，m表示父冠状动脉分支，n表示m父冠状动脉分支的不同子冠状动脉分支；

以冠状动脉主干分叉为两个子冠状动脉分支为例，d0为冠状动脉主干的管径，d01和d02分别为第一个分叉点下的所述的两个一级子节点对应的冠状动脉分支直径；

根据冠状动脉分支的分布型计算得到左(右)冠状动脉总的血流量，即主干lm血流量qm(m＝0)。冠状动脉的其他分支流量按照上述判定的冠状动脉分支左右顺序，对一个分叉下的左右分支流量按照一定规则进行分配，两个子冠状动脉分支的血流量可以用表达式(11)表示；

其中，m为上一个分支的命名属性，n＝1表示左分支，n＝2表示右分支，如此循环至分配好所有冠状动脉分支的流量；

按照冠状动脉分支分级以及冠状动脉血流量自上而下的分配规则，分别获取第一个分叉点下的左右分支的第二个节点的冠状动脉分支直径，计算得到分支l01和l02的血流量，可以分别用表达式(12)和(13)表示；

分支l01进行分叉，得到分支l011及l012，根据同样的分配规则，计算得到分支l011及l012的血流量，可以分别用表达式(14)和(15)表示；

同样，分支l02进行分叉，得到分支l021及l022，根据同样的分配规则，计算得到分支l021及l022的血流量，可以分别用表达式(16)和(17)表示；

若分支l011、l012、l021及l022有进一步分叉，则继续按照上述冠状动脉分级原理，按照分叉处直径逐级分配下级分支的血流量，如此循环继续，直到该分支不存在分叉，即该分支出口为冠状动脉分支出口，则该分支对应的血流量为冠状动脉分支出口血流量。

进一步的，采用预设拟合规则，对所述冠状动脉分支中心线上每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合，得到第一直径拟合曲线；所述第一直径拟合曲线的拟合函数斜率大于0时，按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理；

所述第一直径拟合曲线的拟合函数斜率小于0时，计算所述第一直径拟合曲线的狭窄率，剔除狭窄率高于第一预设狭窄率阈值的离散点；采用预设拟合规则，对所述冠状动脉分支中心线上剩余的每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合，得到第二直径拟合曲线，并计算所述第二直径拟合曲线的狭窄率；所述中心线根部交叉位置离散点对应狭窄率高于第二预设狭窄率阈值时，按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理。；

这里，所述中心线根部交叉位置离散点为父冠状动脉分支与子冠状动脉分支交叉位置，子冠状动脉分支的离散点。

具体的，对比由三维冠状动脉点云提取的冠状动脉分支中心线，即冠状动脉分支龙骨和原始三维冠状动脉点云发现，冠状动脉分支分叉区域离散点，即龙骨节点的等效直径因计算难度大而导致获取的直径可能不准确，出口分支末端由于造影剂浓度降低也可能导致提取的等效直径偏小真实冠状动脉分支直径。另外，根据cta图像重构的三维冠状动脉模型发现，冠状动脉分支在分叉根部可能发生狭窄病变。如果直接取分叉处的直径来分配冠状动脉流量，可能会产生较大误差，导致冠状动脉分支末端微循环阻力计算不准确，进而导致ffr计算不准确。可以通过确定冠状动脉分支狭窄位置并修复在交叉位置的狭窄情况；

因此，优选的，可以对冠状动脉分支中心线上每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合之前，所述方法还包括：根据预设剔除规则，剔除冠状动脉分支预设长度的离散点；所述预设剔除规则可以根据冠状动脉模型实际情况设置，对冠状动脉分支交叉点和/或末端进行剔除；所述预设长度可以根据冠状动脉分支异常状况设置，如1mm或2mm；

具体的，对冠状动脉分支首尾异常点进行剔除。比较分叉处龙骨节点和真实冠状动脉分支分叉区域发现，冠状动脉分支主干有1mm左右的龙骨节点、分叉分支有2mm左右的龙骨节点处于分叉三角区域。对于冠状动脉分支主干，剔除末端1mm内的龙骨节点，对于内部分支，首尾分别剔除2mm和1mm内的龙骨节点，对于出口分支，同样剔除首尾2mm和1mm内的龙骨节点，作为新的分支龙骨节点。

进一步的，对长度大于预设分支长度的冠状动脉分支直径进行emd，emd结果大于预设模态时，去除波动最大的模态，并将剩余模态数据相加，确定为冠状动脉分支中心线上每个离散点分别对应的冠状动脉分支直径序列；

具体的，对冠状动脉分支龙骨节点的等效直径进行滤波。对于分支较长的冠状动脉，即长度大于预设分支长度的冠状动脉分支，利用emd方法分别对不同分支冠状动脉分支等效直径进行emd，分解后产生不同的模态，对于小于等于两个模态的冠状动脉分支，该分支直径保持不变，将直径序列记为diameteremd；否则，去除波动最大的一个模态，将剩余模态数据相加得到新的冠状动脉分支龙骨直径序列diameteremd；其中，预设分支长度取20个龙骨节点。对于龙骨节点小于等于20个节点的冠状动脉分支，则不进行滤波，同样记直径序列diameteremd；

这里，所述采用预设拟合规则，对每个离散点对应的冠状动脉分支直径进行线性拟合包括：采用线性拟合所述每个离散点对应的冠状动脉分支直径，采用如下表达式表示拟合得到的曲线：可以采用相同的拟合方法拟合所述第一直径拟合曲线和第二直径拟合曲线；第一直径拟合曲线和第二直径拟合曲线可以采用相同形式的拟合表达式；

通常，正常的冠状动脉分支，自交叉处至末端的直径为递减数列，即拟合函数的斜率小于0；首先，可以对不同分支的冠状动脉分支直径分布进行拟合，得到第一直径拟合曲线diameter1polyfit，拟合出的函数均成线性函数，可以用表达式(18)表示；

其中，其中，distanceemd表示中心线上每个离散点的位次序列，p1(1)为拟合函数斜率，p1(2)表示拟合函数截距，p1(1)和p1(2)分别为p1＝polyfit(distanceemd,diameteremd,1)拟合得到的两个常数，diameteremd表示每个离散点对应的冠状动脉分支直径序列。所述polyfit()表示拟合函数；

当拟合函数斜率p1(1)＞0时，如图8所示，可以初步确定冠状动脉分支在交叉处发生狭窄状况，按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理；所述设修复规则可以根据冠状动脉分支的直径分布确定，可以采用相邻离散点直径对交叉位置离散点对应的直径进行修复定。

进一步的，可以采用表达式(19)确定所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径；

其中，d1表示中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径，dn表示同一冠状动脉分支中心线末端最后一个离散点对应的冠状动脉分支直径，n表示最后一个离散点的位次，γ表示预设相邻离散点的冠状动脉分支直径差。离散点间隔设置为0.25mm～0.75mm时，可以设置γ取值范围为0.0005mm～0.0015mm，离散点间隔取0.5mm时，γ取0.001mm；

当拟合函数斜率p1(1)＜0时，可以初步确定冠状动脉分支在交叉处未发生狭窄状况，不需要进行修复；但是，不能排除存在冠状动脉分支中部大范围狭窄的情况，在冠状动脉分支中部发生狭窄时函数斜率p1(1)同样会出现小于0的情况；为了剔除狭窄位置直径对拟合函数的影响，可以首先利用第一次拟合函数计算当前的冠状动脉分支的狭窄率；

可以利用diameter1polyfit和diameteremd的差值除以diameter1polyfit作为冠状动脉分支狭窄处的第一直径拟合曲线狭窄率，第一直径拟合曲线狭窄率可以用表达式(20)表示；

由于，函数斜率p1(1)＜0，可以初步定位冠状动脉分支狭窄发生的位置不发生在分叉根部。对于不存在狭窄的分支或狭窄程度很低，拟合得到的龙骨直径函数可以看作是理想冠状动脉分支的直径分布，而对于中间存在严重狭窄的冠状动脉分支，因为狭窄的存在导致拟合函数不是非常接近真实冠状动脉分支直径分布。因此，可以剔除狭窄率大于第一预设狭窄率阈值如50％的离散点，得到新的直径冠状动脉分支直径序列diameternew，可以采用拟合第一直径拟合曲线相同的拟合方法对剔除离散点后的冠状动脉分支直径进行拟合，得到第二直径拟合曲线diameter2polyfit，结合diameternew和distancenew拟合得到diameter2polyfit，可以用表达式(21)表示；

其中，p2(1)为拟合函数斜率，p2(2)表示拟合函数截距，p2(1)和p2(2)分别为p2＝polyfit(distancenew,diameternew,1)拟合得到的两个常数，distancenew表示中心线上每个离散点的位次序列，即中心线上每个离散点的位次序列。所述polyfit()表示拟合函数；这里表达式(18)和(21)为相同的计算方法，只是其中变量不同。

再利用diamete2polyfit和diameternew的差值除以diamete2polyfit作为冠状动脉分支的所述第二直径拟合曲线的狭窄率，可以用表达式(22)表示；

这里，所述第一直径拟合曲线的狭窄率和第二直径拟合曲线的狭窄率分别表征的是冠状动脉分支在经过剔除狭窄率大于第一预设狭窄率阈值离散点前后的狭窄率。经过两次拟合后，对于交叉点位置的狭窄率，如果大于第二预设狭窄率阈值则确定发生狭窄。按预设修复规则，对所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径进行修复处理；进行修复的方法和上述采用表达式(19)确定所述中心线根部交叉位置离散点对应的冠状动脉分支直径的方法一致，这里不再赘述。

如此，对冠状动脉分支分叉根部存在狭窄的冠状动脉分支，进行修复得到新的分叉处等效直径，后续根据修复的直接分配冠状动脉分支的血流量，提高了冠状动脉分支流量分配的准确度。

进一步的，还可以标记冠状动脉分支的狭窄处，供医务人员进行参考。这里，可以查找不同冠状动脉分支对应的狭窄率极大值，临床一般关心狭窄率高于一定阈值如50％的冠状动脉主要分支，因此，从这些冠状动脉分支的极大值中剔除狭窄率小于该阈值的极大值，对于狭窄率大于该阈值的极大值，获取并在冠状动脉分支龙骨上定位该极大值坐标，从狭窄坐标点分别向前和向后搜索冠状动脉分支龙骨节点，直到对应的狭窄率小于或等于一定值，如10％，标记并记录前后距离狭窄点最远的冠状动脉分支龙骨节点，并计算两端龙骨节点沿着龙骨方向的距离，作为狭窄长度stenosislength。可以将狭窄信息提供给医务人员进行参考。

步骤103根据每个冠状动脉分支的血流量，确定预设血液出口对应的冠状动脉分支的微循环阻力；

这里，结合冠状动脉静息状态下压力、血流量及血管阻力的关系，计算静息状态下正常冠状动脉不同分支出口对应的下游冠状动脉分支微循环的阻力。所述预设血液出口可以根据冠状动脉分支末端直径确定，可以预设血液出口直径，冠状动脉分支末端小于预设血液出口直径，确定冠状动脉分支为预设血液出口对应的冠状动脉分支。预设血液出口直径可以是1～2mm。

优选的，可以将主动脉平均压力减去心外膜冠状动脉压降之差，再减去中心静脉压，得到冠状动脉分支末端到静脉末端的压差；将所述冠状动脉压力除以预设血液出口对应的冠状动脉分支的血流量之商，确定为静息状态下，所述预设血液出口对应的冠状动脉分支的微循环阻力

具体的，在心外膜血管没有狭窄的情况下，临床测量正常人的心外膜冠状动脉压降在1～2mmhg，可以取1mmhg，取冠状动脉入口压力为主动脉平均压pa＝90mmhg，冠状动脉微循环远端压力，即中心静脉压pd＝6.25mmhg，因此冠状动脉分支末端到静脉末端的压差δp＝((pa-1)-pd)＝82.75mmhg。根据δp＝q×rr，所述q为预设血液出口对应的冠状动脉分支的血流量，则静息状态下，每个分支末端的微循环阻力

最后根据预设的静息状态下冠状动脉分支的微循环阻力与充血状态下冠状动脉分支的微循环阻力的比例系数，得到充血状态下，所述预设血液出口对应的冠状动脉分支的微循环阻力；根据预设的比例系数如0.24，计算得到充血状态下的冠状动脉分支末端的微循环阻力rh＝0.24rr。如此，完成了各分支冠状动脉末端的微循环阻力计算。

基于此方法，真实冠状动脉分支的分级和阻力显示如图8所示，通过cfd计算得到冠状动脉ffr分布。

针对图9所示的真实冠脉龙骨点的命名和阻力图，进行ffr计算后得到的冠脉左分支ffr计算结果图如图10所示。针对图11修复交叉位置离散点直径后的真实冠脉龙骨点的命名和阻力图，进行ffr计算后得到的冠脉左右分支ffr计算结果如图12所示。

如此，通过逐级分配的方法，按照冠脉分叉处分支根部的直径精确计算冠脉各个分支的流量，获取冠状动脉分支每个出口的准确阻力，进而提高ffrct技术计算结果准确性。

以上所述，仅为本发明的最佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。