） 和远侧主动脉压902和904。图910示出了在该心动周期狭窄处随时间变化的流速912。 图920示出了在该心动周期中的瞬时冠状阻抗922。图930示出了在该心动周期中的瞬时 远端压与近端压的比值932。iFR值是通过计算无波期中平均远端压与平均近端压的比值 来计算的。图940分别示出了在该心动周期中前流和回流波942和943的波强。舒张期从 6. 65秒到7. 19秒。无波期从6. 797秒到7. 19秒。阻抗922在无波期是恒定的，瞬时远端 压与近端压的比值932在无波期也是相对恒定的。如图940所示，可以看到在无波期没有 波。如表1所示，情况2解剖上中度狭窄的iFR计算的值是0. 927,其落在之前研究识别的 灰色区域内，不清楚该损伤是否是血液动力学上严重的。
[0080] 图10示出了解剖上轻微狭窄（情况3)的模拟血流和血压和计算iFR中的结果举 例。如图10所示，图1000分别示出了在一个心动周期中狭窄处随时间变化的近侧（主动 脉）和远侧主动脉压1002和1004。图1010示出了在该心动周期狭窄处随时间变化的流 速1012。图1020示出了在该心动周期中的瞬时冠状阻抗1022。图1030示出了在该心动 周期中的瞬时远端压与近端压的比值1032。iFR值是通过计算无波期中平均远端压与平均 近端压的比值来计算的。图1040分别示出了在该心动周期中前流和回流波1042和1043 的波强。舒张期从4. 235秒到4. 565秒。无波期从4. 317秒到4. 515秒。阻抗1022在无 波期是恒定的，瞬时远端压与近端压的比值1032在无波期也是相对恒定的。如图1040所 示，可以看到在无波期没有波。如表1所示，对于情况3中解剖上轻微狭窄计算的iFR值是 0. 962,其指示这是一个血液动力学上不严重的损伤。
[0081] -旦使用图1中的方法计算一处或多处狭窄的iFR(或其他血液动力学指标），每 处狭窄的计算的iFR和模拟结果可以输出，例如在计算机系统的显示装置上示出。例如，模 拟结果可以如图8,9,10示出。在一个可能的实践中，计算的iFR值可以以列表或表格形式 简单示出狭窄处的iFR值。在另一个可能的实践中，一个或多个计算的iFR值可以在显示 装置上显示的患者的医疗图像上看到。图11示出了在医疗图像上可视化iFR值的一个例 子。如图11所示，示出了医疗图像1100,在医疗图像1100上可视化医疗图像特定位置（例 如狭窄位置）的相应iFR值1102和1104。在另一个可能的实践中，可以示出沿着血管的选 定位置处iFR值的曲线图。图12示出了沿着血管选定位置处iFR曲线图的一个例子。如 图12所示，图像1200示出了沿着血管的不同位置1202、1204、1206、1208、1210、1212、1214 和1216,在这些位置处使用图1中的方法计算iFR。图像1220示出了基于沿着血管的选定 位置1202、1204、1206、1208、1210、1212、1214和1216计算的iFR值而生成的该段长度的血 管的计算的iFR曲线图。
[0082] 如上所述，图1中的方法根据患者的医学图像数据和无创临床测量模拟患者冠状 动脉的血流和血压，并计算iFR和/或其他血液动力学指标。在一个可替代的实施方式中， 患者主动脉压的测量可以使用压力测量装置，例如压力导丝来有创测量。在这种实施方式 中，主动脉压力测量可以在多种不同方法中使用。例如，在一个可能的实践中，在无波期测 量的主动脉压可以在iFR计算中使用作为iFR公式的分母。在另一个可能的实践中，测量 的主动脉压可以用作血流和血压计算的边界条件。在另一个可能的实践中，测量的主动脉 压可以用来识别无波期。这些实施方式不需要像有创iFR测量那样将压力导丝伸到狭窄远 端，因此降低了获取的时间并降低了驱逐血小板或穿刺管腔的风险。
[0083] 虽然如上所述，该方法是用来计算冠状动脉狭窄的血液动力学指标，本发明不限 于冠状动脉，也可以类似应用到其他动脉，例如主动脉、肾动脉、脑动脉、髂骨动脉、大动脉 等。虽然权利要求1中的方法，在静息状态下模拟和识别无波期，该方法也能类似应用到 最大血管舒张或介于静息和最大血管舒张之间的任何其他中间状态获得的无波窗中。当 在最大血管舒张应用时，该方法可以用来计算不同的血液动力学指标，例如血流储备分数 (FFR)。图1中的方法可以应用到整个心脏周期，或心脏周期的任何子部分（例如整个收缩 期或收缩期的一部分，舒张期或舒张期的一部分，或者其组合）。图1中的方法不仅可以用 来无创计算基于血压的指标，也可以计算作为冠状压、冠状灌注和/或冠状阻抗合成的其 他指标。
[0084] 如上所述，可以在每个心动周期的结束进行对冠状循环自我调节的算法。然而，本 发明不限于此，在不同的实施方式中，对冠状循环自我调节的算法可以在单个心动周期的 多个时间点运行（例如收缩期结束时和舒张期结束时）或者只有一定数量的心动周期后。
[0085] 上述描述的对冠状动脉狭窄的血液动力学指标进行无创计算的方法可以在计算 机上执行，使用已知的计算机处理器、存储单元、存储装置、计算机软件和其他组件。图13 示出了这种计算机的高层次块状图。计算机1302包括处理器1304,其通过执行定义这种 操作的计算机程序指令来控制计算机1302的整体操作。计算机程序指令可以存储在存储 装置1312(例如磁盘）中，当需要执行计算机程序指令时下载到记忆存储1310中。因此图 1和4的方法的步骤可以由存储在记忆存储1310和/或存储装置1312中的计算机程序限 定，并通过处理器1304执行该计算机程序指令来控制。图像获取装置1320,例如CT扫描 装置、MR扫描装置、超声装置等可以连接到计算机1302来输入图像数据到计算机1302。可 以把图像获取装置1320和计算机1302设为一个装置。图像获取装置1320和计算机1302 可以通过网络无线通信。在一个可能的实施方式中，计算机1302可以远离图像获取装置 1320,方法步骤可以作为服务器或云端服务的一部分来运行。计算机1302也可以包括一个 或多个网络接口 1306用来通过网络与其他装置通信。计算机1302也包括其他输入/输出 装置1308使得用户能与计算机1302交互（例如显示器、键盘、鼠标、话筒、按钮等）。这些 输入/输出装置1308可以与一系列计算机程序一起使用作为注解工具来注解从图像获取 装置1320获取到的信息。本领域技术人员能够理解执行实际的计算机也包括其他部件，图 13是为说明目的的该计算机部分组件的高层次呈现。
[0086] 应当理解上面【具体实施方式】仅仅是在各方面示意性和举例性的，而非限制性的， 并且本发明公开的保护范围不由【具体实施方式】限定，而是由专利法允许的权利要求的最宽 范围来限定。应当理解此处展现和描述的实施方式仅是为解释本发明的原理，本领域技术 人员可以不偏离本发明范围和精神进行各种改动。本领域技术人员不偏离本发明范围和精 神可以进行各种其他特征的合并。
【主权项】
1. 一种基于患者医学图像数据对冠状动脉进行血液动力学评价的方法，包括： 从患者的医学图像数据中提取患者特定的冠状动脉解剖测量； 基于患者特定的冠状动脉解剖测量计算表示冠状动脉的冠状循环计算模型的患者特 定边界条件； 使用冠状循环计算模型和患者特定边界条件来模拟冠状动脉的血流和血压，并且在冠 状动脉的血流和血压的模拟过程中对冠脉自我调节建模；以及 根据模拟的血流和血压计算冠状动脉中的至少一个区域的血液动力学指标。2. 如权利要求1所述的方法，其中，在冠状动脉的血流和血压的模拟过程中对冠脉自 我调节建模包括： 对冠状循环的计算模型的每处冠状动脉狭窄，基于在冠状动脉狭窄上的模拟血压降低 和流过该冠状动脉狭窄的模拟血液流速，在冠状循环计算模型的在该冠状动脉狭窄下游的 出口处适配微脉管阻抗。3. 如权利要求1所述的方法，其中，在冠状动脉的血流和血压的模拟过程中对冠状自 我调节建模包括，对冠状循环的计算模型中患者的冠状动脉树的多个分支中的每一个， 如果当前分支包括狭窄区域： 从当前分支的等价冠状微脉管阻抗中减去基于模拟的血压和血流值估计的狭窄区域 的阻抗计算当前分支的调整阻抗；以及 通过将当前分支的调整阻抗通过当前分支下游的分支分配至下游的终端分支来修改 冠状动脉树中的在当前分支下游的所有分支的阻抗。4. 如权利要求3所述的方法，其中，通过将当前分支的调整阻抗通过当前分支下游的 分支分配至下游的终端分支来修改冠状动脉树中的在当前分支下游的所有分支的阻抗包 括： 基于当前分支的子分支的等价微脉管阻抗计算当前分支的等价阻抗；以及 对当前分支的每个子分支： 基于对于当前分支计算的等价阻抗和对于子分支计算的等价微脉管阻抗计算子分支 的流速分离比；以及 基于当前分支的调整阻抗和对于该子分支计算的流速分离比来计算该子分支的调整 的等价微脉管阻抗。5. 如权利要求4所述的方法，其中，通过将当前分支的调整阻抗通过当前分支下游的 分支分配至下游的终端分支来修改冠状动脉树中的在当前分支下游的所有分支的阻抗进 一步包括： 对于当前分支的每个子分支： 将该子分支的调整的等价微脉管阻抗通过该子分支下游的任何分支分配至该子分支 下游的终端分支；以及 基于该子分支的调整的等价微脉管阻抗来调整该子分支下游的每个分支的等价微脉 管阻抗。6. 如权利要求4所述的方法，其中，通过从当前分支的等价冠状微脉管阻抗中减去基 于模拟的血压和血流值估计的狭窄区域的阻抗来计算当前分支的调整阻抗包括： 计算当前分支 i 的调整阻抗（Rtajmnt)1S (Rttiumnt)1= (Pciut)1VQ1, 其中，（Rt H11ctcJi是当前分支的等价微脉管阻抗，（(P in)「(PcJ1)/Q1是当前分支中的狭窄区 域的阻抗，（Pin)1-(Pciut) 1是当前分支中的狭窄区域上的模拟血压降低，并且Q1是流过当前分 支中的狭窄区域的模拟血液流速。7. 如权利要求6所述的方法，其中，基于当前分支的子分支的等价微脉管阻抗计算当 前分支的等价阻抗包括： 计算当前分支 i 的等价阻抗（Rt d_s)$ (Rt MwrJ1= I/ E jlARt ni(：rav) j，其中（Rt ni"J 是当前分支的子分支j的等价微脉管阻抗。8. 如权利要求7所述的方法，其中，基于对于当前分支计算的等价阻抗和对于子分支 计算的等价微脉管阻抗计算子分支的流速分离比包括： 计算子分支j的流速分离比t为巾j= (Rtdmms) iARt nnCT J j。9. 如权利要求8所述的方法，其中，基于当前分支的调整阻抗和对于子分支计算的流 速分离比计算子分支的调整的等价微脉管阻抗包括： 计算子分支j的调整的等价微脉管阻抗为（Rt(Ruumnt) 1Z^r10. 如权利要求1所述的方法，其中，在冠状动脉的血流和血压的模拟过程中对冠脉自 我调节建模包括： 在冠状动脉的血流和血压的模拟过程