血管的粘彈性建模的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及血管的粘彈性建模。一種用于對血管進行建模的方法，其包括：(a)基于從研究對象獲取的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)來對血管的第一片段進行建模；(b)計算第一片段的內(nèi)部點處的第一建模參數(shù)；以及(c)使用粘彈性壁模型來計算第一片段的邊界點處的第二建模參數(shù)。描述了用于對血管進行建模的系統(tǒng)。
【專利說明】血管的粘彈性建模
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請要求2012年9月24日提交的美國臨時申請N0.61 / 704，733的權(quán)益。該臨時申請的全部內(nèi)容通過引用被結(jié)合到本文中，除了在任何與本說明書不一致的公開或定義的情況下以外，本文中的公開或者定義將被認為是普遍的。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本教導(dǎo)總體上涉及血流建模，并且更特別地，涉及考慮到粘彈性的血流建模。
【背景技術(shù)】
[0004]心臟病在美國對于男人和女人而言是死亡的主要原因，并且在世界范圍內(nèi)占死亡的至少30%。盡管近期的醫(yī)學(xué)進步已經(jīng)在對復(fù)雜的心臟病的診斷和治療方面產(chǎn)生了改進，但是過早發(fā)病的發(fā)生率和死亡率仍舊很高，這至少部分地由于缺乏對指示患者的組織、生理學(xué)和血液動力學(xué)的患者特定的參數(shù)的精確體內(nèi)和體外評估。
[0005]心血管系統(tǒng)的血流建模提供了對患者血管中的狀況的了解，并且對于診斷、預(yù)后和外科手術(shù)規(guī)劃而言可能是有用的。已經(jīng)應(yīng)用了具有不同幾何比例的模型，包括集總模型(例如，OD-模型)、一維模型、和具有剛性或順應(yīng)性壁的三維模型(例如，流體結(jié)構(gòu)交互作用模型)。集總模型可以被用于獲得快速的結(jié)果，但是不能夠捕獲動脈樹中的波傳播現(xiàn)象。另一方面，三維模型可以精確地對血液的局部行為進行建模，但是在計算上十分昂貴，因此使得對復(fù)雜的動脈樹的建模在臨床設(shè)定方面是不可行的。一維模型表示計算速度與精確度之間的良好平衡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求限定，并且在任何程度上均不受本
【發(fā)明內(nèi)容】
中的陳述影響。
[0007]本教導(dǎo)可以被用于基于動脈的粘彈性模型來對動脈血流網(wǎng)絡(luò)進行建模。在一些實施例中，對于單獨的血管片段而言可以解決粘彈性問題，并且可以使用在單獨的片段的邊界點(例如，入口、出口和接合點)處對粘彈性加以考慮的耦合算法來對單獨的片段進行耦
口 ο
[0008]依照本教導(dǎo)的用于對血管進行建模的計算機實現(xiàn)的方法包括:(a)由處理器基于從研究對象獲取的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)來對血管的第一片段進行建模；(b)由處理器計算第一片段的內(nèi)部點處的第一建模參數(shù)；以及(C)由處理器使用粘彈性壁模型來計算第一片段的邊界點處的第二建模參數(shù)。
[0009]依照本教導(dǎo)的用于對血管進行建模的系統(tǒng)包括:(a)處理器；(b)非瞬態(tài)存儲器，其與該處理器耦合；(C)第一邏輯，其被存儲于該非瞬態(tài)存儲器中并且可由該處理器執(zhí)行，以使該處理器基于從研究對象獲取的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)來對血管的第一片段進行建模；(d)第二邏輯，其被存儲于該非瞬態(tài)存儲器中并且可由該處理器執(zhí)行，以使該處理器計算第一片段的內(nèi)部點處的第一建模參數(shù)；以及(e)第三邏輯，其被存儲于該非瞬態(tài)存儲器中并且可由該處理器執(zhí)行，以使該處理器使用粘彈性壁模型來計算第一片段的邊界點處的第二建模參數(shù)。
[0010]依照本教導(dǎo)的非瞬態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)已經(jīng)在其中存儲了表示可由編程處理器執(zhí)行以用于對血管進行建模的指令的數(shù)據(jù)。該存儲介質(zhì)包括以下指令:用于(a)基于從研究對象獲取的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)對血管的第一片段進行建模的指令；用于(b)計算第一片段的內(nèi)部點處的第一建模參數(shù)的指令；以及用于(C)使用粘彈性壁模型來計算第一片段的邊界點處的第二建模參數(shù)的指令。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1示出了用于使用粘彈性壁模型的數(shù)值實現(xiàn)方式的示例性方法的流程圖。
[0012]圖2示出了用于使用彈性/粘彈性壁模型的數(shù)值實現(xiàn)方式的示例性方法的流程圖。
[0013]圖3示出了示例性耦合算法的流程圖。
[0014]圖4示出了圖示針對雙叉的示例性耦合技術(shù)的流程圖。
[0015]圖5示出了圖示針對具有m條管的一般接合點的示例性耦合技術(shù)的流程圖。
[0016]圖6不出了用于對血管進行建模的不例性系統(tǒng)600的框圖。
[0017]圖7示出了用于對血管進行建模的示例性過程700的流程圖。
[0018]圖8示出了具有對應(yīng)的入口流速分布和流出邊界條件的(a)單條動脈測試情形和(b)雙叉測試情形的示意圖示。
[0019]圖9示出了將利用彈性模型獲得的單條動脈測試情形與利用模型V1、V2、Vl-1nt和V2-1nt獲得的單條動脈測試情形對比的隨時間改變的壓力、隨時間改變的流速和隨時間改變的橫截面面積的繪圖。
[0020]圖10示出了將利用彈性模型獲得的雙叉測試情形與利用模型V1、V2、Vl-1nt和V2-1nt獲得的雙叉測試情形對比的隨時間改變的壓力、隨時間改變的流速和隨時間改變的橫截面面積的繪圖。針對母管的數(shù)據(jù)在(a)中被示出，針對子I管的數(shù)據(jù)在(b)中被示出，以及針對子2管的數(shù)據(jù)在(c)中被示出。
[0021]圖11示出了針對雙叉測試情形的壓力對面積的關(guān)系的繪圖。針對母管的數(shù)據(jù)在(a)中被示出，針對子I管的數(shù)據(jù)在(b)中被示出，以及針對子2管的數(shù)據(jù)在(C)中被示出。
[0022]圖12示出了供依照本教導(dǎo)的系統(tǒng)使用的代表性的通用計算機系統(tǒng)400。
【具體實施方式】
[0023]依照本教導(dǎo)的血流建模是基于與基于計算流體動力學(xué)(CFD)的血流計算耦合的粘彈性壁模型。依照本教導(dǎo)的耦合算法考慮了血管邊界點(例如，流入點、流出點和接合點)處的粘彈性效應(yīng)以便改進在對生理過程進行建模方面的精確度。
[0024]在一些實施例中，依照本教導(dǎo)的耦合算法在算子分裂方案被用于粘彈性準(zhǔn)一維模型的數(shù)值解時促進了對隨時間改變的壓力和橫截面面積值的計算。在一些實施例中，粘彈性準(zhǔn)一維模型的數(shù)值解恢復(fù)了一維模型的原始雙曲型性質(zhì)(例如，允許顯式解方案，并因此縮減執(zhí)行次數(shù))。在一些實施例中，耦合算法可以被用于所有方式的多等級域耦合(例如，3-D域、1-D域和O-D域)。在一些實施例中，通過迭代，耦合算法提供了在單個接合點中可能有許多的上游域和下游域之間的強耦合。在一些實施例中，數(shù)值解促進了表征源自動脈壁的粘性行為的能量損失的壓力-面積關(guān)系中的滯后回線(hysteresis loop)的計算。在一些實施例中，耦合算法可以被應(yīng)用于不同的粘彈性壁模型(例如，不同的Voigt型材料)。
[0025]要理解的是，下面所描述的各種代表性實施例的元件和特征可以以不同的方式被組合以產(chǎn)生同樣落入本教導(dǎo)的范圍內(nèi)的新的實施例。
[0026]通過概述，依照本教導(dǎo)的用于對血管進行建模的方法包括:(a)基于從研究對象獲取的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)來對血管的第一片段進行建模；(b)計算第一片段的內(nèi)部點處的第一建模參數(shù)；以及(C)使用粘彈性壁模型來計算第一片段的邊界點處的第二建模參數(shù)。
[0027]在一些實施例中，依照本教導(dǎo)的方法還包括以下附加動作中的一個或多個:(d)實現(xiàn)算子分裂方案；和/或(e)將血管的第一片段的第一域耦合到血管的第二片段的第二域，其中該第一域包括邊界點。
[0028]在一些實施例中，依照本教導(dǎo)的用于對血管進行建模的方法是使用計算機來實現(xiàn)的，以及在一些實施例中，上面所描述的(a)建模、(b)計算、(C)計算、(d)實現(xiàn)和/或(e)耦合的動作中的一個或多個是通過一個或多個處理器來執(zhí)行的。
[0029]在一些實施例中，通過建模而獲得的模型包括零維模型、一維模型、三維模型、或其組合。在一些實施例中，模型包括一維模型。
[0030]依照本教導(dǎo)的方法與被用于對血管進行建模的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)的類型無關(guān)。能夠提供足以發(fā)起域的組織信息的所有方式的醫(yī)學(xué)成像模態(tài)被設(shè)想以依照本教導(dǎo)來使用。代表性的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)包括但不限于磁共振數(shù)據(jù)、計算斷層攝影數(shù)據(jù)、正電子發(fā)射斷層攝影數(shù)據(jù)、單光子發(fā)射斷層攝影數(shù)據(jù)、超聲數(shù)據(jù)、血管造影數(shù)據(jù)、X射線數(shù)據(jù)等及其組合。醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)可以表示患者的內(nèi)部區(qū)域的部分。
[0031]對血管片段的邊界點(例如，入口、出口和接合點)處的建模參數(shù)的計算可以使用粘彈性壁模型來執(zhí)行。在一些實施例中，對血管片段的內(nèi)部點處的建模參數(shù)的計算也可以使用粘彈性壁模型，該粘彈性壁模型可以與在邊界點處使用的粘彈性壁模型相同或不同。
[0032]在一些實施例中，第一建模參數(shù)是橫截面面積、流速的彈性分量、流速的粘彈性分量、總流速或其組合。在一些實施例中，第二建模參數(shù)是橫截面面積、流速或其組合。
[0033]如本文中所使用的，短語“邊界點”指的是血管的非內(nèi)部點，包括但不限于流入點(入口)、流出點(出口)和接合點(例如，雙叉、三叉、四叉、五叉、六叉等及其組合)。
[0034]對于包括將血管的第一片段的第一域耦合到血管的第二片段的第二域(其中該第一域包括邊界點)的動作(e)的實施例來說，第一域的幾何比例可以與第二域的幾何比例不同。例如，所關(guān)心的主域可以被求解為3-D模型，而入口和出口狀況可以被求解為1-D模型或O-D模型。
[0035]圖1示出了用于使用粘彈性壁模型的數(shù)值實現(xiàn)方式的示例性方法100的流程圖。在塊102處，在過去時間步驟處計算流量和右手邊(RHS)項。在塊104處，關(guān)于流速和橫截面面積計算流量和RHS項的導(dǎo)數(shù)。在塊106處，計算網(wǎng)格點之間的插值量。塊108、110和112 一起組成了算子分裂方案116。在塊108處，計算內(nèi)部網(wǎng)格點處的橫截面面積和流速的彈性分量。在塊110處，計算內(nèi)部網(wǎng)格點處的流速的粘彈性分量。在塊112處，計算內(nèi)部網(wǎng)格點處的總流速。在塊114處，使用依照本教導(dǎo)的耦合算法來計算接合點處的橫截面面積和流速。
[0036]圖2示出了用于使用彈性/粘彈性壁模型的數(shù)值實現(xiàn)方式的示例性方法200的流程圖。在圖1和圖2中，相同的附圖標(biāo)記指明對應(yīng)的元件。圖1和圖2中的每一個都包括如上所述的算子分裂方案116，以用于對粘彈性準(zhǔn)一維模型的數(shù)值解。在圖2的判定塊202處，如果要使用粘彈性壁模型，則過程可以行進至塊108。如果不是，則過程行進至塊204，在塊204處計算內(nèi)部網(wǎng)格點處的橫截面面積和流速。在塊206處，使用特征線法來計算接合點處的橫截面面積和流速。在一些實施例中，依照本教導(dǎo)對血管的內(nèi)部點處的第一建模參數(shù)的計算包括圖1和圖2中所示的類型的算子分裂方案116。在一些實施例中，對第一建模參數(shù)的計算包括計算內(nèi)部點處的橫截面面積、計算內(nèi)部點處的流速的彈性分量、計算內(nèi)部點處的流速的粘彈性分量、以及計算內(nèi)部點處的總流速，如圖1和圖2中的動作108、110和112的組合116中所示出的那樣。
[0037]在一些實施例中，對邊界點處的第二建模參數(shù)的計算包括計算邊界點處的橫截面面積和計算邊界點處的流速，例如，如圖1和圖2的塊114處所不。
[0038]圖3示出了用于依照本教導(dǎo)使用的示例性耦合算法300的流程圖。如圖3中所示，在塊302處發(fā)生初始化，在塊302處在接合點處設(shè)定初始流速和壓力值。在塊304處，使用來自之前迭代的數(shù)據(jù)，計算下游管的總流速。在塊306處，求解下游模型的接合點(例如，壓力和流速)。在塊308處，求解上游模型的接合點(例如，壓力和流速)。在判定塊310處，如果流速解滿足容限，則算法可以行進至塊312并切換至下一時間步驟。否則，過程返回到塊304。
[0039]圖4示出了圖示針對雙叉(例如,三條管)的示例性稱合技術(shù)400的流程圖(具有方程式)。如圖4中所示，在塊402處發(fā)生初始化，在塊404處計算總流速，在塊406處求解下游模型的接合點，以及在塊408處求解上游模型的接合點。如果滿足判定塊410中的標(biāo)準(zhǔn)，則過程可以行進至塊412并切換至下一時間步驟。否則，過程返回到塊404。
[0040]圖5示出了與圖4中所示出的流程圖類似的流程圖(具有方程式)，其圖示了針對具有m條管的一般接合點的示例性耦合技術(shù)500。如圖5中所示，在塊502處發(fā)生初始化，在塊54處計算總流速，在塊506處求解下游模型的接合點，以及在塊508處求解上游模型的接合點。如果滿足判定塊510中的標(biāo)準(zhǔn)，則過程可以行進至塊512并切換至下一時間步驟。否則，過程返回到塊504。
[0041]在一些實施例中，如上所述，本教導(dǎo)提供了用于對血管進行建模的方法。在其它實施例中，如下文進一步所述，本教導(dǎo)還提供了用于對血管進行建模的系統(tǒng)。
[0042]通過示例，依照本教導(dǎo)的用于對血管進行建模的第一系統(tǒng)包括處理器，其耦合到非瞬態(tài)存儲器，其中該處理器操作用于執(zhí)行計算機程序指令，以使該處理器:(a)基于從研究對象獲取的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)來對血管的第一片段進行建模；(b)計算第一片段的內(nèi)部點處的第一建模參數(shù)；以及(C)使用粘彈性壁模型來計算第一片段的邊界點處的第二建模參數(shù)。
[0043]現(xiàn)在將參照圖6和圖7來描述本教導(dǎo)的另外的方面。圖6示出了依照本教導(dǎo)的用于對血管進行建模的代表性系統(tǒng)600的框圖。圖7描繪了示出圖6中所示的用于對血管進行建模的代表性系統(tǒng)的示例性操作的流程圖。[0044]在一些實施例中，如圖6中所不,依照本教導(dǎo)的用于對血管進行建模的系統(tǒng)600是作為計算機系統(tǒng)中的建模模塊的一部分而被實現(xiàn)的。如圖1中所示，系統(tǒng)600包括:處理器602 ;非瞬態(tài)存儲器604,其與該處理器602稱合；第一邏輯606,其被存儲于該非瞬態(tài)存儲器604中并且可由該處理器602執(zhí)行，以使該處理器602基于從研究對象獲取的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)來對血管的第一片段進行建模；第二邏輯608，其被存儲于該非瞬態(tài)存儲器604中并且可由該處理器602執(zhí)行，以使該處理器602計算第一片段的內(nèi)部點處的第一建模參數(shù)；第三邏輯610，其被存儲于該非瞬態(tài)存儲器604中并且可由該處理器602執(zhí)行，以使該處理器602使用粘彈性壁模型來計算第一片段的邊界點處的第二建模參數(shù)；以及第四邏輯612，其被存儲于該非瞬態(tài)存儲器604中并且可由該處理器602執(zhí)行，以使該處理器602將血管的第一片段的第一域耦合到血管的第二片段的第二域，其中該第一域包括邊界點。
[0045]在一些實施例中，系統(tǒng)600可以被耦合到計算機系統(tǒng)的其它模塊和/或數(shù)據(jù)庫以便可以使用如所需要的相關(guān)信息(例如，醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)、患者識別數(shù)據(jù)等)并發(fā)起適當(dāng)?shù)膭幼鳌?br> [0046]圖7描繪了示出圖6的系統(tǒng)600的示例性操作的流程圖。特別地，圖7示出了依照本教導(dǎo)的用于對血管進行建模的計算機實現(xiàn)的方法700，其包括:(a)由處理器基于從研究對象獲取的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)來對血管的第一片段進行建模702 ;(b)由處理器計算704第一片段的內(nèi)部點處的第一建模參數(shù)；以及(c)由處理器使用粘彈性壁模型來計算706第一片段的邊界點處的第二建模參數(shù)。
[0047]在圖7的流程圖中所示的一些動作的相對次序意思是僅是代表性的而不是限制性的，并且可以遵循可替換的順序。此外，可以提供附加的、不同的、或更少的動作，并且這些動作中的兩個或更多動作可以順序地、基本上同時地、和/或以可替換的次序發(fā)生。通過非限制性且代表性的示例，在圖7中，計算704第一片段的內(nèi)部點處的第一建模參數(shù)的動作被示出為在使用粘彈性壁模型來計算706第一片段的邊界點處的第二建模參數(shù)的動作之前。然而，在可替換的實施例中，動作706可以在動作704之前。
[0048]用于對血管進行建模的另一系統(tǒng)包括:用于基于從研究對象獲取的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)來對血管的第一片段進行建模的裝置；用于計算第一片段的內(nèi)部點處的第一建模參數(shù)的裝置；以及用于使用粘彈性壁模型來計算第一片段的邊界點處的第二建模參數(shù)的裝置。
[0049]依照本教導(dǎo)的非瞬態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)已經(jīng)在其中存儲了表示可由編程處理器執(zhí)行以用于對血管進行建模的指令的數(shù)據(jù)。該存儲介質(zhì)包括以下指令:用于(a)基于從研究對象獲取的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)來對血管的第一片段進行建模的指令；用于(b)計算第一片段的內(nèi)部點處的第一建模參數(shù)的指令；以及用于(C)使用粘彈性壁模型來計算第一片段的邊界點處的第二建模參數(shù)的指令。
[0050]多等級模型通過使用針對所關(guān)心的區(qū)域的三維模型和降階模型(例如，1-D、0_D)來對局部血流模式進行建模，以說明所關(guān)心的區(qū)域上的其余循環(huán)的影響。
[0051]一維模型可以被用于精確地預(yù)測針對患者特定的模型的隨時間改變的流速和壓力波形。盡管文獻中所描述的多數(shù)一維模型使用彈性壁模型，但是動脈壁實際上是一種粘彈性材料。因此，相移發(fā)生在壓力和面積之間并導(dǎo)致壓力-面積關(guān)系中的滯后曲線。除了面積和壓力之間的相移之外，壁的粘彈性屬性還使針對壓力和流速波形兩者的高頻振蕩衰減，如已經(jīng)針對體外模型所示出的那樣。在全身循環(huán)模型中對粘彈性壁模型的使用已經(jīng)導(dǎo)出了類似結(jié)論。在兩種情形中，都尚未針對橫截面面積的依賴于時間的改變報告結(jié)果。
[0052]與一維血流模型無關(guān)地，已經(jīng)在文獻中引入了若干粘彈性壁模型。模型中的參數(shù)從實驗中獲得。通過示例，線性1-D血流模型中使用的粘彈性壁模型示出朝向遠端管的壓力脈沖增加被減小。此外，在彈性壁模型與粘彈性壁模型之間的壓力差小于4mmHg。不同的粘彈性模型已經(jīng)導(dǎo)出了類似的結(jié)果。
[0053]結(jié)合非線性一維模型，利用粘彈性模型獲得的結(jié)果與利用彈性模型獲得的結(jié)果相比可能更接近于體內(nèi)測量結(jié)果。使用全身循環(huán)模型的一項研究已經(jīng)示出了在外圍管中粘彈性效應(yīng)更大。整體上，粘彈性的引入已經(jīng)導(dǎo)致了壓力的多達4%的改變和流速的多達2.3%的改變。對比針對腹部大動脈模型的兩個不同的粘彈性模型的另一項研究指示了粘彈性項主要影響橫截面面積的改變。
[0054]對于使用彈性壁模型的一維血流模型來說，獲得方程式的雙曲型系統(tǒng)，其可以使用一階特征線法或二階Lax-Wendroff方法來求解。在取而代之地使用粘彈性壁模型時，該方程式的雙曲型性質(zhì)由于壓力-面積關(guān)系中的(一個或多個)附加項而喪失。在該情形中，用于該方程式的數(shù)值解的方法可以被分成兩個主要種類:第一種，不采用方程式的原始雙曲型性質(zhì)的方法(例如，具有穩(wěn)定性項的非連續(xù)有限元Galerkin方法；隱含的有限差/譜元方法，其中非線性項在每個時間步驟處使用Newton-Raphson方法來被迭代地求解；等)；以及第二種，通過采用針對動量方程的算子分裂方案來恢復(fù)方程式的原始雙曲型性質(zhì)的方法。
[0055]第二種方法在 計算上比第一種方法更快，因為第二種方法采用了質(zhì)量守恒和修正的動量守恒方程的雙曲型性質(zhì)。然而，第二種方法通過算子分裂方法引入了近似值。已經(jīng)通過使用第一種方法和第二種方法獲得了顯然矛盾的結(jié)果。使用腹部大動脈模型的一項研究已經(jīng)示出了壓力波形很大程度上不受粘彈性項影響，盡管獲得了更小的橫截面面積的改變。另一項研究報告了在添加粘彈性時的更高壓力的脈沖。上述矛盾的結(jié)論的可能原因是忽略了每條管片段的邊界網(wǎng)格點(例如，流入、接合點、流出)處的粘彈性項。
[0056]依照本教導(dǎo)的方法使用了算子分裂方案，以用于粘彈性項的數(shù)值解。為了包括在每條管片段的入口和出口邊界處的粘彈性項，可以使用耦合方法。
[0057]可以基于一系列簡化假設(shè)從三維Navier-Stokes方程式獲得一維血流模型，并且該一維血流模型包括質(zhì)量守恒和動量守恒方程:
[0058]
【權(quán)利要求】
1.一種用于對血管進行建模的計算機實現(xiàn)的方法，該方法包括: 由處理器基于從研究對象獲取的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)來對血管的第一片段進行建模； 由處理器計算第一片段的內(nèi)部點處的第一建模參數(shù)；以及 由處理器使用粘彈性壁模型來計算第一片段的邊界點處的第二建模參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機實現(xiàn)的方法，其中通過建模而獲得的模型包括零維模型、一維模型、三維模型或其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機實現(xiàn)的方法，其中通過建模而獲得的模型包括一維模型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機實現(xiàn)的方法，其中醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)選自由磁共振數(shù)據(jù)、計算斷層攝影數(shù)據(jù)、正電子發(fā)射斷層攝影數(shù)據(jù)、單光子發(fā)射斷層攝影數(shù)據(jù)、超聲數(shù)據(jù)、血管造影數(shù)據(jù)、X射線數(shù)據(jù)、及其組合組成的群組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機實現(xiàn)的方法，其中由處理器計算第一片段的內(nèi)部點處的第一建模參數(shù)使用粘彈性壁模型。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的計算機實現(xiàn)的方法，其還包括由處理器實現(xiàn)算子分裂方案。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的計算機實現(xiàn)的方法，其中第一建模參數(shù)選自由橫截面面積、流速的彈性分量、流速的粘彈性分量、總流速、及其組合組成的群組。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機實現(xiàn)的方法，其中邊界點選自由流入點、接合點、流出點、及其組合組成的群組。·
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計算機實現(xiàn)的方法，其中接合點選自由雙叉、三叉、四叉、五叉、六叉、及其組合組成的群組。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機實現(xiàn)的方法，其中第二建模參數(shù)選自由橫截面面積、流速、及其組合組成的群組。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機實現(xiàn)的方法，其還包括由處理器將血管的第一片段的第一域耦合到血管的第二片段的第二域，其中該第一域包括邊界點。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計算機實現(xiàn)的方法，其中第一域的幾何比例與第二域的幾何比例不同。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機實現(xiàn)的方法，其中由處理器計算第一建模參數(shù)包括: 由處理器計算內(nèi)部點處的橫截面面積； 由處理器計算內(nèi)部點處的流速的彈性分量； 由處理器計算內(nèi)部點處的流速的粘彈性分量；以及 由處理器計算內(nèi)部點處的總流速。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機實現(xiàn)的方法，其中由處理器計算第二建模參數(shù)包括: 由處理器計算邊界點處的橫截面面積。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的計算機實現(xiàn)的方法，其中由處理器計算第二建模參數(shù)還包括: 由處理器計算邊界點處的流速。
16.—種用于對血管進行建模的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括: 處理器； 非瞬態(tài)存儲器，其與該處理器耦合；第一邏輯，其被存儲在該非瞬態(tài)存儲器中并且可由該處理器執(zhí)行，以使該處理器基于從研究對象獲取的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)來對血管的第一片段進行建模； 第二邏輯，其被存儲在該非瞬態(tài)存儲器中并且可由該處理器執(zhí)行，以使該處理器計算第一片段的內(nèi)部點處的第一建模參數(shù)；以及 第三邏輯，其被存儲在該非瞬態(tài)存儲器中并且可由該處理器執(zhí)行，以使該處理器使用粘彈性壁模型來計算第一片段的邊界點處的第二建模參數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中通過執(zhí)行第二邏輯來對第一建模參數(shù)的計算使用粘彈性壁模型。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中邊界點選自由流入點、接合點、流出點、及其組合組成的群組。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其還包括第四邏輯，其被存儲在該非瞬態(tài)存儲器中并且可由該處理器執(zhí)行，以使該處理器將血管的第一片段的第一域耦合到血管的第二片段的第二域，其中該第一域包括邊界點。
20.一種非瞬態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，在其中已經(jīng)存儲有表示可由編程處理器執(zhí)行以用于對血管進行建模的指令的數(shù)據(jù)，該存儲介質(zhì)包括以下指令: 用于基于從研究對象獲取的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)來對血管的第一片段進行建模的指令； 用于計算第一片段的內(nèi)部點處的第一建模參數(shù)的指令；以及 用于使用粘彈性壁模型來計算第一`片段的邊界點處的第二建模參數(shù)的指令。
【文檔編號】G06T17/00GK103824321SQ201310753553
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月24日
【發(fā)明者】L·M·伊圖, P·莎馬, A·卡門, D·科馬尼丘 申請人:西門子公司