本技術(shù)涉及數(shù)據(jù)分析，特別是涉及一種血管壁功能定量評估裝置及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、血管壁是維持血管形狀和彈性的結(jié)構(gòu)，它能承受血流壓力并防止血液滲漏，同時參與調(diào)節(jié)血壓和血流。血管壁的評估能夠提供詳細血管結(jié)構(gòu)信息，評估血管病變，指導臨床治療，監(jiān)測疾病進展和治療效果，實現(xiàn)個性化醫(yī)療，對心血管疾病診斷、治療和監(jiān)測有重要價值。

2、目前，主要通過對血管壁的剛度分析實現(xiàn)血管壁的功能評價。然而，由于每個人本身的血管壁剛度、血壓都存在個體差異，因此單純的剛度分析并不能完全體現(xiàn)血管壁功能的評價，不具代表性。

3、鑒于上述問題，如何解決目前對血管壁的剛度分析，因存在個體差異不能完全體現(xiàn)血管壁的功能評價，不具代表性，是該領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的是提供涉及一種血管壁功能定量評估裝置及設(shè)備，以解決目前對血管壁的剛度分析，因存在個體差異不能完全體現(xiàn)血管壁的功能評價，不具代表性的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)提供一種血管壁功能定量評估裝置，包括：

3、多維動態(tài)動脈血管模型建立模塊，用于基于目標部位采集多時相的動脈影像數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述動脈影像數(shù)據(jù)建立血管膨脹階段對應(yīng)的多維動態(tài)動脈血管模型；

4、應(yīng)變應(yīng)力張量確定模塊，用于根據(jù)所述多維動態(tài)動脈血管模型確定動脈血管應(yīng)變張量和動脈血管壁應(yīng)力張量；

5、曲線擬合模塊，用于擬合所述動脈血管應(yīng)變張量和所述動脈血管壁應(yīng)力張量，以得到應(yīng)力應(yīng)變曲線；

6、評估參數(shù)定義模塊，用于根據(jù)所述應(yīng)力應(yīng)變曲線定義血管壁彈性勢能儲備系數(shù)和血管壁應(yīng)變阻；

7、血管壁功能評估模塊，用于根據(jù)所述血管壁彈性勢能儲備系數(shù)和所述血管壁應(yīng)變阻確定所述目標部位的血管壁功能評估結(jié)果。

8、一方面，所述多維動態(tài)動脈血管模型建立模塊包括：

9、動脈血管模型建立模塊，用于根據(jù)所述動脈影像數(shù)據(jù)建立多時相的動脈血管模型；

10、膨脹階段時相確定模塊，用于根據(jù)所述動脈血管模型確定血管膨脹階段對應(yīng)的時相；

11、位移場信息確定模塊，用于根據(jù)血管膨脹階段對應(yīng)的時相和所述動脈影像數(shù)據(jù)確定位移場信息；其中，所述位移場信息表征血管膨脹階段的各個時相的所述動脈血管模型相對于參考時相的所述動脈血管模型的位移；所述參考時相為血管膨脹起始時相或血管膨脹結(jié)束時相；

12、疊加模塊，用于疊加所述動脈血管模型和所述位移場信息，以得到所述多維動態(tài)動脈血管模型。

13、另一方面，所述應(yīng)變應(yīng)力張量確定模塊包括：

14、第一坐標確定模塊，用于獲取所述動脈血管模型在血管膨脹起始時相的起始坐標；

15、位移場描述函數(shù)確定模塊，用于根據(jù)所述位移場信息確定位移場描述函數(shù)；其中，所述位移場描述函數(shù)為所述動脈血管模型坐標與時間的函數(shù)；

16、第二坐標確定模塊，用于根據(jù)所述起始坐標和所述位移場描述函數(shù)確定血管膨脹階段的所述多維動態(tài)動脈血管模型的坐標；

17、動脈血管應(yīng)變張量確定模塊，用于根據(jù)血管膨脹階段的所述多維動態(tài)動脈血管模型的坐標確定所述動脈血管應(yīng)變張量。

18、另一方面，所述動脈血管應(yīng)變張量確定模塊包括：

19、變形梯度確定模塊，用于根據(jù)血管膨脹階段的所述多維動態(tài)動脈血管模型的坐標確定變形梯度；

20、應(yīng)變張量計算模塊，用于選取應(yīng)變張量計算公式，并根據(jù)所述應(yīng)變張量計算公式和所述變形梯度確定所述動脈血管應(yīng)變張量。

21、另一方面，所述應(yīng)變應(yīng)力張量確定模塊包括：

22、血壓參數(shù)獲取模塊，用于獲取血管膨脹階段內(nèi)各時相對應(yīng)的血壓參數(shù)；

23、動脈血管壁應(yīng)力張量確定模塊，用于根據(jù)所述多維動態(tài)動脈血管模型和所述血壓參數(shù)確定所述動脈血管壁應(yīng)力張量。

24、另一方面，所述動脈血管壁應(yīng)力張量確定模塊包括：

25、平衡方程建立模塊，用于建立準靜態(tài)平衡方程；其中，所述準靜態(tài)平衡方程具體如下：

26、；

27、其中，為所述多維動態(tài)動脈血管模型的當前幾何位置，為柯西應(yīng)力，為質(zhì)量力，是預(yù)定義的面載荷，即所述血壓參數(shù)；，為載荷施加邊界的外法向量，為面載荷所施加的邊界，為形變位移量；

28、柯西應(yīng)力求解模塊，用于根據(jù)所述多維動態(tài)動脈血管模型和所述血壓參數(shù)求解所述準靜態(tài)平衡方程中所述柯西應(yīng)力，以確定所述動脈血管壁應(yīng)力張量。

29、另一方面，所述曲線擬合模塊包括：

30、擬合執(zhí)行模塊，用于確定目標擬合公式，并基于所述目標擬合公式擬合所述動脈血管應(yīng)變張量和所述動脈血管壁應(yīng)力張量，以得到所述應(yīng)力應(yīng)變曲線；所述目標擬合公式如下：

31、；

32、其中，為所述動脈血管應(yīng)變張量，為所述動脈血管壁應(yīng)力張量，為擬合參數(shù)。

33、另一方面，所述評估參數(shù)定義模塊包括：

34、應(yīng)變峰值獲取模塊，用于獲取血管膨脹階段內(nèi)的應(yīng)變峰值；

35、參數(shù)定義子模塊，用于根據(jù)所述應(yīng)力應(yīng)變曲線和所述應(yīng)變峰值分別定義所述血管壁彈性勢能儲備系數(shù)和所述血管壁應(yīng)變阻；

36、所述血管壁彈性勢能儲備系數(shù)的定義方式具體如下：

37、；

38、其中，為所述血管壁彈性勢能儲備系數(shù)，為所述應(yīng)變峰值，為所述動脈血管應(yīng)變張量，為所述動脈血管壁應(yīng)力張量；

39、所述血管壁應(yīng)變阻的定義方式具體如下：

40、；

41、其中，為所述血管壁應(yīng)變阻，為所述應(yīng)變峰值，為所述動脈血管應(yīng)變張量，為所述動脈血管壁應(yīng)力張量。

42、另一方面，所述血管壁功能評估模塊包括：

43、評估判斷模塊，用于判斷是否所述血管壁彈性勢能儲備系數(shù)不小于第一閾值，且所述血管壁應(yīng)變阻不大于第二閾值；若是，則確認所述目標部位的血管壁功能滿足預(yù)設(shè)要求；若否，則確認所述目標部位的血管壁功能不滿足預(yù)設(shè)要求。

44、為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)還提供一種血管壁功能定量評估設(shè)備，包括上述的血管壁功能定量評估裝置。

45、本技術(shù)所提供的血管壁功能定量評估裝置，包括多維動態(tài)動脈血管模型建立模塊、應(yīng)變應(yīng)力張量確定模塊、曲線擬合模塊、評估參數(shù)定義模塊和血管壁功能評估模塊；能夠基于目標部位采集多時相的動脈影像數(shù)據(jù)，并根據(jù)動脈影像數(shù)據(jù)建立血管膨脹階段對應(yīng)的多維動態(tài)動脈血管模型；根據(jù)多維動態(tài)動脈血管模型確定動脈血管應(yīng)變張量和動脈血管壁應(yīng)力張量；擬合動脈血管應(yīng)變張量和動脈血管壁應(yīng)力張量，以得到應(yīng)力應(yīng)變曲線；根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變曲線定義血管壁彈性勢能儲備系數(shù)和血管壁應(yīng)變阻；根據(jù)血管壁彈性勢能儲備系數(shù)和血管壁應(yīng)變阻確定目標部位的血管壁功能評估結(jié)果。由此可知，本方案提供了一種基于動脈血管的多時相影像數(shù)據(jù)，通過無創(chuàng)在體的生物力學分析實現(xiàn)動脈血管功能評估的裝置。具體利用動脈血管的多時相影像數(shù)據(jù)建立起血管膨脹階段對應(yīng)的多維動態(tài)動脈血管模型，并依據(jù)模型確定動脈血管應(yīng)變張量和動脈血管壁應(yīng)力張量；進一步擬合動脈血管應(yīng)變張量和動脈血管壁應(yīng)力張量得到應(yīng)力應(yīng)變曲線；根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變曲線定義血管壁彈性勢能儲備系數(shù)和血管壁應(yīng)變阻。由于血管壁彈性勢能儲備系數(shù)描述了動脈血管膨脹階段存儲的彈性勢能，血管壁應(yīng)變阻體現(xiàn)了血管壁在通過形變存儲彈性勢能時的難易程度，因此基于血管壁彈性勢能儲備系數(shù)和血管壁應(yīng)變阻，再結(jié)合常規(guī)臨床信息，可以較好的對待測目標的血管功能做出個性化的定量評價，提高了血管壁評估結(jié)果的可信度。

46、此外，本技術(shù)還提供了一種血管壁功能定量評估設(shè)備，包含上述血管壁功能定量評估裝置，效果同上。