一种动脉粥样硬化斑块医学图像的处理方法

摘要

本发明公开了一种动脉粥样硬化斑块医学图像的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：1)用交互式的方式进行血管壁、脂质池以及斑块三部分的半自动化分割，勾画出各自的轮廓线，记录坐标并输出文件；2)读入坐标文件，在斑块的裂纹肇始处产生裂纹，进行疲劳裂纹扩展模拟分析，计算斑块破裂的寿命(plaque life，简称PL)；3)结合已有病人样本，计算得出该病人动脉截面不同位置肇始裂纹的危险指数，绘制危险指数图。本发明以病人获得的动脉粥样硬化斑块医学图像为基础，提供一种动脉医学图像的处理方法，利用商用软件绘制出该病人动脉医学危险指数图，还可以不断扩充新的病人样本使得绘制的危险指数图更加准确、可靠，可辅助医学研究。

主权项

1.一种动脉粥样硬化斑块医学图像的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：1)用交互式的方式进行血管壁、脂质池以及斑块三部分的半自动化分割，勾画出各自的轮廓线，记录坐标并输出文件；2)读入坐标文件，在斑块的裂纹肇始处产生裂纹，进行疲劳裂纹扩展模拟分析，计算斑块破裂的寿命(plaque life，简称PL)；3)结合已有病人样本，计算得出该病人动脉截面不同位置肇始裂纹的危险指数，绘制危险指数图；其中，步骤2)中疲劳裂纹扩展模拟分析过程划分步骤进行，每一步采取相同的裂纹扩展步长Δa，某一步裂纹形态下的有限元分析后，依次提取应力裂纹尖端的应力强度因子，计算裂纹扩展方向，产生下一步的裂纹尖端，计算这一步裂纹扩展的时间，重建模并重划分网格，重复上述步骤直到斑块破裂；有限元分析中，裂纹尖端的一层单元采用奇异单元，其他位置采用四边形单元；提取应力强度因子采用的是商用软件自带的围道积分方法；计算裂纹扩展方向，采用最大切向法则公式，扩展角度的计算公式为：其中，θ是裂纹扩展角，K_I是裂纹的I型应力强度因子，K_II是裂纹的II型应力强度因子；裂纹扩展的时间ΔN_i，采用的公式为：其中，ΔN_i是裂纹扩展时间，Δa是裂纹扩展步长，C和m是疲劳常数，ΔK_i是第i步应力强度因子的变化；斑块破裂的寿命(PL)是由每一步的ΔN_i相加而成；步骤3)中，在病人动脉血管不同裂纹肇始位置的PL中，选取最小值得出该病人斑块的整体寿命(overall plaque life，简称OPL)；所有病人样本中OPL最大的定危险指数为1，以该病人的OPL除以所需计算病人的某处肇始裂纹后的PL，即得到所需计算病人该处危险指数(critical index，简称CI)值，即可绘制病人的危险指数图。