一、项目简介

心血管疾病为全球人类第一大死因，其中仅国内患病人数就超过2.9亿，每年死亡人数超过350万人，是国民健康的巨大威胁。目前心血管疾病常用诊断方法为冠脉造影诊断。据合作方安贞医院介绍，其方法可靠性较低，很容易造成过度治疗及误诊。临床上还可以通过手术介入测量血流储备分数（FFR）准确地判断病变的严重程度，但手术介入检测耗时长，对手术水平要求较高，同时会给病人带来极大的身体和经济负担。

本研究组与北京安贞医院及国际合作，开发出新型无创的医学影像诊断技术：利用冠状动脉三维CT造影图像，通过动脉提取技术重建出高精度冠脉血管三维模型；基于该模型通过血液动力学计算得出临床诊断指标FFR的精确测量值。与传统方法相比，该技术有以下突出特点：一、能准确计算出临床诊断指标FFR及血液病变后流体力学特点，从而能协助医生确定最合适的治疗及手术方案；二、诊断所需数据仅为CT冠脉造影图像且属于非介入式诊断，对病人无伤害，大大减轻病人身体和经济负担；三、诊断所需时间短，智能化程度高，大大减轻了医生的工作负担，提高单位时间工作效率。

二、技术先进性

理论创新：传统方法主要利用局部优化的方法来进行图像分割，受图像噪声等影响较大，对肿瘤分割精度不高，一般只能达到2-3mm精度。本项目利用图论(graph)技术，将分割问题转化为全局优化问题，能有效降低图像噪声影响，大大提高心血管识别定位的准确度，获取目标精确量化信息，如体积、最大/最小半径、像素灰度分布图等，精度可达1mm以下。

技术创新：从CT图像中分割出血管，组织及病变信息一起进行三维绘制，清晰显示血管狭窄处与周围组织结构的立体关系。此概念和技术实现在国内没有先例。另外利用计算机物理建模、流体模拟和分析技术，可以精确分析出血管任何部位的FFR分数，为医生判断支架手术及手术方案提供定量分析支持。最后该模型可以成功用3-D打印制造出实际模型，为心血管教学和研究都能提供参考。

应用创新：本项目产品将数字模型与移动技术无缝连接，不仅可以使患者可以用智能手机平板（iPhone，iPad等）查阅分享，还可以辅助医生进行数字化远程诊断。并且该项目在探索关键信息上传至云服务器端统一存储管理，图像及数据处理均在云端完成。不仅方便了信息集中管理，同时使得利用大数据系统对数据进行深度学习成为可能，显著提高了辅助诊断准确度。

三、应用领域及市场前景

随着社会需求剧增以及医改的背景下，中国医学影像及辅助诊断设备市场也正在高速发展中。市场规模已达百亿元以上，预计今后仍能保持10%以上的增长率持续增长。该项目技术不仅可以应用于心血管疾病诊断及术式方案等领域，其核心的数字影像处理分析、模型物理分析等技术可应用于肿瘤、骨折等一系列与传统医学影像相关的领域。现已有北京安贞医院，青岛开发区第一人民医院等医院都对该项目有浓厚的兴趣，希望联合项目组进行技术开发并在成功后在医院进行应用。