狭窄治疗规划的制作方法

文档序号:9400059阅读:185来源:国知局
狭窄治疗规划的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及狭窄治疗规划,具体涉及介入性狭窄治疗规划,例如虚拟支架术。
【背景技术】
[0002]退行性狭窄是第二普遍的心血管疾病,如在G.M.Feuchtner、W.Dichtl等人的“Multislice Computed Tomography for Detect1n of Patients With Aortic ValveStenosis and Quantificat1n of Severity,, (Journal of the American College ofCard1logy 2006,47 (7),1410 - 1417)中所描述的,在西欧和北美的65岁以上人群中存在2-7%的发生率。在本发明的背景中,术语狭窄表示动脉的任何异常变窄。在介入性心脏学中,可以利用血流储备分数(FFR)技术来确定狭窄的程度,在所述技术中将导管引入到冠状动脉中,所述技术能够测量在动脉中的狭窄之后(远端)和之前(近端)的压力之间的相对差异。备选地,医学成像(例如计算机断层扫描、NMR、PET等)可以被用作通过基于经重建的动脉信息执行FFR计算来确定狭窄的程度的无创方法。可以在确定了狭窄的程度之后(直接)应用用来处置动脉狭窄的介入性治疗(例如充气(ballooning)或支架)。遗憾的是,并不总是可能准确地和/或有效地规划介入性治疗,这是由于不总是可能预先确定治疗的效果。这可能导致非最优的结果,或者甚至可能要求跟进的介入性流程,而介入性流程在两种情况下都不是患者最感兴趣的。
[0003]为了辅助治疗规划,已知一种被称为虚拟支架的流程,在所述流程中基于所确定的或建模的动脉尺寸和狭窄的程度来模拟支架的放置。美国专利8157742公开了一种流程,在所述流程中使用先前获得的对狭窄的动脉及其周围的计算机断层摄影扫描和血流储备分数来确定并修改动脉尺寸和狭窄程度。
[0004]这样的流程的缺点在于,由于成像误差(伪影)和/或因所做出的某些假设是可能错误的而以不足够的准确性来对动脉尺寸和/或狭窄的程度进行建模。对心脏动脉的医学成像尤其复杂,且由于心脏区域的持续移动而倾向于甚至更多的伪影。为克服该缺点,进一步的建模是必要的,而需要为了进一步的建模而做出进一步的假设和校正,引起在放置虚拟支架之前或之后不能准确地确定动脉尺寸和狭窄的程度的进一步风险,并且因此医生不能选择最优的处置。
[0005]本发明的方法尤其提供了对先前所述的问题的解决方案。

【发明内容】

[0006]根据本发明的实施例涉及一种用于规划动脉狭窄治疗的方法,所述方法包括:通过对动脉的至少部分进行医学成像来接收第一体积数据集,所述部分包括狭窄;接收所述狭窄的至少一个二维图像数据;确定所述狭窄周围的第一动脉压降;通过将所述至少一个二维图像数据与所述第一体积数据集配准来生成第二体积数据集;通过模拟对所述第二体积数据集中的所述狭窄的几何结构修改来生成第三体积数据集;并且估计所述第三体积数据集中的所述狭窄周围的第二动脉压降。在该方法中,将通过对狭窄的动脉的无创医学成像而获得的三维成像数据与同一动脉的二维图像的集合组合,得到比基于独立的数据集中的任何一个的数据集更靠近地表示实际狭窄的动脉的数据集。对狭窄几何结构的修改的模拟是较可靠的,这是因为组合的数据集提供现实得多的开始点,特别是当与所确定的动脉压力数据组合时。
[0007]本发明的另一实施例涉及使用所述第一动脉压降作为对所述第二动脉压降的所述估计中的开始点。这允许对所述第二动脉压降的更进一步的经改进的模拟,这是因为所述模拟基于实际的动脉压力数据。
[0008]本发明的另一实施例涉及所述方法还包括显示所述第一动脉压降和所述第二动脉压降。用户(例如医生)可以在显示出实际的动脉压力和估计的动脉压力时立即看到所述几何结构修改的效果。
[0009]本发明的另一实施例涉及所述至少一个二维图像数据包括关于所述狭窄沿不同投影方向采集到的至少两个二维图像数据。这允许对至少部分地模糊的组织进行成像,并且允许对至少二维的图像数据和第一体积数据进行经改进的匹配。
[0010]本发明的另一实施例涉及所述方法,其中,所述几何结构修改是减少所述狭窄,优选地移除所述狭窄。减少或移除所述狭窄与动脉狭窄治疗的期望结果相对应,并因此可以被用于预测其效果和有效性。
[0011]本发明的另一实施例涉及所述方法还包括:生成至少两个第三体积数据集,所述至少两个第三体积数据集中的每个是使用不同的几何结构修改来模拟的;并且针对所述至少两个第三体积数据集中的每个来模拟所述第二动脉压降。通过针对不同的几何结构修改来模拟压降,可以针对不同的潜在动脉狭窄治疗来模拟效果和有效性。医生接着可以确定哪种治疗具有成功或最有效的最佳潜力。
[0012]本发明的另一实施例涉及所述方法还包括针对所述至少两个第三体积数据集中的每个来显示每个第二动脉压降。显示所有的估计的动脉压降允许用户(例如医生)方便地看到每种几何结构模拟的效果,这将帮助他选择最优的狭窄治疗。
[0013]本发明的另一实施例涉及所述方法还包括根据所述第一动脉压降而计算出的第一血流储备分数,以及根据所述第二动脉压降而计算出的第二血流储备分数;并且其中,显示所述第一血流储备分数和所述第二血流储备分数。血流储备分数是动脉流动属性中用来确定狭窄的程度的常用属性。为医生提供该信息将进一步帮助他选择最优的动脉狭窄治疗。
[0014]本发明的另一实施例涉及所述方法,其中,所述医学成像是利用从包括以下项的组中选择的医学成像技术来执行的:计算机断层摄影、正电子发射断层摄影、单光子发射计算机断层摄影、磁共振成像、3D X射线成像、超声成像、或它们的组合。这些是在大部分医院或诊断中心中可用的无创成像技术。
[0015]本发明的另一实施例涉及所述方法,其中,对所述狭窄的所述几何结构的修改是使所述狭窄变窄(变糟)。可以使用模拟的放大来预测在所述狭窄保持未处置并变糟的情况下狭窄可能如何影响动脉中的流动属性。
[0016]本发明的另外的方面涉及一种用于规划动脉狭窄治疗的系统、一种用于规划动脉狭窄治疗的计算机程序产品、以及一种用于选择动脉狭窄治疗的方法。
[0017]本领域技术人员在阅读并理解了下面的详细说明后,将意识到本发明的另外的方面和实施例。本领域技术人员在阅读了对优选实施例的以下详细说明后,将意识到若干额外的优势和益处。
【附图说明】
[0018]通过附图图示了本发明,其中:
[0019]图1示出了通过医学成像来采集体积冠状动脉狭窄数据的范例,在该范例中利用了 CT扫描器。
[0020]图2a、图2b示出了通过医学成像来采集狭窄的二维数据的两个范例,在这些范例中分别利用了二维X射线成像器和动脉内成像。
[0021]图3示出了狭窄周围的压力测量的范例。
[0022]图4示出了根据本发明的实施例的狭窄治疗的各种几何结构修改。
[0023]图5示出了根据本发明的实施例的用于规划动脉狭窄治疗的方法。
[0024]图6示出了根据本发明的实施例的用于规划动脉狭窄治疗的备选方法。
[0025]图7示出了根据本发明的实施例的用于规划动脉狭窄治疗的另外的备选方法。
[0026]图8示出了根据本发明的实施例的用于选择动脉狭窄治疗的方法。
[0027]本发明可以采取各种部件和各部件的布置以及各种过程操作和各过程操作的安排的形式。附图仅出于图示优选实施例的目的,并且不得被解释为对本发明的限制。为了更好地视觉化,可以省略某些特征,或者尺寸可以是不按照比例的。
【具体实施方式】
[0028]遇到具有已知的或疑似的动脉狭窄,尤其是冠状动脉狭窄的病人,医生具有通过减少或移除狭窄来处置狭窄的若干处置选项,包括但不限于,放置支架、充气流程、搭桥或其它手术、处方药物或膳食、建议生活方式变化、或者甚至决定当时不执行动作并随着时间保持对情况的检测并且将处置延期到稍后的时间。如果医生具有对一个或多个处置选项的结果的可靠预测的访问,则他可以更好地规划并选择最有效的处置。
[0029]在本发明中,患者经历至少两个成像流程:用来获得体积(三维)数据集的(无仓|J)医学成像
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