用于治疗患者的冠状动脉狭窄的支架术治疗的设备，包括： 从患者的医学图像数据中提取冠状动脉支架术前患者特定解剖模型的装置； 基于所模拟的在冠状动脉支架术前患者特定解剖模型中的血流和压力计算在冠状动 脉支架术前患者特定解剖模型中的多个狭窄区域的支架术前血流储备分数（FFR)值的装 置； 基于对于所述多个狭窄区域计算的支架术前FFR值确定多个虚拟支架术策略的装置； 预测得自所述多个虚拟支架术策略中的每个的用于所述多个狭窄区域的支架术后FFR值的装置，其中，每个虚拟支架术策略指定所述狭窄区域中的一个或多个来进行支架术，并 且预测得自所述多个虚拟支架术策略中的每个的用于所述多个狭窄区域的支架术后FFR 值的装置包括： 借助用于计算用于所述多个支架术策略中在所述多个虚拟支架术策略中的每个中指 定为要进行支架术的一个或多个中的每个的支架术后压降的相应的修改的压降模型模拟 在冠状动脉支架术前患者特定解剖模型中的血流的装置。34. -种存储了用于根据支架术前医学图像数据预测冠状动脉狭窄的支架术后血液动 力学指标的计算机程序指令的非暂时性计算机可读介质，所述计算机程序指令在被处理器 执行时使得处理器执行包括如下的运算： 从患者的医学图像数据中提取冠状动脉支架术前患者特定解剖模型； 借助用于对冠状动脉支架术前患者特定解剖模型中的目标狭窄区域上的压降进行计 算的修改的压降模型模拟在冠状动脉支架术前患者特定解剖模型中的血流，其中，修改的 压降模型模拟支架术对目标狭窄区域的影响；以及 基于利用修改的压降模型计算的在目标狭窄区域上的压降计算目标狭窄区域的所预 测的支架术后血液动力学指标。35. 根据权利要求34所述的非暂时性计算机可读介质，其中，借助用于对冠状动脉支 架术前患者特定解剖模型中的目标狭窄区域上的压降进行计算的修改的压降模型模拟在 冠状动脉支架术前患者特定解剖模型中的血流包括： 利用以压降模型表示在冠状动脉支架术前患者特定解剖模型中的狭窄区域的冠脉循 环计算模型模拟在冠状动脉支架术前患者特定解剖模型中的血流，其中，修改表示目标狭 窄区域的压降模型以模拟支架术对目标狭窄区域的影响。36. 根据权利要求34所述的非暂时性计算机可读介质，其中，修改的压降模型是对完 全成功的支架术治疗对目标狭窄区域的影响进行模拟的完全成功的支架术后压降模型或 者对部分成功的支架术治疗对目标狭窄区域的影响进行模拟的部分成功的支架术后压降 模型。37. 根据权利要求36所述的非暂时性计算机可读介质，其中，修改的压降模型是完全 成功的支架术后压降模型，并且借助用于对在冠状动脉支架术前患者特定解剖模型中的目 标狭窄区域上的压降进行计算的修改的压降模型模拟在冠状动脉支架术前患者特定解剖 模型中的血流包括： 在不修改冠状动脉支架术前患者特定解剖模型的情况下确定用于修改的压降模型的 参数的假设值以模拟目标狭窄区域的完全扩张；以及 基于利用具有该参数的假设值的修改的压降模型模拟的在冠状动脉支架术前患者特 定解剖模型中的血流来计算在目标狭窄区域上的所预测的支架术后压降。38. 根据权利要求37所述的非暂时性计算机可读介质，其中，在不修改冠状动脉支架 术前患者特定解剖模型的情况下确定用于修改的压降模型的参数的假设值以模拟目标狭 窄区域的完全扩张包括： 在不修改冠状动脉支架术前患者特定解剖模型的情况下确定用于目标狭窄区域的远 端的支架术后横截面积的假设值。39. 根据权利要求36所述的非暂时性计算机可读介质，其中，修改的压降模型是部分 成功的支架术后压降模型，并且借助用于对在冠状动脉支架术前患者特定解剖模型中的目 标狭窄区域上的压降进行计算的修改的压降模型模拟在冠状动脉支架术前患者特定解剖 模型中的血流包括： 在不修改冠状动脉支架术前患者特定解剖模型的情况下确定用于修改的压降模型的 一个或多个参数的假设值以模拟目标狭窄区域的部分扩张；以及 基于利用具有用于所述一个或多个参数的假设值的修改的压降模型模拟在冠状动脉 支架术前患者特定解剖模型中的血流来计算在目标狭窄区域上的所预测的支架术后压降。40. 根据权利要求39所述的非暂时性计算机可读介质，其中，在不修改冠状动脉支架 术前患者特定解剖模型的情况下确定用于修改的压降模型的一个或多个参数的假设值以 模拟目标狭窄区域的部分扩张包括： 在不修改冠状动脉支架术前患者特定解剖模型的情况下确定用于目标狭窄区域的远 端的支架术后横截面积和目标狭窄区域的支架术后最小横截面积中的每个的假设值。41. 根据权利要求36所述的非暂时性计算机可读介质，其中，借助用于对在冠状动脉 支架术前患者特定解剖模型中的目标狭窄区域上的压降进行计算的修改的压降模型模拟 在冠状动脉支架术前患者特定解剖模型中的血流包括： 选择目标狭窄区域的完全成功的支架术后压降模型或者部分成功的支架术后压降模 型之一; 基于对目标狭窄区域的完全成功的支架术后压降模型或者部分成功的支架术后压降 模型之一的选择，在不修改冠状动脉支架术前患者特定解剖模型的情况下确定用于修改的 压降模型的至少一个参数的假设值来模拟目标狭窄区域的完全或部分扩张；以及 基于利用具有用于至少一个参数的假设值的修改的压降模型模拟的在冠状动脉支架 术前患者特定解剖模型中的血流，计算在目标狭窄区域上的所预测的支架术后压降。42. 根据权利要求41所述的非暂时性计算机可读介质，其中，选择目标狭窄区域的完 全成功的支架术后压降模型或者部分成功的支架术后压降模型之一包括： 显示提示，该提示要求用户选择完全成功的支架术后压降模型或者部分成功的支架术 后压降模型；以及 基于所接收到的用户选择来选择目标狭窄区域的完全成功的支架术后压降模型或者 部分成功的支架术后压降模型之一。43. 根据权利要求41所述的非暂时性计算机可读介质，其中，选择目标狭窄区域的完 全成功的支架术后压降模型或者部分成功的支架术后压降模型之一包括： 基于从医学图像数据中与目标狭窄区域对应的感兴趣区域中提取的图像特征自动选 择完全成功的支架术后压降模型或者部分成功的支架术后压降模型之一。44. 根据权利要求43所述的非暂时性计算机可读介质，其中，基于从医学图像数据中 与目标狭窄区域对应的感兴趣区域中提取的图像特征自动选择完全成功的支架术后压降 模型或者部分成功的支架术后压降模型之一包括： 基于从医学图像数据中与目标狭窄区域对应的感兴趣区域中提取的特征，对于目标狭 窄区域量化钙化量；以及 基于对于目标狭窄区域所量化的钙化量，自动选择完全成功的支架术后压降模型或者 部分成功的支架术后压降模型之一。45. 根据权利要求34所述的非暂时性计算机可读介质，其中，基于利用修改的压降模 型计算的在目标狭窄区域上的压降计算用于目标狭窄区域的所预测的支架术后血液动力 学指标包括： 基于利用修改的压降模型计算的在目标狭窄区域上的压降计算用于目标狭窄区域的 所预测的支架术后血流储备分数（FFR)。46. 根据权利要求34所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述运算还包括： 对于多个目标狭窄区域中的每个个别地和对于该多个目标狭窄区域的所有可能的组 合重复如下步骤，即，借助用于对在冠状动脉支架术前患者特定解剖模型中的目标狭窄区 域上的压降进行计算的修改的压降模型来模拟在冠状动脉支架术前患者特定解剖模型中 的血流和基于利用修改的压降模型计算的在目标狭窄区域上的压降来计算对于目标狭窄 区域的所预测的支架术后血液动力学指标，以预测与多个可能的支架术情景对应的支架术 后血液动力学指标。47. -种存储了用于自动规划用于治疗患者的冠状动脉狭窄的支架术治疗的计算机指 令的非暂时性计算机可读介质，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得处理器执行包 括如下的运算： 从患者的医学图像数据中提取冠状动脉支架术前患者特定解剖模型； 基于在冠状动脉支架术前患者特定解剖模型中模拟的血流和压力，对于在冠状动脉支 架术前患者特定解剖模型中的多个狭窄区域计算支架术前血流储备分数（FFR)值； 基于对于所述多个狭窄区域计算的支架术前FFR值，确定多个虚拟支架术策略； 对于所述多个狭窄区域预测得自所述多个虚拟支架术策略中的每个的支架术后FFR值，其中，每个虚拟支架术策略指定所述狭窄区域中的一个或多个来进行支架术，并且，对 于每个虚拟支架术策略，对于所述多个狭窄区域预测的支架术后FFR值是通过如下方式计 算的，g卩，借助相应的用于对于在该支架术策略中指定为待进行支架术的狭窄区域中的一 个或多个中的每个计算支架术后压降的修改的压降模型来模拟在冠状动脉支架术前患者 特定解剖模型中的血流。48. 根据权利要求47所述的非暂时性计算机可读介质，其中，基于对于所述多个狭窄 区域计算的支架术前FFR值确定多个虚拟支架术策略包括： 识别具有小于预定阈值的FFR值的狭窄区域以及冠状动脉支架术前患者特定解剖模 型中的待包括到一组目标狭窄区域中的一个或多个早期狭窄区域；以及 确定多个虚拟支架术策略，以包括分别个别地指定所述目标狭窄区域中的每个来进行 支架术和所述目标狭窄区域中的待进行支架术的多个的每个可能组合的虚拟支架术策略。49. 根据权利要求48所述的非暂时性计算机可读介质，其中，对于所述多个狭窄区域 预测得自所述多个虚拟支架术策略中的每个的支架术后FFR值包括： 通过将对完全成功的支架术治疗进行模拟的完全成功的支架术后压降模型用作修改 的压降模型来对于所述多个狭窄区域预测得自所述多个虚拟支架术策略中的每个的支架 术后FFR值，所述修改的压降模型是用于对于所述多个支架术策略中的每个中指定为待进 行支架术的一个或多个目标狭窄区域中的每个计算支架术后压降的。50. 根据权利要求20所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述运算还包括： 识别所述多个虚拟支架术策略中的至少一个，其引起比对于所述多个狭窄区域中的每 个预定的阈值小的所预测的支架术后FFR值。
【专利摘要】本发明公开了预测支架术后血液动力学指标以对动脉狭窄进行治疗规划的方法和系统。从患者的医学图像数据中提取冠状动脉支架术前患者特定解剖模型。在冠状动脉支架术前患者特定解剖模型中以修改的压降模型模拟血流，该修改的压降模型模拟支架术对目标狭窄区域的影响并且用来计算在该目标狭窄区域上的压降。在不修改冠状动脉支架术前患者特定解剖模型的情况下设置用于修改的压降模型的参数值。利用修改的压降模型，基于在目标狭窄区域上的压降来计算对于目标狭窄区域预测的支架术后血液动力学指标，诸如血流储备分数(FFR)。
【IPC分类】A61B5/026
【公开号】CN105249954
【申请号】CN201510386120
【发明人】L.M.伊图, P.夏尔马, F.索尔
【申请人】西门子公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年6月30日
【公告号】EP2963574A2, EP2963574A3, US20150374243