流程、以及用来获得沿不同投影方向的二维图像的医学成像流程。另外，在狭窄周围确定动脉压降，在本发明的背景中所述压降应该被解释为在狭窄之前(近端)和之后(远端)所确定的动脉压力之间的差异，其中，两种动脉压力都优选地相对靠近狭窄而被确定。
[0030]图1示出了对用来采集体积数据集的医学成像器10的示意性描绘，在该实施例中医学成像器10是计算机断层摄影(CT)扫描器，但是用来获得体积数据集的医学成像流程可以是本领域技术人员已知的任何其它技术，例如但不限于正电子发射断层摄影(PET)、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)、磁共振成像(MRI)、(3D)X射线扫描、超声成像、以及它们的组合。扫描患者以获得体积数据集，例如动脉12的三维图像11，在该范例中是包括狭窄13的冠状动脉。体积数据集可以包括对动脉的部分及其周围的全扫描，或者可以通过本领域技术人员已知的分割手段根据全扫描来对动脉12的部分进行分割。在该实施例中，体积数据集包括动脉的经分割的部分。可以根据体积数据集来确定动脉尺寸以及狭窄几何结构和位置。
[0031]图2示出了对用来采集至少一个二维图像数据(21、21’)的、可以被用作备选或组合使用的医学成像器(20、20’)的示意性描绘。本领域技术人员将意识到，除了这两个范例，也可以使用适合于获得狭窄的动脉的二维图像数据的其它有创或无创医学成像技术。还可以根据至少一个二维图像数据来确定动脉尺寸以及狭窄几何结构和位置。优选的是，至少一个二维图像数据包括关于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。
[0032]在图2a中，二维X射线扫描器20被用于从动脉12中的狭窄13的不同角度采集二维图像数据21。二维X射线成像的优势在于其高空间分辨率和高时间分辨率，以及其在大部分适合的医学处置中心中的可用性。
[0033]在图2b中，采集动脉内成像20’以获得动脉12中的狭窄13的二维图像数据21’。在该范例中，装备有二维成像器件23 (例如超声成像器件或相机)的导管22的端部被引入到冠状动脉12中并被引导向狭窄13。成像器件23收集狭窄附近的动脉的图像数据，所述狭窄附近的动脉例如在狭窄13之前(近端)的动脉、狭窄13本身的动脉以及在狭窄13之后(远端)的动脉。如果可能的话，有必要将导管22从动脉的另一侧引入，并且这是能够实现的。动脉内成像的优势在于获得狭窄的动脉的实际图像数据，而不是从可能含有伪影、成像误差和/或重建误差的无创成像获得的重建数据。另外，患者并不暴露于许多无创成像技术(例如X射线成像)所固有的可能有害的辐照。再者，动脉内成像对心脏区域的移动较不敏感，这是因为动脉内成像器在心脏移动期间或多或少地与动脉一起移动。并且由于动脉狭窄治疗通常已经涉及导管插入，所以患者可能已经为该流程做好准备，并且成像和治疗可以在彼此之后立刻得到执行，在一个实施例中甚至利用单个多功能导管。
[0034]图3示出了使用压力线31来测量狭窄周围的动脉压力的范例。具有压力线31的导管30被引入到狭窄的动脉12中，所述导管30可以是还包括成像和/或处置功能的多功能导管。在狭窄13之前的近端点32中以及在狭窄13之后的远端点33中测量动脉压力。优选地，利用通过狭窄的区域延伸到远端点33的压力线从近端侧来测量远端点33的动脉压力。如果这不可能，例如因为狭窄完全或几乎完全阻挡了动脉12，则在可能的情况下应当从动脉的另一侧到达远端点33。备选地，还可以根据无创成像数据来测量动脉压力，但是在这种情况下测量结果是根据图像数据而被建模的压力数据的形式。动脉压降被定义并被确定为在近端点处测得的动脉压力(近端动脉压力)与在远端点处测得的动脉压力(远端动脉压力)之间的差异。能够使用压力线非常准确地测量动脉压力，并且动脉压力提供实际的压力数据而不是建模的压力数据。在本发明的实施例中，在距离动脉中的和/或动脉树的相连接的动脉中的狭窄较远的多个远端和/或近端点上确定动脉压力，使得可以在整个动脉和/或动脉树上获得压力图，以确定狭窄在较远离狭窄的区域中的效果。
[0035]可以使用测得的近端动脉压力和远端动脉压力来确定血流储备分数。血流储备分数是用来确定被定义为远端动脉压力与近端动脉压力之间的比率的狭窄的程度的常用动脉流动属性。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。
[0036]处理器被配置为接收包括以下的信息:作为第一体积数据集的体积数据集、沿不同投影的至少一个二维图像数据、作为第一压降的压降、以及任选的作为第一血流储备分数的血流储备分数、和/或另外的图像或其它相关数据。处理器可以在成像期间实时地或者在成像或测量之后立刻从医学成像器并且在适用的情况下从测量设备接收一些或所有信息。处理器还可以从数据库接收一些或所有信息，可以根据先前采集到的医学成像流程和/或测量结果已经将所述一些或所有信息存储在所述数据库上。
[0037]处理器还被配置为通过将至少一个二维图像数据与第一体积数据集配准来生成第二体积数据集。这允许经改进的体积数据集，这是因为可以对照其它成像数据来核对第一体积数据集中的伪影和/或成像误差或不清楚，并随后进行校正。通过动脉内成像获得的表示实际状况的成像数据在该方面尤其有用。
[0038]处理器还被配置为通过模拟对第二体积数据集中的狭窄的几何结构修改来生成第三体积数据集。图4示出了这样的几何结构修改的各种范例。在该图中示出了第二体积数据集40的示意性图示，所述第二体积数据集40包括具有狭窄13的动脉12的部分以及在其处测量动脉压力的近端点32和远端点33。可以通过对狭窄的部分或完全的减少进行建模来修改狭窄的几何结构(在图中通过具有表示被从狭窄移除的段的虚线的区域绘制出)，以获得第三体积数据集41、41’、41”。这模拟了所选择的狭窄治疗(例如放置支架、充气流程或其它流程)的效果。可以将几何结构减少调谐到特定的治疗，例如不同大小的支架或球囊。其还可以用作提供通过药物来减少狭窄的可能的处置的随着时间变化的效果的基线。
[0039]备选地，几何结构修改可以是对狭窄的进一步变窄(变糟)，以减小或甚至关闭通过动脉的通路(在图中通过表示被添加到狭窄的段的虚线区域绘制出)，从而获得第三体积数据集42、42’、42”或动脉树。这可以被用于预测在未处置狭窄的情况下随着时间变化的效果，这将为医生和患者提供关于需要处置狭窄的紧迫性的有价值信息。
[0040]处理器还被配置为估计第三体积数据集41、41’、41”、42、42’、42”中的狭窄13周围的第二动脉压降。在完全移除了狭窄的模拟的情况下，术语“狭窄周围的压降”应该被解释为“狭窄的从前位置周围的压降”。可以通过基于在狭窄位置处的动脉直径由于几何结构修改的变化修改(例如缩放)第一压降来估计第二动脉压降。备选地，可以通过在几何结构修改之后的状况下估计新的近端动脉压力和远端动脉压力来估计第二动脉压降。可以基于第二动脉压降来计算第二血流储备分数。对第二动脉压降的估计可靠得多，这是因为其基于提供用于估计的经改进的开始点的更可靠的体积数据集，所述经改进的开始点比在仅根据第一体积数据集或二维图像数据来估计第二动脉压降的情况更接近真实状况。
[0041]在本发明的另外的实施例中，处理器可以被配置为生成至少两个第三体积数据集，其中，使用不同的几何结构修改来模拟所述至少第三体积数据集中的每个。针对至少几何结构修改中的每个，估计第二动脉压降并且任选地估计第二血流储备分数。这允许提供关于由医生预先选择的各种可能的动脉狭窄治疗的信息。因此，处理器可以被配置为接收来自预设的或医生建议的动脉狭窄治疗的输入。
[0042]处理器还可以被配置为显示第一动脉压降和一个或多个第二动脉压降(和/或一个或多个第二血流储备分数)。这可以在显示设备(其可以是监视器、打印输出或任何其它适合的显示设备)上以数字、图形或任何其它有用的形式进行显示，以为医生提供对一个或多个动脉狭窄治疗的效果的清楚且可靠的预测。备选地，处理器还可以被配置为处理第一动脉压降和一个或多个第二动脉压降(和/或一个或多个第二血流储备分数)以用于进一步计算。
[0043]图5示出了根据本发明的用于规划动脉狭窄治疗的方法的实施例的示意性表示。在步骤101中，接收动脉的包括狭窄的至少部分的第一体积数据集，并且在步骤10