用于处理心脏数据的处理设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于处理生物体的心脏数据的处理设备、处理方法和计算机程序。本发明还涉及用于对生物体的心脏进行成像并且包括所述处理设备的成像系统。本发明也涉及用于对生物体的心脏进行成像的对应的成像方法和计算机程序。
【背景技术】
[0002]US2013/0132054A1公开了一种设备，包括:解剖模型生成单元，其用于根据患者的医学图像数据生成冠状动脉和心脏的患者特异性模型；以及功能模块生成单元，其用于基于所述患者特异性解剖模型来生成冠脉循环的多尺度功能模型。所述设备还包括模拟单元，其用于使用冠脉循环的多尺度功能模型来模拟至少一条冠状动脉的至少一个狭窄区域中的血流。所述模拟单元尤其适于计算血液动力学量，例如针对至少一个狭窄区域的血流储备分数(FFR)值。
[0003]所计算的血液动力学量可能是不可靠的，这继而导致基于不可靠的所计算的血液动力学量对至少一个狭窄区域的不可靠的评估。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供用于处理生物体的心脏数据的处理设备、处理方法和计算机程序，其允许对所计算的血液动力学量的可靠性进行评估。本发明的另一目的是:提供用于对生物体的心脏进行成像的成像系统，其包括所述处理设备;并且提供用于对生物体的心脏进行成像的对应的成像方法和对应的计算机程序。
[0005]在本发明的第一方面中，介绍了用于处理生物体的心脏数据的处理设备，其中，所述处理设备包括:
[0006]-FFR提供单元，其用于提供指示生物体的不同冠状动脉的FFR的FFR值的分布，
[0007]-心肌灌注提供单元，其用于提供指示生物体的心肌的不同部分的心肌灌注的心肌灌注值的分布，
[0008]-分配提供单元，其用于提供生物体的冠状动脉与心肌的部分之间的分配，其中，所述分配定义心肌的哪一部分被哪一条冠状动脉馈送，
[0009]-对应确定单元，其用于基于FFR值的分布、心肌灌注值的分布以及在冠状动脉与心肌的部分之间的分配来确定在FFR值与心肌灌注值之间对应的程度。
[0010]由于冠状动脉馈送心肌，如果针对例如一条或若干条冠状动脉提供的FFR值和针对心肌的部分提供的心肌值是可靠的，针对所述一条或若干条冠状动脉提供的FFR值应当对应于针对心肌的各自部分提供的心肌灌注值，所述心肌的部分被所述一条或若干条冠状动脉馈送。例如，如果针对所述一条或若干条冠状动脉提供的FFR值和针对心肌的部分提供的心肌灌注值(所述心肌的部分被所述一条或若干条冠状动脉馈送)两者都是相对大的或者两者都是相对低的，即，如果它们具有相对大的对应程度，则能够假设FFR值和心肌灌注值具有相对大的可靠性。如果对应的程度相对低，即，例如，如果这些值中的一个值是相对大的而这些值中的另一值是相对小的，则能够假设这些值中的至少一个的可靠性是相对小的。
[0011]具体而言，如果心肌灌注值已知是可靠的，则在所述FFR值与心肌灌注值之间的所确定的对应的程度指示FFR值的可靠性的程度。如果FFR值已知是可靠的，则在所述FFR值与心肌灌注值之间的所确定的对应的程度指示心肌灌注值的可靠性的程度。
[0012]优选地，FFR提供单元适于基于所提供的冠状动脉树的三维几何结构来确定FFR值的分布。优选地，三维计算机断层摄影血管造影(CTA)图像被用于提供冠状动脉树的三维几何结构。FFR提供单元优选适于基于冠状动脉树的三维几何结构来模拟冠状动脉中的血液的流动，以确定FFR值。
[0013]进一步优选地，所述处理设备包括:心脏模型提供单元，其用于提供心脏模型，其中，所述心脏模型至少对由不同冠状动脉馈送的心肌的不同部分进行建模，其中，所述分配提供单元适于将所述心脏模型配准到所提供的冠状动脉树的三维几何结构，以确定在冠状动脉与心肌的部分之间的分配。具体而言，所述心脏模型提供单元可以被配置成:将标准心脏模型适配到生物体的心脏的图像，以便提供个体化的心脏模型，其能够被用于确定在冠状动脉与心肌的部分之间的分配。所述标准心脏模型可以是由美国心脏协会定义的心脏模型。
[0014]心肌灌注提供单元优选适于提供从谱CT测量结果获得的三维碘图或者从动态心肌灌注CT测量结果获得的曲线下面积(area-under-curve)图作为心肌灌注值的分布。这些心肌灌注值通常是非常可靠的，使得所确定的对应的程度能够被用于指示FFR值的可靠性的程度。
[0015]对应确定单元能够适于基于预定义的对应准则来确定在FFR值与心肌灌注值之间的对应程度，其中，所述对应准则基于所述FFR值与所述心肌灌注值来定义在针对一条或若干条冠状动脉提供的FFR值与由所述一条或若干条冠状动脉馈送的心肌的部分的心肌灌注值之间对应程度。具体而言，FFR值的分布可以定义被分配到心肌的相同部分的一条或若干条冠状动脉的FFR值，并且心肌灌注值的分布可以定义针对心肌的部分的心肌灌注值，其中，对应确定单元能够适于通过将FFR值与第一阈值进行比较并且将心肌灌注值与第二阈值进行比较来确定在FFR值与心肌灌注值之间的对应的程度，其中，所述对应准则能够定义:i)如果a)FFR值小于第一阈值并且心肌灌注值小于第二阈值，或者如果b)FFR值大于第一阈值并且心肌灌注值大于第二阈值，则确定较大的对应程度;并且ii)如果a)FFR值大于第一阈值并且心肌灌注值小于第二阈值，或者如果b)FFR值小于第一阈值并且心肌灌注值大于第二阈值，则确定较小的对应程度。第一阈值可以取决于FFR值的分布和/或第二阈值可以取决于心肌灌注值的分布。具体而言，第一阈值可以取决于FFR值的分布的平均和/或第二阈值可以取决于心肌灌注值的分布的平均。然而，第一阈值和/或第二阈值也可以是预先确定的。
[0016]FFR值的分布能够直接定义针对每条冠状动脉的各自FFR值，其中，针对分配到心肌的相同部分的一条或若干条冠状动脉的FFR值能够通过被分配到各自的一条或若干条冠状动脉的FFR值来定义。具体而言，如果由若干条冠状动脉馈送心肌的各自部分，针对这些冠状动脉定义的FFR值能够被组合，例如求平均，以确定针对这些冠状动脉的单个FFR值。然而，FFR值的分布也能够针对每条冠状动脉定义FFR值，其中，在这种情况下，所述分布提供沿各自冠状动脉的长度分布的FFR值，并且其中，沿各自冠状动脉的长度分布的这些FFR值定义各自冠状动脉的单个FFR值，其可以通过组合沿各自冠状动脉的长度分布的FFR值来确定，具体而言，通过使FFR值相乘来确定。
[0017]心肌灌注值的分布能够直接定义针对心肌的每个部分的各自的心肌灌注值。然而，心肌灌注值的分布也能够直接定义针对心肌的每个部分的心肌灌注值，其中，在这种情况下，所述分布可以提供在心肌的各自部分之内分布的心肌灌注值，并且其中，在心肌的各自部分之内分布的这些心肌灌注值定义心肌的各自部分的单个心肌灌注值，其可以通过组合在心肌的各自部分之内分布的心肌灌注值来确定，具体而言，通过对所述心肌灌注值求平均来确定。
[0018]所述处理设备优选包括显示器，所述显示器用于显示冠状动脉和/或心肌的部分，并且用于显示分别指示在冠状动脉的各自位置处和/或在心肌的部分的各自位置处的所确定的对应程度的指示。具体而言，所述处理设备可以适于使得:i)在显示器上在冠状动脉的位置处和/或在心肌的部分的位置处示出第一种指示，在所述位置处，各自的所确定的对应程度小于对应阈值;和/或ii)在显示器上在冠状动脉的位置处和/或在心肌的部分的位置处示出第二种指示，在所述位置处，各自的所确定的对应程度大于对应阈值。例如，能够在显示器上圈注区域，针对所述区域已经确定了对应程度，所述对应程度小于对应阈值，以便向用户指示包括不可靠值的区域。所述对应阈值能够基于例如校准流程被预先确定，在所述校准流程中，提供FFR值和/或心肌灌注值，其已知是可靠的或不可靠的，并且其中，所述对应阈值被选取为使得在冠状动脉的位置处和/或在心肌的部分的位置处示出第二种指示，在所述位置处所述值是可靠的；并且在冠状动脉的位置处和/或在心肌的部分的位置处示出第一种指示，在所述位置处所述值是不可靠的。这允许用户容易地获取在哪些位置所述值是可靠的以及在哪些位置所述值是不可靠的。
[0019]在实施例中，FFR提供单元适于基于由第一成像模态生成的生物体的心脏的第一图像来确定FFR值的分布，并且心肌灌注提供单元适于基于由不同于所述第一成像模态的第二成像模态生成的所述生物体的心脏的第二图像来确定心肌灌注值的分布。由此，所述处理设备也能够适于确定在FFR值与心肌灌注值之间的对应，其能够基于由不同的成像模态生成的图像来确定。然而，在另一实施例中，FFR值和心肌灌注值可能已经基于由相同的成像模态生成的图像被确定。
[0020]在本发明的另一方面中，介绍了用于对生物体的心脏进行成像的成像系统，其中，所述成像系统包括:
[0021]-图像生成装置，其用于生成指示生物体的不同冠状动脉的FFR的心脏的第一图像，并且用于生成指示所述生物体的心肌的不同部分的心肌灌注的心脏的第二图像，
[0022]-如权利要求1中所述的处理设备，其中，所述FFR提供单元适于基于所述第一图像来确定FFR值的分布，并且其中，所述心肌灌注提供单元适于基于所述第二图像来确定心肌灌注值的分布，
[0023]-显示器，其用于显示冠状动脉和/或心肌的部分，并且用于显示指示分别在冠状动脉的各自位置处和/或在心肌的部分的各自位置处的所确定的对应程度的指示。
[0024]心脏的所述第一图像能够是心脏的任意图像，其允许确定生物体的不同冠状动脉的FFR。具体而言，第一图像能够是任意解剖学图像，其示出了冠状动脉的几何结构，和/或根据所述图像，能够导出冠状动脉的几何结构，其中，FFR提供单元能够适于基于冠状动脉的几何