流体流量测量系统和方法技术方案

本公开提供了用于对患者的脉管系统中的流体流量进行测量的系统和方法。一些系统可以包括注射系统，注射系统被配置为将一团流体注入患者的血管中。一些系统可以包括测量引擎，测量引擎被配置为使用由血管内测量装置生成的测量数据来监视血管中的流体团。测量引擎可以根据测量数据来确定流体团的流动距离以及流体团穿过流动距离的经历时间。血管的流体流速(例如，速度、容积流量)可以使用流动距离和经历时间来计算。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求于2012年5月25日递交的临时申请U.S.Ser.No.61/651,972以及于2012年5月25日递交的临时申请U.S.Ser.No.61/651,930的优先权，其公开内容通过引用全部包含在本申请中。
技术介绍
诊断值用于了解患者的脉管系统内的流体流量，因为流体流量可能有助于识别和定位患者血管中的阻塞。热稀释法是可用于对通过患者血管的流体流量进行确定的一个方法并且通常使用气囊漂浮(Swan-Ganz)导管执行，Swan-Ganz导管也称为肺动脉导管，Swan-Ganz导管专门使用于心脏。热稀释法通过将加热或冷却的流体引入心脏并随后测量下游温度的变化来确定心脏的心输出量。心输出量根据测量的温度变化来确定。其它用于确定血管内的流体流量的方法包括多普勒(Doppler)技术，Doppler技术利用超声波和多普勒效应来确定血液通过血管的速度。然而，Doppler技术易受到患者的脉管系统中可能出现的回流或者其它湍流速度波动所导致的误差的影响。通过血管的流体流量还可以使用血流储备分数(fractional flow reserve，FFR)技术来估算。FFR技术通常通过测量穿过血管中的损伤的压力来估算流体流量。FFR技术不测量通过血管的流体流量，而是随着在充血(例如，药物导致的血管膨胀)期间执行的FFR测量对流速进行近似/估算。血管内超声(IVUS)包括一个或多个超声波换能器，超声波换能器根据接收的电信号发射超声波能量并且根据由各种血管内结构反射的超声波能量返回电信号。IVUS通常用于生成图像。在一些情况下，具有高分辨率显示器的控制台能够实时显示IVUS图像。以此方式，IVUS能够用于提供血管结构和内腔的活体内可视化，活体内可视化包括冠状动脉内腔、冠状动脉壁形态、以及位于冠状动脉壁的表面处或附近的装置(例如，支架)。IVUS成像可以用于将包括冠状动脉疾病在内的患病血管形象化。在一些情况下，超声波换能器能够在相对较高的频率(例如，10MHz-60MHz，在一些优选实施例中为40MHz-60MHz)下工作并且能够被携带到接近IVUS导管的远端。一些IVUS系统包括对IVUS导管进行机械旋转以用于360度可视化。随着更高频率的IVUS成像系统以及光学相干断层成像(OCT)系统的出现，当血液从血管内腔中排除时，血管图像的精确度明显提高。相应地，成像系统可以包括注射系统，注射系统配置为在对血管成像之前将清洗剂传送到血管中。
技术实现思路
本公开通常涉及可以用于使用成像技术对通过血管的流体流量进行测量的系统和方法。在某些示例中，采用血管内超声波(IVUS)、光学相干断层成像术(OCT)或者其它适合的成像技术的测量系统可以用于确定通过血管的流体流量。在一个示例中，测量系统的注射系统可以将一团清洗剂传送到患者的血管中，并且该团可以使用例如超声波换能器来观察。从超声波换能器中采集的数据可以用于确定血管内的团的流动距离和/或团流过该距离的经历时间。血管的流速则可以根据团流动的流动距离以及经历时间来确定。在一些示例中，流动距离可以从血管的横截面面积和团的体积已知或计算之处导出。本公开所公开的示例可以提供有利于现有的确定患者的脉管系统内的流动的系统和方法的一个或多个优点。例如，可以在大小足够容纳成像导管(例如，IVUS或OCT导管)的血管中测量流体流量。进一步地，相比于提供流体流量的近似值或预测值的系统和方法，一些示例实际上通过观测血管中的流速来测量流体流量。同样地，一些示例中的流体流量测量可以使用经济上可行的成像系统来完成，相比于测量和计算流体流量的非过程相关方法，这些成像系统提供的优点是在血管内成像操作过程中执行流体流量测量。而且，在成像操作过程中测量流体流量的能力减少了诊断时间，因为需要流体流量测量的潜在问题可以在不必制定其它过程或使用附加设备的情况下立即执行。相应地，患者和保健提供者可以享受到成本节约和时间节约。附图和以下描述给出了一种或多个示例的细节。其它特征、目的和优点将从说明书和附图以及权利要求中变得明显。附图说明图1为配置成执行血液动力学测量的示意性系统；图2为配置成执行血液动力学测量的示意性的血管内超声(IVUS)系统的框图；图3A为可在图2的IVUS系统中使用的示意性的导管组件的侧视截面图；图3B为示意性的导管组件的远侧段的侧视截面图；图4为示出了用于确定通过患者血管的流速的方法的流程图；图5A至图5C为患者血管内的导管组件的截面图；图6为测量引擎随时间生成的斑纹密度图；图7A示出了用于手动清除来自血管的血液以成像的技术；图7B示出了用于自动清除来自血管的血液以成像的技术。具体实施方式以下具体说明本质上为示例性的并且不以任何方式对本专利技术的范围、适用性或配置进行限定。更确切地说，以下说明提供了一些用于实施本专利技术的示例的实际说明。对于所选择的元件提供有构造、材料、尺寸以及制造工艺的示例，并且全部其它的元件使用本专利
中的技术人员已知的构造、材料、尺寸以及制造工艺。本领域技术人员意识到许多。图1为系统100的说明性示例，系统100可以配置为执行血液动力学测量(例如患者的脉管系统内的流体流量)。系统100可以包括导管组件102，导管组件102具有近端104和配置为插入到患者144的血管中的远端106。在一个示例中，导管组件102可以经由股骨动脉而插入患者144中并且引导至患者144内的关注区域。图1中的虚线代表患者144体内的导管组件102的部分。在一些示例中，导管组件102可以包括在远端106内具有测量模块的血管内测量装置108，血管内测量装置108被配置为对基于波的能量进行发射和接收并且生成测量数据——例如以对患者144体内的关注区域进行成像。例如，在系统100为血管内超声(IVUS)系统时，血管内测量装置108可以包括IVUS成像探针，IVUS成像探针包括配置为发射和接收超声波声能量并生成超声波数据的超声波换能器。在另一示例中，系统100可以是光学相干断层成像(OCT)系统，该系统中的血管内测量装置可以包括OCT成像探针，OCT成像探针包括配置为发射和接受光并生成OCT数据的测量模块。系统100可以包括平移机构119，平移机构119可包括患者接口模块(patient interface module，PIM)120和线性平移系统(linear translation system，LST)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：导管组件，所述导管组件包括具有测量模块的血管内测量装置，所述血管内测量装置被配置为发射和接收能量并且生成测量数据，所述导管组件被配置为将一定量的流体导入患者的血管中；测量引擎，所述测量引擎与所述血管内测量装置连通，所述测量引擎包括至少一个处理器，所述测量引擎被配置为：从所述血管内测量装置接收所述测量数据；确定与所述一定量的流体导入所述血管的预定部分相关联的起始时间；使用所述至少一个处理器根据所述测量数据确定终止时间；使用所述至少一个处理器根据所述起始时间和所述终止时间来计算经历时间；以及使用所述至少一个处理器根据所述经历时间以及在所述经历时间过程中所述一定量的流体的流动距离来计算通过所述血管的流速。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.25 US 61/651,930;2012.05.25 US 61/651,9721.一种系统，包括：
导管组件，所述导管组件包括具有测量模块的血管内测量装置，所述血管
内测量装置被配置为发射和接收能量并且生成测量数据，所述导管组件被配置
为将一定量的流体导入患者的血管中；
测量引擎，所述测量引擎与所述血管内测量装置连通，所述测量引擎包括
至少一个处理器，所述测量引擎被配置为：
从所述血管内测量装置接收所述测量数据；
确定与所述一定量的流体导入所述血管的预定部分相关联的起始时间；
使用所述至少一个处理器根据所述测量数据确定终止时间；
使用所述至少一个处理器根据所述起始时间和所述终止时间来计算经历
时间；以及
使用所述至少一个处理器根据所述经历时间以及在所述经历时间过程中
所述一定量的流体的流动距离来计算通过所述血管的流速。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述测量引擎进一步被配置为使用
所述至少一个处理器根据所述测量数据来确定所述血管的物理尺寸以及根据所
述血管的物理尺寸计算所述流速。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述物理尺寸包括所述血管的横截
面面积。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述测量引擎被配置为根据所述一
定量的流体的已知的体积以及所述血管的所述横截面面积来确定所述一定量的
流体在所述经历时间期间的所述流动距离。
5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述测量引擎被配置为通过将所述
一定量的流体在所述经历时间期间的所述流动距离除以所述经历时间得到的商
与所述血管的所述横截面面积相乘来计算所述流速。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述测量引擎被配置为通过将所述

\t一定量的流体在所述经历时间期间的所述流动距离除以所述经历时间来计算所
述流速。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述起始时间为所述一定量的流体
被导入所述血管的时间。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述血管内测量装置包括IVUS成
像探针。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述测量引擎进一步被配置为根据
所述测量数据生成斑纹密度，并且所述终止时间为所述斑纹密度越过预定斑纹
密度阈值的时间。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述终止时间为所述斑纹密度从
较高斑纹密度到较低斑纹密度越过所述预定斑纹密度阈值的时间。
11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述终止时间为所述斑纹密度从
较低斑纹密度到较高斑纹密度越过所述预定斑纹密度阈值的时间。
12.根据权利要求8所述的系统，其中，所述测量引擎进一步被配置为根
据所述测量数据生成斑纹密度，所述起始时间为所述斑纹密度从第一较高斑纹
密度到第一较低斑纹密度越过第一预定斑纹密度阈值的时间，并且所述终止时
间为所述斑纹密度从第二较低斑纹密度到第二较高斑纹密度越过预定斑纹密度
阈值的时间。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述血管内测量装置包括OCT成
像探针。
14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述测量引擎被配置为根据所述
一定量的流体被导入所述患者的所述血管的位置与所述测量模块所在位置之间
的距离来确定所述一定量的流体在所述经历时间期间的所述流动距离。
15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一定量的流体包括造影剂。
16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一定量的流体包括生理盐水。
17.根据权利要求1所述的系统，其中，所述血管内测量装置被配置为发
射和接收大于或等于40MHz的频率处的超声波能量。
18.根据权利要求1所述的系统，进一步包括配置为将所述一定量的流体
传送到所述患者的所述血管中的注射系统，其中，所述测量引擎被配置为响应
于由所述注射系统进行的所述一定量的流体的传送，自动地测量所述患者的所
述血管中的流体流量。
19.一种用于对患者的血管中的流体流量进行测量的方法，包括：
接收由具有测量模块的血管内测量装置所获得的测量数据；
将一定量的流体导入所述血管中；
确定与所述一定量的流体导入所述血管的预定部分相关联的起始时间；
根据所述测量数据确定终止时间；
根据所述起始时间和所述终止时间来计算经历时间；以及
根据所述经历时间以及所述一定量的流体在所述经历时间过程中的流动距
离来计算通过所述血管的流速。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括根据所述测量数据来确定所
述血管的物理尺寸，并且其中，计算所述流速进一步基于所述血管的所述物理
尺寸。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述物理尺寸包括所述血管的横
截面面积。
22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括，根据所述一定量的流体的
已知的体积以及所述血管的所述横截面面积来确定所述一定量的流体在所述经
历时间期间的所述流动距离。
23....

【专利技术属性】
技术研发人员：R·F·威尔森，E·R·米勒，S·D·尼斯特罗姆，K·R·沃特斯，
申请(专利权)人：阿西斯特医疗系统有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US