规划对心脏植入体的植入制造技术

本发明专利技术涉及一种用于规划对心脏植入体(42)的植入的医学成像系统(10)，包括：接收单元(12)，其用于接收示出了在心动周期期间心脏(32)的不同状态的多幅三维(3D)心脏图像(14、14’)；分割单元(22)，其用于在多幅3D心脏图像(14、14’)内分割目标植入区域(38)和能够干扰心脏植入体(42)的局部相邻区域(40)；仿真单元(24)，其用于在多幅3D心脏图像(14、14’)中的至少两幅中对心脏植入体(42)在目标植入区域(40)内的植入进行仿真；冲突评估单元(26)，其用于评估在多幅3D心脏图像(14、14’)中的至少两幅中仿真的心脏植入体(42)与分割出的局部相邻区域(40)的交叠(46)；以及反馈单元(28)，其用于向用户提供关于所评估的交叠(46)的反馈信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于规划对心脏植入体的植入的医学成像系统。另外，本专利技术涉 及一种用于规划对心脏植入体的植入的对应的方法。本专利技术还涉及一种包括程序代码单元 的计算机程序，所述程序代码单元用于令计算机执行所述方法的步骤。本专利技术的示范性技 术应用是对用于处置主动脉狭窄的经导管主动脉瓣膜植入（TAVI)的规划。
技术介绍
瓣形心脏病是心脏衰竭和早产儿心脏死亡的最主要原因之一。主动脉瓣膜狭窄是 非常常见的瓣形疾病。通常通过经由开放心脏手术植入人造主动脉瓣膜来处置这种疾病。 然而，这是一种有创性高且昂贵的处置。此外，其被认为对于许多患者风险太高或是禁忌 的。 在过去十年中，已经发展出提供新的处置选项的用于微创主动脉瓣膜植入的技 术。针对不能经受用于主动脉瓣膜更换的开放心脏手术的高风险患者的备选方法是经导管 的主动脉瓣膜植入（TAVI)。在这种技术中，人造瓣膜被安装在支架上，所述支架在X射线引 导下通过导管（经股动脉、经锁骨下动脉、或者前向经心尖）而被递送，并且接着展开到位。 尽管TAVI的有创性较小，但其长期结果不清楚。因此当前的讨论是，TAVI对于仅 具有对瓣膜更换的中等风险的患者是否也是有益的。因为他们的期望寿命长得多，所以必 须保证TAVI植入的长期益处。 如果TAVI植入体被放置得过低，即到左心室流出道中太远，则其可能损害二尖瓣 前小叶的运动。病例报告表明，植入体与二尖瓣小叶之间的接触导致二尖瓣心内膜炎和小 叶动脉瘤，例如见 Piazza, N.等人的 "Two cases of aneurysm of the anterior mitral valve leaflet associated with transcatheter aortic valve endocarditis:a mere coincidence ?"（Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery，140 (3)，(2010) e36_e38)〇 首先，植入体与小叶之间的重复摩檫可能损坏小叶表面。其次，植入体可能充当帮 助主动脉瓣膜心内膜炎传播到二尖瓣的心内膜炎桥。特别地，植入体存在地越长，由重复摩 擦引起的缓慢的组织退化可能变得越相关。 因此，在开始实际操作之前对如TAVI的医学流程的准备和规划是最重要的。处置 规划应当特别确保避免以上解释的植入体与心脏的任何解剖结构之间的摩擦。这样的医学 成像流程对于在外科手术期间（实时）引导植入也是重要的，这是因为当使用X射线成像 时主动脉瓣膜解剖结构不是清楚可见的。 Wkllter 等人的 "Patient specific models for planning and guidance of minimally invasive aortic valve implantation"（MICCAI 2010,部分 I，LNCS 6361， 526-533 页，2010 年，Springer-Verlag Berlin Heidelnerg 2010)提出一种用来从 CT 图 像提取主动脉瓣膜解剖结构的方法。其中所提出的方法允许通过采用基于模型的分割来检 测解剖标记。这允许接收相当准确的模型，特别是主动脉瓣膜和冠状动脉开口的模型。所 述方法也在由申请人提交的在先专利申请WO 2011/132131 Al中进行了描述。 Capelli，C.等人的 "Finite Element Strategies to Satisfy Clinical and Engineering Requirements in the Field of Percutaneous Valves'， （Annals of Biomedical Engineering，卷 40,12 号，2012 年 12 月，2663-2673 页）公开的研究示出射 束元件（beam elements)是对于用于瓣膜植入的经皮设备的有限元建模的实际且可靠 的的临床应用的方便的选择。在Capelli, C.等人的"Patient-specific simulations of transcatheter aortic valve stent implantation" （Medical&Biological Engineering&Computing，Springer，柏林，卷 50, 2 号，183-192 页）中公开了类似的方面。 US 2011/153286 Al公开了一种用于虚拟经皮瓣膜植入的方法和系统。心脏瓣膜 的患者特异解剖模型是基于3D心脏医学图像数据而被估计的，表示瓣膜植入体的植入体 模型被虚拟地部署到心脏瓣膜的患者特异解剖模型中。保持植入体模型的库，其中，每个植 入体模型对对应的瓣膜植入体的几何属性进行建模。被保持在库中的植入体模型被虚拟地 部署到心脏瓣膜的患者特异解剖模型中，以选择植入体类型和尺寸以及用于经皮瓣膜植入 的部署位置和取向。 然而，仍然需要对这样的医学规划系统的进一步改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种以上提及的种类的、用于规划对心脏植入体的植入的经 改进的医学成像系统。本专利技术的另外的目的是提供一种对应的方法和用于实施这样的方法 的计算机程序。 在本专利技术的第一方面中，提出了一种用于规划对心脏植入体的植入的医学成像系 统，所述医学成像系统包括： -接收单元，其用于接收示出了在心动周期期间心脏的不同状态的多幅三维（3D) 心脏图像； -分割单元，其用于在所述多幅3D心脏图像内分割目标植入区域和能够干扰所述 心脏植入体的局部相邻区域，其中，所述目标植入区域是左心室流出道的一部分，并且所述 局部相邻区域是二尖瓣的一部分； -仿真单元，其用于在所述多幅3D心脏图像中的至少两幅中对所述心脏植入体 在所述目标植入区域内的所述植入进行仿真； -冲突评估单元，其用于评估在所述多幅3D心脏图像中的至少两幅中仿真的心脏 植入体与分割出的局部相邻区域的交叠；以及 -反馈单元，其用于向用户提供关于所评估的交叠的反馈信息。 在本专利技术的第二方面中，提出了一种用于规划对心脏植入体的植入的医学成像系 统，所述医学成像系统包括： -接收单元，其用于接收示出了在心动周期期间心脏的不同状态的多幅三维（3D) 心脏图像； -分割单元，其用于在所述多幅3D心脏图像内分割目标植入区域和能够干扰所 述心脏植入体的局部相邻区域，其中，所述目标植入区域是右心室流出道的一部分，并且所 述局部相邻区域是三尖瓣的一部分； -仿真单元，其用于在所述多幅3D心脏图像中的至少两幅中对所述心脏植入体在 所述目标植入区域内的所述植入进行仿真； -冲突评估单元，其用于评估在所述多幅3D心脏图像中的至少两幅中仿真的心脏 植入体与分割出的局部相邻区域的交叠；以及 -反馈单元，其用于向用户提供关于所评估的交叠的反馈信息。 在本专利技术的第三方面中，提出了一种用于规划对心脏植入体的植入的方法，所述 方法包括以下步骤： -接收示出了在心动周期期间心脏的不同状态的多幅三维（3D)心脏图像； -在所述多幅3D心脏图像内分割目标植入区域和能够干扰所述心脏植入体的局 部相邻区域，其中，所述目标植入区域是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于规划对心脏植入体(42)的植入的医学成像系统(10)，包括：‑接收单元(12)，其用于接收示出了在心动周期期间心脏(32)的不同状态的多幅三维(3D)心脏图像(14、14’)；‑分割单元(22)，其用于在所述多幅3D心脏图像(14、14’)内分割目标植入区域(38)和能够干扰所述心脏植入体(42)的局部相邻区域(40)，其中，所述目标植入区域(38)是左心室流出道(LVOT)(36)的一部分，并且所述局部相邻区域(40)是二尖瓣(MV)(34)的一部分；‑仿真单元(24)，其用于在所述多幅3D心脏图像(14、14’)中的至少两幅中对所述心脏植入体(42)在所述目标植入区域(40)内的所述植入进行仿真；‑冲突评估单元(26)，其用于评估在所述多幅3D心脏图像(14、14’)中的至少两幅中仿真的心脏植入体(42)与分割出的局部相邻区域(40)的交叠(46)；‑反馈单元(28)，其用于向用户提供关于所评估的交叠(46)的反馈信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·M·韦伯，T·H·施特勒，I·韦希特尔施特勒，J·彼得斯，J·威斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL