用于根据伯努利原理的冠脉流量估计的测量指南制造技术

提供了一种用于评估冠状脉管系统中的血流动力学属性的装置以及对应的方法，其中，使用感兴趣血管的诊断数据来识别第一和第二测量位置，在所述位置处可以获得针对第一血流动力学属性的第一和第二值，由此这些第一和第二值适合于导出指示不能够或不应当直接测量的第二血液动力学属性的至少一个诊断参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于根据伯努利原理的冠脉流量估计的测量指南
本专利技术涉及一种用于评估冠状脉管系统中的血液动力学属性的装置、一种对应的方法以及一种相应的计算机程序。具体地，本专利技术涉及用于通过从脉管系统的诊断数据导出用于血管内测量的最佳测量位置来执行对血液动力学参数的测量的经改进的测量指导。
技术介绍
冠状动脉中的功能性狭窄的严重度通常可以借助于血管内压力测量来评估。在这方面，可以特别地通过考虑狭窄的远端的压力(Pd)与主动脉中的压力(Pa)的比率来执行评估。因此，可以使用诸如血流储备分数(FFR)或瞬时无波比(iFR)的指标来考虑该比率，这两者都是根据所述压力比率来确定的。FFR测量使用整个心脏周期压力曲线，并且必须在充血状态下执行，充血状态通常是由血管舒张药剂的使用引起的。相反，iFR测量是在心脏周期的特定时段(亦即舒张期)(其也被称为无波时段)期间在静息时执行的。尽管基于压力的指标允许对冠状动脉病变的充分理解，但是对血液的流动属性的额外测量可能提供额外的见解，使得能够更透彻地理解对冠状脉管系统的诊断，并且因此，使得能够改善对其中存在的冠状动脉病变的处置规划。对此，对通过脉管系统中的感兴趣血管的流速和/或体积流率的测量可以特别适合于改善对冠脉病变的理解。用于正确评估冠状动脉中的病变的另一重要指标是所谓的冠脉血流储备(CFR)，其定义了超过正常静息体积的通过脉管系统的血流的最大增加量。可以通过对充血流量与静息流量之间的比率的测量来获得CFR。尽管有这些益处，但是由于增加的复杂性以及缺乏能用于测量与流量相关的参数的任何测量技术的鲁棒性，因此为了评估另外的血液动力学属性的常规流量测量尚未进入临床实践。EP2633815A1公开了用于评估针对感兴趣器官的血液动力学特性的方案。在一个实现方式中，流体动力学模型可以被提供有从解剖学成像模态导出的数据和通过超声导出的血流信息以导出期望的血液动力学特性。在一种这样的实现方式中，估计了血流储备分数。WO2017/021201A1公开了一种辅助设备、辅助系统和辅助方法，其用于辅助从业者对对象进行介入性血流动力学(例如，血流储备分数(FFR))测量。FFR压力测量与对冠状血管几何结构的基于血管造影的评估相组合。可以采用先进的计算流体动力学模型来基于介入压力值并且基于在介入之前生成的血管模型来添加流量和心肌阻力数据。如果在介入之前能获得这些数据，则能够预先计算出用于压力测量的最佳位置的场所，并且通过血管树例如在X射线投影上的覆盖，能够在介入期间为介入心脏病专家给出建议。
技术实现思路
可以根据伯努利原理从压力测量中近似得出这些属性，而不是直接测量诸如流速和体积流率的流动属性。然而，为了获得足够准确的近似，必须在脉管系统中的感兴趣血管内部的合适的测量位置处执行压力测量。因此，本专利技术的目的是提供一种经改进的装置，其允许评估患者的脉管系统中的感兴趣血管内部的血液动力学属性，诸如流动属性。本专利技术的另外的目的是提供一种经改进的方法，其用于从诸如压力测量的其他血液动力学属性的测量中导出指示诸如流动属性的血液动力学属性的诊断参数。甚至更具体地，本专利技术的目的是提供一种用于基于脉管系统的诊断数据来对冠状生理学进行评估和建模的装置，利用所述装置可以以高的准确度来确定诸如CFR的诊断参数。因此，提供了一种用于评估冠状脉管系统的装置，所述装置包括：输入单元，其用于接收脉管系统中的感兴趣血管的诊断数据；以及识别单元，其用于使用所述诊断数据来识别第一血管内测量位置和第二血管内测量位置，其中，第一血液动力学属性的第一血液动力学值是在所述第一血管内测量位置处导出，第一血液动力学属性的第二血液动力学值是在所述第二血管内测量位置处导出的。所述装置还包括：计算单元，其用于基于所述第一血液动力学值和所述第二血液动力学值来计算表示感兴趣血管中的第二血液动力学属性的至少一个诊断参数。由此，术语“感兴趣血管”可以具体指代患者的冠状脉管系统中的血管或血管树。甚至更具体地，术语“感兴趣血管”可以指代患者的脉管系统中的感兴趣血管的一个或多个血管段。同样地，应当理解，术语“(第一或第二)血液动力学属性”通常可以指代表示患者的脉管系统内部的血液动力学的任何属性。此外，术语“血液动力学值”可以指代脉管系统的血液动力学属性的测量值，由此通过在沿着感兴趣血管的纵轴的特定血管内位置处的测量来获取血液动力学值。在一些实施例中，所述血液动力学属性可以涉及诸如血管壁摩擦、血管壁弹性、血管阻抗、血液粘度、血压、流速、体积流率、通过血管分叉的体积流出率等的属性。在该上下文中，第一和第二血液动力学值可以具体地针对第一血液动力学属性来导出，诸如感兴趣血管内部的压力，并且随后被用于计算表示第二血液动力学属性的诊断参数，诸如体积流率。因此，第一血液动力学属性可以被用于导出不同于所述第一血液动力学属性的第二血液动力学属性。术语“诊断数据”可以指代表示包括感兴趣血管的脉管系统的任何种类的测量数据。更具体地，诊断数据可以包括通过诸如X射线扫描、计算机断层摄影(CT)、X射线血管造影、正电子发射断层摄影(PET)、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)、超声成像等的成像模态获取的诊断图像数据。所述诊断图像数据由此可以包括单幅二维或三维诊断图像或者在特定时间跨度上收集到的诊断图像的时间序列。所述诊断图像数据可以涉及使用磁共振成像(MRI)、CT和/或PET获得的灌注数据。所述诊断数据还可以包括通过已经原位(即，从感兴趣血管的内部)执行的血管内测量获取的测量数据。对此，所述诊断数据可以包括已经使用血管内成像模态(诸如血管内超声(IVUS)和/或光学相干断层摄影(OCT))获取、已经通过被附接至被引入到感兴趣血管中的导管的测量设备获得的血管内图像数据。所述血管内图像数据可以包括随着时间针对相同的血管内测量位置收集的单幅血管内图像或血管内图像的时间序列。另外地或备选地，还可以通过穿过血管缓慢地拉回导管并且通过在多个血管内测量位置处获得多个血管内图像来收集血管内图像数据。所述诊断数据还可以包括在血管内测量期间获取的血管内测量数据。该血管内测量数据可以具体指代拉回数据。术语“拉回数据”通常涉及在沿着感兴趣血管的纵轴的多个血管内位置处确定出的多个血液动力学值。拉回数据是针对特定的拉回长度来获得，其被定义为在多个血液动力学值的确定的开始位置与该确定的结束位置之间的距离。所述拉回数据可以例如被用于确定沿着感兴趣血管的压力梯度，即，可以被用于确定针对多个血管内位置的多个压力值，通常在远端位置开始并且在近端位置结束。在该上下文中，术语“近端”和“远端”应当在其常规含义内理解，即，分别定义为与身体的主要部分接近的位置和远离的位置。就冠状血管而言，当沿着冠状血管的纵轴观察时，近端位置是更靠近心脏的位置，而远端位置涉及与近端位置相比更远离心脏的位置。术语“测量位置”通常可以指代可以测量第一血液动力学属性的血液动力学值的血管内位置。应当理解，所述第一血液动力学属性的该测量可以作为诊断数据获取的部分来执行，例如，在诊断数据包括(压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于评估冠状脉管系统的装置，包括：/n输入单元，其用于接收所述脉管系统中的感兴趣血管的诊断数据；/n识别单元，其用于使用所述诊断数据来识别：/n第一血管内测量位置，其中，第一血液动力学属性的第一血液动力学值是在所述第一血管内测量位置处导出的，以及/n第二血管内测量位置，其中，所述第一血液动力学属性的第二血液动力学值是在所述第二血管内测量位置处导出的；以及/n计算单元，其用于基于所述第一血液动力学值和所述第二血液动力学值来计算表示所述感兴趣血管中的第二血液动力学属性的至少一个诊断参数。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171123 EP 17203207.01.一种用于评估冠状脉管系统的装置，包括：
输入单元，其用于接收所述脉管系统中的感兴趣血管的诊断数据；
识别单元，其用于使用所述诊断数据来识别：
第一血管内测量位置，其中，第一血液动力学属性的第一血液动力学值是在所述第一血管内测量位置处导出的，以及
第二血管内测量位置，其中，所述第一血液动力学属性的第二血液动力学值是在所述第二血管内测量位置处导出的；以及
计算单元，其用于基于所述第一血液动力学值和所述第二血液动力学值来计算表示所述感兴趣血管中的第二血液动力学属性的至少一个诊断参数。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述第一血液动力学属性包括所述感兴趣血管中的压力。


3.根据权利要求1所述的装置，其中，
对所述第一血管内测量位置和所述第二血管内测量位置的所述识别包括：预测在至少一个候选位置处在所述感兴趣血管中的所述第二血液动力学属性的局部变化；
将所述至少一个候选位置识别为所述第一血管内测量位置；并且
将除了所述至少一个候选位置之外的血管内位置识别为所述第二血管内测量位置。


4.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述诊断数据包括所述感兴趣血管的至少一幅诊断图像；并且
对所述第一血管内测量位置和所述第二血管内测量位置的所述识别包括：
将所述感兴趣血管分割成多个段；
针对所述段中的每个段，在沿着所述感兴趣血管的纵轴的多个血管内位置处导出针对所述感兴趣血管的多个几何参数值；
从所述多个血管内位置处的所述多个几何参数值中识别至少一个几何参数值，所述至少一个几何参数值指示所述感兴趣血管在来自所述多个血管内位置中的至少一个候选位置处的狭窄；其中，
所述狭窄的所述至少一个候选位置被识别为所述第一血管内测量位置，并且除了所述至少一个候选位置之外的另外的血管内位置被识别为所述第二血管内测量位置。


5.根据权利要求4所述的装置，还包括：
建模单元，其用于基于所述至少一幅诊断图像来生成所述感兴趣血管的生理模型，所述生理模型包括流体动力学模型；其中，
对表示所述第二血液动力学属性的所述至少一个诊断参数的所述计算是基于所述流体动力学模型来执行的。


6.根据权利要求4所述的装置，其中，
对所述第一血管内测量位置和所述第二血管内测量位置的所述识别还包括：
基于所述诊断图像来确定所述感兴趣血管中的分叉的位置；并且
当确定所述分叉位于沿着所述感兴趣血管的所述纵轴的接近所述另外的血管内位置的位置处时，排除所述另外的血管内位置。


7.根据权利要求4所述的装置，其中，
对所述第一血管内测量位置和所述第二血管内测量位置的所述识别还包括：
基于所述诊断图像来确定所述感兴趣血管...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·哈泽，M·格拉斯，A·范德霍斯特，
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