使用图像数据进行流量测量制造技术

公开了用于评估所关注的解剖区域处的流量的实施例。一个实施例使用已知频率下的脉冲式造影剂注射以及相应的图像数据来得出所关注区域处的血流速度的测量值。另一个实施例基于图像数据中特定标记的存在，使用已知造影剂注射流速中的递增变化来相对于这些已知造影剂注射流速中的一个造影剂注射流速匹配血液流速。例如，所述标记可以是造影剂从冠状动脉流出回到主动脉中或稳态像素密度的开始。另外的实施例使用与心搏周期同步的造影剂注射。例如，造影剂注射可以与舒张阶段和/或收缩阶段同步，并因此被用于测量血流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用图像数据进行流量测量相关申请的交叉引用本申请要求于2018年5月23日提交的美国临时申请第62/675,348号的权益，所述美国临时申请的内容通过引用并入本文。
本公开总体上涉及医疗
，并且更具体地说，涉及用于评估所关注的解剖区域处的流量的装置、系统和方法，包含使用图像数据确定血管中的血流测量值。
技术介绍
为了更好地理解患者的解剖区域处的特定病症的严重程度，可以收集生理数据并将其用于指导治疗决策。这种情况的一个实例是血管的收缩或变窄，通常被称为狭窄。通过测量狭窄程度，可以确定适当的治疗方案。一种用于评估狭窄阻塞通过血管的流动的程度的技术被称为血流储备分数测量(FFR)。为了计算给定狭窄的FFR，需要获取两个血压读数-一个位于狭窄的远端，另一个位于狭窄的近端或主动脉侧。FFR被定义为在狭窄远端获取的狭窄动脉中的最大动脉血流量与正常最大血流之比，通常根据远端压力与近端压力的所测量的压力梯度来计算。狭窄处的压力梯度是狭窄严重程度的指标。狭窄的限制越严格，压降就越大，并且所得的FFR就越低。FFR测量可能是有用的诊断工具。例如，当给定狭窄的FFR低于临床阈值(例如，0.8)时，医生可能决定执行介入程序(例如，血管成形术或支架置入)，而当FFR高于临床阈值时，则可能决定放弃针对给定狭窄的这种治疗。因此，FFR测量可以成为指导治疗的决策点。传统上，FFR测量是使用侵入性压力测量装置进行的。然而，为避免使用侵入式测量装置，可以使用血管造影图像得出FFR估计值。为此，从两个或更多个血管造影图像创建血管的三维透视图，并使用这些图像估计血流。通常，已经通过对图像帧的数量进行计数来估计血流速度，所述图像帧的数量对应于造影剂的前沿穿过冠状动脉的已知时间。然后将冠状动脉的长度除以所述时间，从而估计血流速度。将血流速度和血管透视图用作流体模型中的输入，以输出估计的压降。
技术实现思路
尽管血管造影衍生的FFR测量可以消除对侵入性测量装置的使用，但是以前的血管造影衍生的FFR测量技术的准确性具有某些固有和可变的偏差。例如，以前的血管造影衍生的FFR测量方法利用高压、大体积造影剂注射(其产生强制流动)，从而人为地增加流量，并因此使流量估计值出现偏差。另外，在整个心搏周期中血流可以变化，从而使得根据相对于心搏周期的注射正时，流量估计值可能会在诊断上产生重大差异。与这些以前的血管造影衍生的FFR测量相关的准确性问题可能往往会超过其微创性优势。这些准确性问题阻碍了以前的血管造影衍生的FFR测量的值。本文描述了用于测量所关注的解剖区域处的流量的示例性实施例。本文描述的各个实施例可以提供源自图像数据的可靠、准确和微创的流量测量值。具体地说，本文公开的各个实施例可以通过减少或消除不利地影响以前的血管造影衍生的FFR技术的固有和可变的偏差来提高微创的血管造影衍生的FFR测量的准确性。例如，本文公开的某些实施例可以减少或消除所关注区域内的强制流动对人为增加流量和/或由心搏周期的不同阶段引起的可变性的影响。一些实施例可以利用脉冲式、定时的和已知的造影剂注射来改善用于估计流速的帧计数技术的一致性和准确性。另外，某些另外的实施例可以使注射正时与心搏周期的特定阶段同步，从而使得用于估计流量的数据更好地近似所关注区域处的天然血流(例如，当没有进行注射时的血流)。一个示例性实施例包含一种用于确定血管中的血流速度的方法。所述方法实施例包含以已知的频率将脉冲式造影团注注射到所述血管中的步骤：在第一时间内将第一次团注的造影剂注射到所述血管中；在所述第一时间之后的第二时间内终止造影剂的注射；以及在所述第二时间之后的第三时间内将第二次团注的造影剂注射到所述血管中。所述方法实施例进一步包含以下步骤：分析表示所述血管的第一区域的图像数据，以确定所述血管中的所述第一次团注的造影剂与所述第二次团注的造影剂之间的距离。并且，所述方法实施例可以包含以下步骤：通过将所述第一次团注的造影剂与所述第二次团注的造影剂之间的确定距离乘以所述已知频率来计算所述血管的所述第一区域的所述血流速度。另一个示例性实施例包含一种非暂态计算机可读存储制品，其上存储有计算机可执行指令，以使至少一个可编程处理器分析表示血管的第一区域的图像数据，以确定所述血管中的所述第一次团注的造影剂与所述第二次团注的造影剂之间的距离。所述制品实施例还具有存储在其上的计算机可执行指令，以使至少一个可编程处理器通过将所述第一次团注的造影剂与所述第二次团注的造影剂之间的确定距离乘以已知频率来计算所述血管的所述第一区域的血流速度，包含至少所述第一次团注的造影剂和所述第二次团注的造影剂的脉冲式造影团注在第一时间内以所述已知频率被注射到所述血管中。另外的示例性实施例包含一种用于确定血管中的血液流速的方法。所述方法实施例包含以下步骤：以第一造影注射流速将造影剂注射到所述血管中。所述方法实施例进一步包含以下步骤：分析在第一采集时间处采集的表示第一所关注区域的第一图像数据，以确定所述第一造影注射流速是否已经导致所述第一图像数据中存在预定状况。所述方法实施例还包含以下步骤：以大于所述第一造影注射流速的第二造影注射流速将造影剂注射到所述血管中。此外，所述方法实施例包含以下步骤：分析在第二采集时间处采集的表示所述第一所关注区域的第二图像数据，以确定所述第二造影注射流速是否已经导致所述第二图像数据中存在所述预定状况。并且，一旦确定所述第二图像数据中存在所述预定状况，则所述方法实施例包含以下步骤：使用所述第二造影注射流速来确定所述血管中的所述血液流速。另外的示例性实施例包含一种非暂态计算机可读存储制品，其上存储有计算机可执行指令，以使至少一个可编程处理器分析在第一采集时间处采集的表示第一所关注区域的第一图像数据，以确定将造影剂注射到血管中的第一造影注射流速是否已经导致所述第一图像数据中存在预定状况。所述制品实施例还具有存储在其上的计算机可执行指令，以使至少一个可编程处理器分析在第二采集时间处采集的表示所述第一所关注区域的第二图像数据，以确定将造影剂注射到所述血管中且大于所述第一造影注射流速的第二造影注射流速是否已经导致所述第二图像数据中存在所述预定状况。并且，所述制品实施例还具有存储在其上的计算机可执行指令，以使至少一个可编程处理器一旦确定所述第二图像数据中存在所述预定状况，则使用所述第二造影注射流速来确定所述血管中的血液流速。另一个示例性实施例包含一种用于确定血管中的血流测量值的方法。所述方法实施例包含以下实施例：在心搏周期的收缩阶段或舒张阶段期间将造影剂第一次注射到所述血管中。所述方法实施例进一步包含终止所述造影剂的所述第一次注射的步骤。在终止所述第一次注射之后，所述方法实施例包含以下步骤：基于表示所述第一区域处的造影剂的图像数据，计算所述血管的第一区域的所述血流测量值。在某些实施例中，在所述心搏周期的所述收缩阶段和所述舒张阶段中的另一个开始之前终止所述造影剂的所述第一次注射。在其它实施例中，在所述心搏周期的一个或多个后续阶段之后终止所述造影剂的所述第一次注射。另外的示例性实施例包含一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定血管中的血流速度的方法，所述方法包括以下步骤：/n通过以下步骤以已知的频率将脉冲式造影团注注射到所述血管中：在第一时间内将第一次团注的造影剂注射到所述血管中；在所述第一时间之后的第二时间内终止造影剂的注射；以及在所述第二时间之后的第三时间内将第二次团注的造影剂注射到所述血管中；/n分析表示所述血管的第一区域的图像数据，以确定所述血管中的所述第一次团注的造影剂与所述第二次团注的造影剂之间的距离；以及/n通过将所述第一次团注的造影剂与所述第二次团注的造影剂之间的确定距离乘以所述已知频率来计算所述血管的所述第一区域的所述血流速度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180523 US 62/675,3481.一种用于确定血管中的血流速度的方法，所述方法包括以下步骤：
通过以下步骤以已知的频率将脉冲式造影团注注射到所述血管中：在第一时间内将第一次团注的造影剂注射到所述血管中；在所述第一时间之后的第二时间内终止造影剂的注射；以及在所述第二时间之后的第三时间内将第二次团注的造影剂注射到所述血管中；
分析表示所述血管的第一区域的图像数据，以确定所述血管中的所述第一次团注的造影剂与所述第二次团注的造影剂之间的距离；以及
通过将所述第一次团注的造影剂与所述第二次团注的造影剂之间的确定距离乘以所述已知频率来计算所述血管的所述第一区域的所述血流速度。


2.根据权利要求1所述的方法，其中分析表示所述血管的所述第一区域的图像数据包括分析表示所述血管的所述第一区域的所述图像数据的峰值像素密度，以确定所述第一次团注的造影剂在所述血管的所述第一区域中的位置和所述第二次团注的造影剂在所述血管的所述第一区域中的位置。


3.根据权利要求1所述的方法，其中表示所述血管的所述第一区域的所述图像数据是所述血管的所述第一区域的单帧图像数据。


4.根据权利要求1所述的方法，
其中表示所述血管的所述第一区域的所述图像数据包含在第一采集时间处采集的表示所述血管的所述第一区域的第一帧图像数据和在第二采集时间处采集的表示所述血管的所述第一区域的第二帧图像数据，并且
其中确定所述第一次团注的造影剂与所述第二次团注的造影剂之间的所述距离包括：
分析所述第一帧图像数据，以确定所述第一帧图像数据中的所述第一次团注的造影剂与所述第二次团注的造影剂之间的第一距离；
分析所述第二帧图像数据，以确定所述第二帧图像数据中的所述第一次团注的造影剂与所述第二次团注的造影剂之间的第二距离；以及
对所述第一距离和所述第二距离进行平均，以确定所述第一次团注的造影剂与所述第一次团注的造影剂之间的所述距离。


5.根据权利要求1所述的方法，
其中以已知的频率将脉冲式造影团注注射到所述血管中进一步包括在所述第三时间之后的第四时间内终止造影剂的注射以及在所述第四时间之后的第五时间内将第三次团注的造影剂注射到所述血管中，并且
进一步包括以下步骤：
分析表示所述血管的第二区域的图像数据，以确定所述血管中的所述第二次团注的造影剂与所述第三次团注的造影剂之间的距离；以及
通过将所述第二次团注的造影剂与所述第三次团注的造影剂之间的确定距离乘以所述已知频率来计算所述血管的所述第二区域的所述血流速度。


6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括以下步骤：
将针对所述血管的所述第一区域计算出的血流速度与针对所述血管的所述第二区域计算出的血流速度进行比较，以确定针对所述血管的所述第一区域计算出的血流速度与针对所述血管的所述第二区域计算出的血流速度之差是否超出预定的流速差阈值。


7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述第二时间内将盐水流体注射到所述血管中，从而使得盐水流体在所述血管中存在于所述第一次团注的造影剂和所述第二次团注的造影剂之间。


8.根据权利要求1所述的方法，其中所述已知频率介于5Hz和20Hz之间，并且其中所述第一时间占所述第一时间和所述第二时间的总和的10％和50％。


9.一种用于确定血管中的血液流速的方法，所述方法包括以下步骤：
以第一造影注射流速将造影剂注射到所述血管中；
分析在第一采集时间处采集的表示第一所关注区域的第一图像数据，以确定所述第一造影注射流速是否已经导致所述第一图像数据中存在预定状况；
以大于所述第一造影注射流速的第二造影注射流速将造影剂注射到所述血管中；
分析在第二采集时间处采集的表示所述第一所关注区域的第二图像数据，以确定所述第二造影注射流速是否已经导致所述第二图像数据中存在所述预定状况；以及
一旦确定所述第二图像数据中存在所述预定状况，则使用所述第二造影注射流速来确定所述血管中的所述血液流速。


10.根据权利要求9所述的方法，其中所述血管包括冠状动脉，并且所述造影剂从主动脉被注射到所述冠状动脉中，并且其中所述预定状况是存在造影剂从所述冠状动脉流出回到所述主动脉中。


11.根据权利要求10所述的方法，其中使用所述第二造影注射流速来确定所述冠状动脉中的所述血液流速包括确定所述冠状动脉中的所述血液流速小于所述第二造影注射流速。


12.根据权利要求11所述的方法，其中使用所述第二造影注射流速来确定所述冠状动脉中的所述血液流速包括确定所述冠状动脉中的所述血液流速接近所述第一造影注射流速...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·F·威尔逊，托德·苏舍奇，托马斯·M·斯奈德，艾伦·伊万斯，布莱恩·布鲁塔格，
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