用于血管中的鲁棒流动测量的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种用于基于从沿着血管的多个距离接收的多个超声反射来计算流动参数的系统和方法。分别根据与第一位置(z1)处的超声反射相关联的第一超声信号和与第二位置(z2)处的超声反射相关联的第二超声信号计算第一位置处的第一流动参数(41)和第二位置处的第二流动参数(42)。基于所述第一流动参数和所述第二流动参数计算复合流动参数(50)，然后将其输出到用户接口(6)。输出到用户接口(6)。输出到用户接口(6)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于血管中的鲁棒流动测量的系统和方法


[0001]本专利技术涉及用于测量流动的系统和测量解剖结构中的流动的方法。

技术介绍

[0002]通过血管内流动测量来评估心血管和外周血管疾病的血流动力学意义有益于指导对循环系统疾病的处置。特别地，对于冠状动脉，大型临床试验已经证明，与单独使用血管造影相比较，基于压力和流动测量的决策制定改进了临床结果。在非阻塞性冠状动脉疾病(即心绞痛主诉在大动脉中没有可见的阻塞)的情况下，流动测量特别有价值。此外，如外周血管疾病的其他领域中的流动测量可以有益于量化动脉粥样硬化对足部的血液供应的影响，并且帮助定义血管内处置的终点(例如支架、硬块切除术)。此外，在肿瘤学介入领域中，栓塞期间的血流监测潜在地有助于评估栓塞程度和预防健康组织的栓塞(例如，在经动脉化疗栓塞中)。
[0003]已经开发了用于血流速度测量的导丝，其在其远侧端部装备有单元件超声换能器。利用这些设备，可以发送和接收超声脉冲。血流速度可以通过分析接收到的信号来导出，例如通过脉冲波多普勒处理。
[0004]困难之一是通常有限的信噪比(SNR)和测量的鲁棒性，这能够导致不准确的结果，特别是当导丝未在血管内最佳定位时。
[0005]因此，存在对改进诸如血管的解剖结构中的流动测量的鲁棒性的需要。

技术实现思路

[0006]根据依据本专利技术的方面的范例，提供了一种用于血管中的流动测量的装置，包括处理器，所述处理器被配置为：
[0007]从介入设备的超声换能器获得第一超声信号和第二超声信号，其中，所述第一超声信号与在与所述超声换能器的位置分开的血管中的第一位置处的超声反射相关联，并且所述第二超声信号与在与所述超声换能器的所述位置分开的血管中的第二位置处的超声反射相关联；
[0008]分别基于所述第一超声信号和所述第二超声信号来确定所述第一位置处的第一流动参数和所述第二位置处的第二流动参数；
[0009]基于所述第一流动参数和所述第二流动参数来确定复合流动参数；
[0010]向用户接口输出所述复合流动参数。
[0011]所述介入设备(其可以是任何血管内设备(例如，导丝、导管)或介入针(例如，用于经皮进入血管的介入针))包括在其远侧部分处的超声换能器，其被配置用于引入到患者的解剖结构中。所述装置可以被配置为生成多个电脉冲以发射到所述超声换能器，该超声换能器将所述电脉冲转换成超声脉冲，该超声脉冲传播到所述解剖结构(例如血管、心腔)或所述解剖结构内的介质(例如血液)中，并且所述超声换能器接收多个回波信号，该回波信号是反射超声脉冲或超声波。在撞击超声脉冲时，超声回波信号源自于与所述换能器一距
离处的第一测量位置，因此与所述超声换能器的位置分开或不同，并且超声回波信号源自于与所述超声换能器的位置分开或不同的第二测量位置。第一和第二位置是不同的，因此由彼此的一距离分开。在一些实施例中，分开在由所述换能器发射/接收的超声脉冲的发射/接收的方向上。所述处理器被配置为根据接收到的回波信号计算所述第一位置处的第一流动参数和所述第二位置处的第二流动参数，并且随后基于所述第一流动参数和所述第二流动参数计算复合流动参数。所述复合流动参数的益处在于，其较少取决于所述超声换能器相对于所述解剖结构的位置和/或取向。此外，所述复合参数的计算可以通过减少所述流动参数的方差来改进信号质量，其总体上改进流速测量的鲁棒性。
[0012]在一些实施例中，所述流动参数是流速参数，例如多普勒谱(幅度和/或功率)、瞬时峰值速度、平均峰值速度，并且所述复合流动参数是复合流速参数。在其他实施例中，所述流动参数是体积流量并且所述复合流动参数是复合体积流量。
[0013]在所述装置的实施例中，所述第一位置包括第一距离间隔，并且所述第二位置包括第二距离间隔。第一和第二远侧间隔可由所述用户选择，例如通过用户接口输入，或者可以基于受益于所述流动测量的临床应用来预定义，例如在心腔中，其中，通过所述介入设备的存在，流动较少受到干扰，并且如心脏壁的解剖结构距所述超声换能器更远，距离间隔可以被选择为大于冠状动脉应用中的距离，其中，在小血管中，所述介入设备的存在干扰其直接紧邻的流动，并且其中，血管壁更靠近所述超声换能器。具有针对相应的位置的距离间隔的益处在于，对由相应的距离间隔定义的采样距离或采样体积执行流动参数的计算，这导致流动测量的增加可靠性。此外，通过动态调节远侧间隔或它们对所述复合流动参数的贡献，具有针对相应的位置的距离间隔提供了所述复合流动参数的计算的额外的灵活性，这可能是由环境的变化所要求或引起的(例如，由于跳动的心脏)。
[0014]在一些实施例中，第一和第二距离间隔沿着所述超声换能器的超声发射和/或接收轴在空间上对齐。在实施例中，第一和第二距离间隔是随后的距离间隔，并且在备选实施例中，第一和第二距离间隔部分交叠。第一和第二远侧间隔是否部分交叠可由所述用户选择，例如通过用户接口输入，或者可以基于受益于所述流动测量的临床应用来预定义。一般而言，具有相邻或部分交叠的采样体积确保了用于计算所述复合流动参数的测量值的连续性，因此在测量值之间没有重大差异，这将出现在两个更远隔开的采样距离或体积的情况下。有利地，这在选择相应的距离间隔方面提供了更大的灵活性。
[0015]在所述装置的公开的实施例中的任一实施例中，所述处理器能够被配置为基于被应用于所述第一流动参数的第一加权因子和被应用于所述第二流动参数的第二加权因子来计算所述复合流动参数。权重或加权因子值能够例如作为以下各项中的任一项的函数而变化：距离范围、时间、多普勒频率、多普勒幅度谱数据和背景信息(例如，用户输入或来自额外的成像源的输入)。益处在于，临床应用特异性和鲁棒性能够针对所述复合流动参数计算进行优化。
[0016]在一些实施例中，第一和第二加权因子由所述处理器自动确定。所述加权因子可以基于相应的距离间隔的多普勒幅度谱之间的相关性来确定，优选地基于通过使用在所述距离间隔上的组合多普勒幅度谱的最小方差进行的优化来确定。这最佳地减少了复合多普勒幅度谱中的方差，这总体上改进了流速测量鲁棒性。
[0017]在备选实施例中，所述加权因子是基于针对相应的距离间隔的多普勒幅度谱的梯
度来确定的。当目标是从多普勒幅度谱中导出存在于所述血管中的瞬时最大血流速度，诸如瞬时峰值速度(IPV)时，这特别是有利的。例如，多普勒超声冠状动脉血流储备(CFR)测量中情况就是如此。估计IPV的置信度取决于期望的血流信号与本底噪声之间的强度差异。在实施例中，该置信度可以通过在检测到的IPV处多普勒幅度谱随频率的差异或梯度来量化。人们可以评价个体多普勒幅度谱对复合多普勒幅度谱的差异或梯度贡献到什么程度，并且优化所述权重，使得得该差异或梯度最大化。该优化可以被实施为初始化权重(例如统一权重)的迭代过程。所述迭代过程通过计算所述复合多普勒幅度谱开始。接下来，对IPV进行评价，并且评价所述IPV处的个体幅度谱的差异或梯度。权重基于差异或梯度值进行优化，并且所述迭代过程回到其开始。无论何时发现所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于血管(20)中的流动测量的装置(5)，包括处理器，所述处理器被配置为：从介入设备(1)的超声换能器(2)获得第一超声信号(12)和第二超声信号(13)，其中，所述第一超声信号与在与所述超声换能器的位置分开的第一位置(z1)处的超声反射相关联，并且所述第二超声信号与在与所述超声换能器的所述位置分开的第二位置(z2)处的超声反射相关联；分别基于所述第一超声信号和所述第二超声信号来确定所述第一位置处的第一流动参数(41)和所述第二位置处的第二流动参数(42)；基于所述第一流动参数和所述第二流动参数来确定复合流动参数(50)；向用户接口(6)输出所述复合流动参数。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一位置包括第一距离间隔，并且所述第二位置包括第二距离间隔。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述第一距离间隔和所述第二距离间隔沿着所述超声换能器的超声发射和/或接收轴在空间上被对齐。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第一距离间隔和所述第二距离间隔是随后的距离间隔。5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第一距离间隔和所述第二距离间隔部分交叠。6.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述流动参数包括以下各项中的至少一项：多普勒谱、瞬时峰值速度和平均峰值速度。7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述流动参数包括多普勒幅度谱。8.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述处理器可以被配置为基于被应用于所述第一流动参数的第一加权因子和被应用于所述第二流动参数的第二加权因子来计算所述复合流动参数。9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述第一加权因子和所述第二加权因子是由所述处理器自动确定的。10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述加权因子是基于针对...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：