用于评估三维血管造影术数据集的计算机实现的方法、评估系统、计算机程序技术方案

一种用于评估三维血管造影术数据集的计算机实现的方法、评估系统、计算机程序和电子可读存储器介质。用于评估患者的血管树的三维血管造影术数据集(1)的计算机实现的方法，该三维血管造影术数据集(1)特别是计算机成像血管造影术数据集，该血管树特别是冠状动脉树，其中基于血管造影术数据集(1)的血管造影术信息(2)与描述解剖变型类别中的至少一个类别的参考信息(3)的比较，使描述属于多个解剖变型类别中与血管树的解剖变型有关的至少一个解剖变型类别的变型信息(5)被确定。剖变型类别的变型信息(5)被确定。剖变型类别的变型信息(5)被确定。

【技术实现步骤摘要】
用于评估三维血管造影术数据集的计算机实现的方法、评估系统、计算机程序


[0001]本专利技术涉及用于评估患者的血管树的三维血管造影术数据集的计算机实现的方法，该患者的血管树特别是冠状动脉树，该血管造影术数据集特别是计算机断层成像血管造影术数据集。本专利技术进一步涉及评估系统、计算机程序和电子可读存储器介质。

技术介绍

[0002]医学成像是针对多个医学任务的常用工具，特别是诊断和/或治疗计划和检测。特别地，血管造影术描述了特别使用造影剂的技术，以获取特别是至少一个血管树的患者的血管的血管造影术数据集。关于血管造影术的两个主要应用领域包括冠状动脉血管造影术和脑血管造影术，例如在中风的情况下。
[0003]关于冠状动脉血管造影术，冠心病是世界范围内死亡的主要原因中的一个原因。冠心病与使血管变窄的动态粥样硬化斑块相关联。例如，这些斑块可以由于炎症或血流中的紊乱而产生。最近的研究显示了针对使用了冠状动脉断层成像血管造影术(CCTA)的非侵入的诊断过程的罪犯病变(culprit lesions)的标识的期望的结果，该罪犯病变的标识可能需要侵入的过程和/或药物治疗。特别地，例如，已经提出了深度学习方法用于使用分别的评估算法以检测心脏或冠状动脉树中的病变来评估冠状动脉计算机断层成像血管造影术数据集。甚至例如已经提出了基于心脏区域的血管造影术数据集来模拟血液动力学以测量类似血流储备分数(FFR)的血液动力学参数。
[0004]通常，冠状动脉的生理任务是灌注心肌，特别是心肌层。冠状动脉树包括包围整个心脏的三个主要冠状动脉分支，即右冠状动脉 (RCA)、左前降支(LAD)和左冠状动脉的回旋支或旋支(LCX)。针对冠状动脉树中的分段的标记方案已经由多个协会和组织提出。
[0005]虽然针对主分支的解剖构造的定义已存在，但是该解剖构造的多个非病理正常变型可以存在于患者中。这种解剖变型包括作为针对某些心脏区域的灌注的不同主要贡献者的不同分支、在LAD与LCX之间的额外分支的存在、在RCA开始部分处的U型环(所谓的牧羊人的手杖(shepherd
’
s crook))、冠状动脉口的高输出和LCX的急性输出。类似的解剖变型也存在于大脑的血管树中。
[0006]关于这种正常的(即非病理的)解剖变型的存在的信息对于数个诊断和/或计划任务可以是有利的。尽管这些正常的解剖变型是非病理的，他们可以与患者风险分层和管理决策相关。附加的，该解剖变型可以使微创介入复杂化。因此，该解剖变型应该被包括在报告中。在另一方面，由于解剖变型可以改变血流的线路(course)，他们可以影响评估算法的结果，特别是与基于深度学习的方法和/或血液动力学的FFR相关的计算。
[0007]今天，解剖变型的存在由解剖构造数据集的人类读者定性的评估。关于例如心脏的单个器官，解剖变型的自动检测方法成为已知的。例如，在R.Hannah等人的文章中，“用于自动解剖变型检测与分割的混合方法(A Hybrid Method for Automatic Anatomical VariantDetection and Segmentation)”，FIMH2011：心脏的功能性成像和建模
(Functional Imaging and Modeling of the Heart)，第333至340页，为了处理拓扑的器官变化性，提出了创建器官模型变型集以及针对手边的患者选择最合适的模型变型。

技术实现思路

[0008]因此，本专利技术的目的是提供用于自动评估血管树中解剖变型的存在的稳健的方法。
[0009]通过提供根据独立权利要求的计算机实现的方法、评估系统、计算机程序和电子可读存储器介质来实现该目的。有利的实施例在从属权利要求中被描述。
[0010]在最初描述的方法中，基于血管造影术数据集的血管造影术信息与描述解剖变型类别中的至少一个类别的参考信息的比较来确定变型信息，该变型信息描述了属于与血管树的解剖变型有关的多个解剖变型类别中的至少一个解剖变型类别。
[0011]因此本专利技术提出了基于与参考信息的比较来确定存在变型，其中在优选实施例中，该比较基于血管树的结构性特征。即，血管树的结构可以在第一准备步骤中被分析。特别地，血管树的至少一个结构性信息可以由至少一个结构性评估算法确定为血管造影术信息。该血管造影术信息随后与参考信息进行比较，该参考信息也包括或涉及这样的结构性特征。因此，在本专利技术中，优选的是该结构，特别是类似血管的中心线和/或内腔的具体结构性特征，该具体结构性特征已被标识为携带全部相关所需信息以确定解剖变型的存在，如下文将详细展示的。
[0012]以这种方式，解剖变型的存在可以以完全自动的方式被确定，并且允许简单并且稳健的实现方式。除了病理学和患者特定解剖构造以外，解剖变型的检测和标记引入了新的通用语义概念，例如，该概念可以被用于计算机辅助检测(CADe)。特别是治疗患者的医生的医务人员被提供附加的临床相关信息，该信息可以在诊断和/或特别是例如关于微创介入的治疗计划中被考虑。
[0013]本专利技术的一般方法适用于任何血管树和任何成像形式，然而，优选的应用领域是关于大脑中冠状动脉树或血管树的计算机断层成像血管造影术结果。
[0014]在本专利技术的一般可应用的有利实施例中，在第一步中，指示解剖变型的一般存在的比较被执行，其中，如果在比较中无解剖变型被检测到，则属于与无解剖变型有关的解剖变型类别作为变型信息被确定，否则在第二步中，通过至少一个进一步比较来确定属于至少一个其他解剖变型类别。即，正常解剖构造可以被限定，例如，通过针对每个解剖变型的可能种类，选择在患者中具有最高患病率的选项。这种正常解剖构造已经在本领域中被限定并且可以形成针对第一比较的基础。如果该第一比较指示没有指向与该正常解剖构造不同的解剖变型的存在的偏差存在，该结果已经可以被用于确定变型信息，从而不需要进一步比较。因此，在多种情况中，计算量和时间可以被节省。在实施例中，关于单个解剖变型类别或解剖变型类别组的进一步比较可以被特定地实施，当然，其中在第一步中的第一比较的比较信息被评估以选择哪些解剖变型类别进一步比较被执行。当然，在多个第二步中进一步分层的结构的比较也是可能的，例如针对解剖变型类别组执行一个比较，其中仅当该组比较返回组中存在至少一个解剖变型时，才执行针对组中成员的比较。
[0015]在下文中，详细解释了本专利技术思想的两个具体的、有利的实施例，该两个实施例可以被累积地使用，即两种具体方法中的不同方法可以针对解剖变型的不同类别和/或不同
比较分层等级被使用，和/或两种具体方法两者可以针对至少一个解剖变型类别被应用，例如以允许合理性检查和/或进一步改进稳健性。
[0016]在特别有利地适用于冠状动脉树的评估的第一方法中，例如，冠状动脉计算机断层成像血管造影术数据集(CTTA数据集)，针对血管树的至少部分的血管的中心线被确定为结构性信息以形成中心线树，其中针对解剖变型类别中的至少一个类别的至少一个规则集被提供为参考信息，每个规则集包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于评估患者的血管树的三维血管造影术数据集(1)的计算机实现的方法，所述三维血管造影术数据集(1)特别是计算机断层成像血管造影术数据集，所述血管树特别是冠状动脉树，其特征在于，基于所述血管造影术数据集(1)的血管造影术信息(2)与描述解剖变型类别中的至少一个类别的参考信息(3)的比较，描述属于与所述血管树的解剖变型有关的多个解剖变型类别中的至少一个解剖变型类别的变型信息(5)被确定。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一步中，指示所述解剖变型的一般存在的比较被执行，其中如果无解剖变型在所述比较中被检测到，则属于与无解剖变型有关的解剖变型类别被确定为所述变型信息，否则在第二步中，属于至少一个其他解剖变型类别通过至少一个进一步比较而被确定。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述血管树的至少一个结构性信息由至少一个结构性评估算法确定为血管造影术信息(2)。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，针对所述血管树的至少部分的所述血管的中心线(7、11、12、17、20)被确定为结构性信息以形成中心线树，其中针对所述解剖变型类别中的至少一个类别的至少一个规则集被提供为参考信息(3)，每个规则集包括针对所述中心线树的至少一个特征的至少一个条件，其中在所述比较中，所述至少一个规则集中的至少一个规则集的所述条件被应用，并且在与所述解剖变型类别相关联的所述规则集的全部条件由所述中心线树全部满足时，属于与规则集相关联的解剖变型类别被确定。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，至少一个条件评估描述至少一个附加解剖特征(6)的解剖构造信息，所述至少一个附加解剖特征(6)不是所述血管树的部分，其中所述解剖构造信息从所述血管造影术数据集(1)和/或与所述血管造影术数据集(1)配准的附加图像数据集中被导出。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，与至少一个解剖变型类别有关的至少一个解剖图集数据集被提供为参考信息(3)，其中所述解剖图集数据集与所述至少一个血管造影术数据集(1)或作为血管造影术信息(2)的从所述血管造影术数据集中被导出的比较数据集进行比较。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，与无解剖变型有关的无变型解剖图集数据集被使用，所述无解剖变型图集数据集从显示无解剖变型的患者的多个基础数据集中被统计地导出。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：
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在第一步中，如果指示解剖变型的所述一般存在的比...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：