確定通過冠狀動脈的血液流量的方法技術

一種確定通過冠狀動脈的血液流量的方法，包括：生成(S1)至少所述冠狀動脈和心肌肌肉的3D圖像數據集；根據在標記物的施予之后獲得的雙能量或光譜3D數據集來生成(S2)至少所述心肌肌肉的3D標記物數據集，所述3D標記物數據集指示所述心肌肌肉的體素內包含的所述標記物的量；將所述心肌肌肉細分(S3)成心肌肌肉節段；確定(S4)哪個冠狀動脈供應各自的心肌肌肉節段；根據所述3D標記物數據集來確定(S5)流到所述各自的心肌肌肉節段中的血液的體積；以及通過加和流到由所述冠狀動脈供應的全部心肌肌肉節段中的所述血液的體積，來確定(S6)流到感興趣冠狀動脈中的血液的總體積。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種。另外，本專利技術涉及對應的處理器、成像設備和計算機程序。
技術介紹
基于單一相位CT冠狀動脈血管造影數據集用于估計狹窄相關的血流儲備分數(FFR)的流體動力學計算目前正在臨床研宄中被評價。這些計算旨在傳遞僅次于對狹窄的程度的測量的額外功能參數。該方法基于根據患者的心臟CT數據集對冠狀動脈樹的分割，以及對包含狹窄的血管子系統中的血流速度和壓力分布的隨后模擬。被假設為臨床相關的所計算的量是血流儲備分數，即狹窄兩端的壓力降。流體動力學計算依賴于不同的輸入數據。在第一個實例中，其為冠狀動脈的幾何學，其決定流量模擬的結果。然而，其他個性化邊界條件(如在血管入口的血流速度和/或血壓)可以是重要的。由于心臟運動引起的冠狀動脈的空間動力學目前被忽略了。US 2012/0072190A1公開了一種用于對冠狀動脈疾病的無創的患者特異性估計的方法和系統。根據醫學圖像數據生成冠狀動脈的解剖模型。基于醫學圖像數據中造影劑傳播的時空表示，來估計冠狀動脈中的血液的速度。使用計算機流體動力學(CFD)(其使用冠狀動脈中血液的速度作為邊界條件)模擬在冠狀動脈的解剖模型中模擬血流。另外，Kim等人在Patient-SpecificModeling of Blood Flow and Pressure inHuman Coronary Arteries, Annals of B1medical Engineering，第 38 卷，第 10 號，2010年10月，第3195-3209頁公開了一種通過考慮心臟和動脈系統的模型以及兩個模型之間的相互作用，來預測三維心外膜冠狀動脈的冠狀動脈流量和壓力的方法。針對每個冠狀動脈出口，分配一集總參數冠狀動脈血管床模型，以表示計算區域中缺少的下游冠狀動脈血管網絡的阻抗。取決于冠狀動脈的位置，利用左心室或右心室來表示心肌內壓。根據被耦合到(包括主動脈的三維模型、系統循環和肺循環的剩余部分的三元Windkessel模型，以及針對心臟的左側和右側的集總參數模型)閉環系統的集總參數心臟模型求解左心室和右心室壓力。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種確定通過冠狀動脈的血液流量的有效、準確和可靠的方法。本專利技術另外的目的是提供一種對應的處理器、成像設備和計算機程序。在本專利技術的第一方面中，提出了一種，所述方法包括以下步驟:-生成至少所述冠狀動脈和心肌肌肉的3D圖像數據集，-根據在標記物的施予之后獲得的雙能量或光譜3D數據集來生成至少所述心肌肌肉的3D標記物數據集，所述3D標記物數據集指示所述心肌肌肉的體素內包含的所述標記物的量，-將所述心肌肌肉細分成心肌肌肉節段，-確定哪個冠狀動脈供應各自的心肌肌肉節段，-根據所述3D標記物數據集來確定流到所述各自的心肌肌肉節段中的血液的體積，以及-通過對流到由所述冠狀動脈供應的全部心肌肌肉節段中的所述血液的體積進行加和，來確定流到感興趣冠狀動脈中的血液的總體積。在本專利技術的另外的方面中，提出了一種用于確定通過冠狀動脈的血液流量的處理器，所述處理器被配置為執行所提議的方法的步驟。在本專利技術的再另一方面中，提出了一種成像設備，所述成像設備包括:-采集單元，其用于采集雙能量或光譜3D數據集，-如本文中所提議的用于確定通過冠狀動脈的血液流量的處理器，以及-輸出單元，其用于輸出所確定的流到感興趣冠狀動脈中的血液的總體積。在本專利技術的再另外的方面中，提出了:一種包括程序代碼單元的計算機程序，當所述計算機程序在計算機上執行時，所述程序代碼單元用于令所述計算機執行所述處理方法的步驟；以及一種非暫態計算機可讀記錄介質，其存儲計算機程序產品，所述計算機程序產品在由處理器運行時，令本文中公開的所述方法被執行。在從屬權利要求中限定了本專利技術的優選的實施例。應理解，要求保護的處理器、成像設備、計算機程序和介質具有與要求保護的方法以及與獨立權利要求中限定的相似和/或相同的優選實施例。本專利技術基于以下想法，即以新的方式組合各種信息，以獲得關于通過至少冠狀動脈的血液流量的精確且可靠的信息。全部所述信息一般都能夠從至少所述冠狀動脈和心肌肌肉的至少一個3D圖像數據集導出。此處提議的方法的關鍵要素是導出關于流到各自的心肌肌肉節段中的血液的體積，以及將該信息用于確定流到冠狀動脈中的血液的總體積。另外，在該途徑中，使用能夠以不同方式(例如通過使用已知的AHA(美國心臟協會)模型(也被稱作17-節段模型))獲得的關于哪個動脈(或多個動脈)與各自的心肌肌肉節段連接的信息。通過使用這樣的模型進行的分割例如在Termeer M.等人的Patient-SpecificMappings between Myocardial andCoronary Anatomy, 1998ACM Subject Classificat1n1.3.8Applicat1ns, J.3Life and Medical Sciences 中得到描述。其中也描述了該模型能夠被個體地調節，這也能夠根據本專利技術被使用。根據在標記物的施予之后獲得的雙能量或光譜3D數據集來生成至少心肌肌肉的所述3D標記物數據集。所述雙能量或光譜3D數據集優選地是通過使用雙能量或光譜CT掃描器來采集的。CT掃描可以提供額外的邊界條件，其能夠被用于對冠狀動脈中的血液流量的流體動力學模擬中。該信息，例如在流體動力學模擬中被積分以增加其準確度，并使模擬更具患者特異性。雙能量和光譜CT掃描不僅提供了不同的亮度水平，而且還提供了有關圖像中的物質和物質的濃度信息。例如，骨和碘能夠通過它們兩者在標準CT圖像中表現為明亮像素而被分開。然而，一般地，能夠使用能夠在某些圖像區中量化標記物的量的其他成像模態，例如MR、超聲或PET。所施予的標記物(其例如是通過注射施予的)，優選為造影劑，能夠根據所述雙能量或光譜3D數據集按像素確定它們在組織內的濃度。優選地，使用基于碘或基于釓的造影劑。根據一實施例，根據通過雙能量或光譜CT掃描器的使用采集的雙能量或光譜3D數據集生成不僅至少所述冠狀動脈和所述心肌肌肉的所述3D圖像數據集，而且還有至少所述心肌肌肉的所述3D標記物數據集。因此，一般地，僅單一雙能量或光譜3D數據集的采集足以導出3D圖像數據集和3D標記物數據集。采集雙能量或光譜3D數據集并從其導出兩個不同的數據集是在本領域廣為人知的，特別是根據涉及雙能量或光譜CT的一般出版物(例如US7627080B2或US7778383B2)，并且因此將不在這里詳細解釋。根據進一步使得能夠確定和/或模擬到主動脈中的血液的體積的優選實施例，所提議的方法包括以下步驟:-根據心臟的至少兩個3D圖像數據集來確定在一個心動周期期間由所述心臟噴射的血液的總體積，其中，第一個3D圖像數據集是在所述心臟的基本上最大填充的狀態時獲得的，并且第二個3D圖像數據集是在所述心臟的基本上最小填充的狀態時獲得的，-通過對流到全部心肌肌肉節段中的血液的體積進行加和，來確定流到全部冠狀動脈中的血液的總體積，以及-通過從在一個心動周期期間由所述心臟噴射的血液的總體積減去流到全部冠狀動脈中的血液的總體積，來確定流到所述主動脈中的血液的總體積。該實施例實現了不僅對冠狀動脈而且還對主動脈的流量模擬，這在某些群集中是感興趣的。根據另一實施例，所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種確定通過冠狀動脈的血液流量的方法，包括：?生成(S1)至少所述冠狀動脈和心肌肌肉的3D圖像數據集，?根據在標記物的施予之后獲得的雙能量或光譜3D數據集來生成(S2)至少所述心肌肌肉的3D標記物數據集，所述3D標記物數據集指示所述心肌肌肉的體素內包含的所述標記物的量，?將所述心肌肌肉細分(S3)成心肌肌肉節段，?確定(S4)哪個冠狀動脈供應各自的心肌肌肉節段，?根據所述3D標記物數據集來確定(S5)流到所述各自的心肌肌肉節段中的血液的體積，以及?通過對流到由所述冠狀動脈供應的全部心肌肌肉節段中的所述血液的體積進行加和，來確定(S6)流到感興趣冠狀動脈中的血液的總體積。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M·格拉斯，H·施米特，H·尼克基施，
申請(專利權)人：皇家飛利浦有限公司，
類型：發明
國別省市：荷蘭;NL