用于根據患者特定的解剖圖像數據預測冠狀動脈斑塊易損性的系統和方法技術方案

本發明專利技術公開用于使用計算機系統預測冠狀動脈斑塊易損性的系統和方法。一種方法包括：獲取患者的血管系統的至少一部分的解剖圖像數據；使用處理器對所述解剖圖像數據執行一個或多個圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析，和結構力學分析；使用所述處理器預測所述患者的血管系統中存在的冠狀動脈斑塊易損性，其中預測所述冠狀動脈斑塊易損性包括基于對所述解剖圖像數據進行的圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析和結構力學分析中的一個或多個的結果計算惡性斑塊特性；以及使用所述處理器報告所述所計算的惡性斑塊特性。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關申請的交叉引用本申請要求2014年4月16日提交的美國專利申請No.14/254,481的優先權權益，所述美國專利申請要求2013年12月18日提交的美國臨時申請No.61/917,639的優先權，所述美國專利申請和美國臨時申請中的每一者的全文以引用的方式并入本文中。
本公開的各種實施方案一般來說涉及醫學成像和相關方法。更具體地說，本公開的特定實施方案涉及用于根據患者特定的解剖圖像數據預測冠狀動脈斑塊易損性的系統和方法。
技術介紹
冠心病可以在向心臟提供血液的血管中產生冠狀動脈病變，諸如狹窄癥(血管異常變窄)。因此，流向心臟的血流可能受限制。患有冠心病的患者可能會經歷胸痛，稱作在體力活動期間發生的慢性穩定型心絞痛或在患者休息時發生的不穩定型心絞痛。疾病的更嚴重表現可能會導致心肌梗塞或心臟病。患有胸痛和/或表現出冠心病癥狀的患者可以進行一項或多項無創測試，無創測試可以提供與冠狀動脈病變相關的一些間接證據。例如，無創測試可以包括心電圖、從血液測試進行的生物標志物評估、平板運動試驗、超聲波心動描記術、單光子發射計算機斷層掃描(SPECT)和正電子發射斷層掃描(PET)。可以使用冠狀動脈計算機斷層掃描血管造影術(CCTA)以無創地獲得解剖數據。CCTA可以用于對胸痛患者成像，并且涉及在靜脈輸注造影劑后，使用計算機斷層掃描(CT)技術以對心臟和冠狀動脈成像。同時，已使用有創和無創技術(諸如血管內超聲(IVUS)、光學相干斷層掃描(OCT)，和冠狀動脈計算機斷層掃描數據(CCTA))積極地研究易損斑塊特征，諸如惡性斑塊特性(APC))以用于主要不良心臟事件(MACE)的預后。然而，需要用于根據患者特定的解剖圖像數據預測冠狀動脈斑塊易損性的系統和方法。
技術實現思路
根據本公開的某些方面，公開用于根據患者特定的解剖圖像數據預測冠狀動脈斑塊易損性的系統和方法。一種方法包括：獲取患者的血管系統的至少一部分的解剖圖像數據；使用處理器對所述解剖圖像數據執行一個或多個圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析，和結構力學分析；使用所述處理器預測所述患者的血管系統中存在的冠狀動脈斑塊易損性，其中預測所述冠狀動脈斑塊易損性包括基于對所述解剖圖像數據進行的所述一個或多個圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析和結構力學分析的結果計算惡性斑塊特性；以及使用所述處理器報告所述所計算的惡性斑塊特性。根據另一實施方案，一種用于根據患者特定的解剖圖像數據報告冠狀動脈斑塊易損性的系統包括：數據存儲裝置，其存儲用于根據患者特定的解剖圖像數據預測冠狀動脈斑塊易損性的指令；以及處理器，其被配置用于：獲取患者的血管系統的至少一部分的解剖圖像數據；使用處理器對所述解剖圖像數據執行一個或多個圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析，和結構力學分析；使用所述處理器預測所述患者的血管系統中存在的冠狀動脈斑塊易損性，其中預測所述冠狀動脈斑塊易損性包括基于對所述解剖圖像數據進行的所述一個或多個圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析和結構力學分析的結果計算惡性斑塊特性；以及使用所述處理器報告所述所計算的惡性斑塊特性。根據又一實施方案，提供一種用于在計算機系統上使用的非暫時性計算機可讀媒體，所述計算機可讀媒體含有用于執行根據患者特定的解剖圖像數據報告冠狀動脈斑塊易損性的方法的計算機可執行編程指令。所述方法包括：獲取患者的血管系統的至少一部分的解剖圖像數據；使用處理器對所述解剖圖像數據執行一個或多個圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析，和結構力學分析；使用所述處理器預測所述患者的血管系統中存在的冠狀動脈斑塊易損性，其中預測所述冠狀動脈斑塊易損性包括基于對所述解剖圖像數據進行的所述一個或多個圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析和結構力學分析的結果計算惡性斑塊特性；以及使用所述處理器報告所述所計算的惡性斑塊特性。另一種方法包括：獲取患者的血管系統的至少一部分的解剖圖像數據；使用處理器對所述解剖圖像數據執行一個或多個圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析，和結構力學分析；以及使用所述處理器基于對所述解剖圖像數據進行的所述一個或多個圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析和結構力學分析的結果根據所述患者的血管系統中存在的冠狀動脈斑塊易損性預測不良心臟事件的概率。根據另一實施方案，一種用于根據患者特定的解剖圖像數據預測冠狀動脈斑塊易損性的系統包括：數據存儲裝置，其存儲用于根據患者特定的解剖圖像數據預測冠狀動脈斑塊易損性的指令；以及處理器，其被配置以：執行所述指令以執行一種方法，所述方法包括：獲取患者的血管系統的至少一部分的解剖圖像數據；使用處理器對所述解剖圖像數據執行一個或多個圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析，和結構力學分析；以及使用所述處理器基于對所述解剖圖像數據進行的所述一個或多個圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析和結構力學分析的結果預測所述患者的血管系統中存在的不良心臟事件冠狀動脈斑塊易損性的概率。根據又一實施方案，提供一種用于在計算機系統上使用的非暫時性計算機可讀媒體，所述計算機可讀媒體含有用于根據患者特定的解剖圖像數據預測冠狀動脈斑塊易損性的計算機可執行編程指令。方法包括：獲取患者的血管系統的至少一部分的解剖圖像數據；使用處理器對所述解剖圖像數據執行一個或多個圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析，和結構力學分析；以及使用所述處理器基于對所述解剖圖像數據進行的所述一個或多個圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析和結構力學分析的結果預測所述患者的血管系統中存在的不良心臟事件冠狀動脈斑塊易損性的概率。又一種方法包括：獲取患者的血管系統的至少一部分的解剖圖像數據；使用處理器對所述解剖圖像數據執行圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析，和結構力學分析中的一者或多者；使用所述處理器基于對所述解剖圖像數據進行的所述圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析和結構力學分析中的一者或多者的結果預測所述患者的血管系統中存在的冠狀動脈斑塊易損性；基于所提議的治療修改對所述解剖圖像數據進行的所述圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析和結構力學分析中的一者或多者；以及基于對解剖圖像進行的所述圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析和結構力學分析中的所述所修改的一者或多者確定所述治療對所述冠狀動脈斑塊易損性的所述預測的影響。根據另一實施方案，一種確定治療對冠狀動脈斑塊易損性的影響的系統包括：數據存儲裝置，其存儲用于根據患者特定的解剖圖像數據預測冠狀動脈斑塊易損性的指令；以及處理器，其被配置用于執行所述指令以執行一種方法，所述方法包括：獲取患者的血管系統的至少一部分的解剖圖像數據；使用處理器對所述解剖圖像數據執行圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析，和結構力學分析中的一者或多者；使用所述處理器基于對所述解剖圖像數據進行的所述圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析和結構力學分析中的一者或多者的結果預測所述患者的血管系統中存在的冠狀動脈斑塊易損性；基于所提議的治療修改對所述解剖圖像數據進行的所述圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析和結構力學分析中的一者或多者；以及基于對解剖圖像進行的所述圖像特性分析、幾本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于根據患者特定的解剖圖像數據報告冠狀動脈斑塊易損性的計算機實現的方法，所述方法包括：獲取患者的血管系統的至少一部分的解剖圖像數據；使用處理器對所述解剖圖像數據執行一個或多個圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析，和結構力學分析；使用所述處理器預測所述患者的血管系統中存在的冠狀動脈斑塊易損性，其中預測所述冠狀動脈斑塊易損性包括基于對所述解剖圖像數據進行的所述一個或多個圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析和結構力學分析的結果計算惡性斑塊特性；以及使用所述處理器報告所述所計算的惡性斑塊特性。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.12.18 US 61/917,639;2014.04.16 US 14/254,4811.一種用于根據患者特定的解剖圖像數據報告冠狀動脈斑塊易損性的計算機實現的方法，所述方法包括：獲取患者的血管系統的至少一部分的解剖圖像數據；使用處理器對所述解剖圖像數據執行一個或多個圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析，和結構力學分析；使用所述處理器預測所述患者的血管系統中存在的冠狀動脈斑塊易損性，其中預測所述冠狀動脈斑塊易損性包括基于對所述解剖圖像數據進行的所述一個或多個圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析和結構力學分析的結果計算惡性斑塊特性；以及使用所述處理器報告所述所計算的惡性斑塊特性。2.如權利要求1所述的方法，其中：計算所述惡性斑塊特性包括確定與所述惡性斑塊特性相關聯的一個或多個度量；以及使用處理器執行與所述惡性斑塊特性相關聯的所述一個或多個度量的計算。3.如權利要求2所述的方法，其進一步包括：確定與所述一個或多個度量相關聯的一個或多個閾值，其中所述所計算的惡性斑塊特性的所述報告是基于與所述一個或多個度量相關聯的關于所述計算的所述一個或多個閾值。4.如權利要求2所述的方法，其中所述一個或多個度量包括以下各項中的一個或多個：正性重構的存在、低衰減斑塊的存在，和點狀斑塊內鈣化的存在。5.如權利要求4所述的方法，其進一步包括：基于所述解剖圖像數據識別患病段，其中所述患病段至少與狹窄程度、斑塊的存在或其組合相關聯；確定與所述患病段相關聯的橫截面積；以及使用處理器基于所述橫截面積執行計算以確定正性重構指數。6.如權利要求4所述的方法，其進一步包括：基于所述解剖圖像數據識別患病段，其中所述患病段與非鈣化斑塊相關聯；確定與所述非鈣化斑塊相關聯的強度；以及使用處理器執行計算以確定與所述非鈣化斑塊相關聯的體積。7.如權利要求4所述的方法，其進一步包括：基于所述解剖圖像數據識別患病段，其中所述患病段與鈣化斑塊相關聯；確定與所述鈣化斑塊相關聯的一個或多個直徑；以及使用處理器執行計算以確定與所述鈣化斑塊相關聯的一個或多個直徑。8.如權利要求1所述的方法，其進一步包括：確定一個或多個風險因子；以及存儲所述一個或多個風險因子、所述所計算的惡性斑塊特性或其組合以及所述解剖圖像數據，其中一個或多個風險因子、所述所計算的惡性斑塊特性或組合是可檢索的。9.一種用于根據患者特定的解剖圖像數據報告冠狀動脈斑塊易損性的系統，所述系統包括：數據存儲裝置，其存儲用于根據患者特定的解剖圖像數據預測冠狀動脈斑塊易損性的指令；以及處理器，其被配置用來執行所述指令以執行一種方法，所述方法包括：獲取患者的血管系統的至少一部分的解剖圖像數據；使用處理器對所述解剖圖像數據執行一個或多個圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析，和結構力學分析；使用所述處理器預測所述患者的血管系統中存在的冠狀動脈斑塊易損性，其中預測所述冠狀動脈斑塊易損性包括基于對所述解剖圖像數據進行的所述一個或多個圖像特性分析、幾何分析、計算流體動力學分析和結構力學分析的結果計算惡性斑塊特性；以及使用所述處理器報告所述所計算的惡性斑塊特性。10.如權利要求9所述的系統，其中至少一個...

【專利技術屬性】
技術研發人員：崔吉浩，萊昂·格雷迪，米希爾·沙普，查爾斯·A·泰勒，
申請(專利權)人：哈特弗羅公司，
類型：發明
國別省市：美國;US