确定血管参数的制作方法

专利检索2026-08-29  14


本公开涉及医疗领域,尤其涉及血管参数的确定。本公开的第一方面涉及计算血管的微循环阻力值。本公开的第二方面涉及提供血管的通过时间(transit time)。本公开的第三方面涉及根据x射线投影图像数据计算血管的一部分的长度。针对这些方面中的每一个公开了一种系统、一种计算机实现的方法和一种计算机程序产品。


背景技术:

1、冠状动脉疾病“cad”是指冠状动脉的病变及其向心肌输送含氧血液的能力的退化。最终,缺氧会导致心肌缺血,其症状可包括气短、心绞痛甚至心肌梗死。

2、虽然阻塞性cad被公认为是导致心肌供血减少的一个因素,但越来越多的患者有心肌缺血的证据和/或胸痛的报告,而没有阻塞性cad,这也被称为非阻塞性冠状动脉疾病“nocad”。

3、冠状动脉微血管功能障碍“cmvd”,或简称为mvd,已被证明是导致心肌缺血和心肌功能障碍的一个因素,尤其是在nocad的情形下。因此,人们对冠状动脉微血管的评估产生了更多关注。

4、目前已经提出了几种用于评估微血管的流动参数。这些参数包括冠状动脉血流储备“cfr”、心肌梗死溶栓治疗“timi”流动分级、timi帧计数和微循环阻力指数“imr”。已知微循环阻力指数与微血管阻力指数有相同的缩写。与cfr或timi方法相比,imr通常被认为更具特异性和信息量。imr通常使用压力/流量导丝进行侵入性测量,但最近已研究了通过血管造影术导出的测量结果。

5、微循环阻力值(如imr)的计算基于注入的注团在血管中的近侧位置和血管中的远侧位置之间行进所需的通过时间的测量值。虽然指南明确规定了近侧位置的位置是所检查的血管的孔口(ostium),但对于远侧位置的定位来说指南是不太明确的。正如在kobayashi,y.和fearon,w.f.的名称为“invasive coronary microcirculationassessment–current status of index of microcirculatory resistance”(circulation journal,日本循环学会官方杂志,2014年;78(5);第1021-1028页)的文献中提到的,目前大多数文献报告称远侧位置应选择为目标血管的“远侧三分之二”处的位置。

6、在此类测量中,远侧位置的定位的不精确限定的后果是,微循环阻力值(如imr),其依赖于通过时间的值,经常会出现误差。造成这种误差的原因首先是落入目标血管的指定的“远侧三分之二”内的定位范围,其次是准确确定目标血管长度的难度,第三是此类血管的长度在不同受试者之间存在显著差异的事实。因此,误差表现为计算出的微循环阻力值在用户间和用户内的差异,且最终会影响对血管的临床诊断。

7、因此,有必要改进血管的微循环阻力值的计算。

8、用于计算血管的微循环阻力值的通过时间的测量值也可能存在误差。因此,可能还需要提供血管的校正后的通过时间测量值。出于与计算微循环阻力值无关的其他原因,确定血管的通过时间也会是有用的。因此,总的来说,改进血管的通过时间的确定会是有用的。

9、计算血管的微循环阻力值还可依赖于确定血管的一部分的长度。该长度可根据x射线投影图像来测量。根据x射线图像测量该长度也会存在误差。因此,还会需要根据x射线投影图像来计算血管的一部分的长度。出于与计算微循环阻力值无关的其他原因,确定血管的一部分的长度也会是有用的。因此,总的来说,改进根据x射线投影图像来确定血管的一部分长度会是有用的。


技术实现思路

1、根据本公开的第一方面,提供了一种用于提供血管的标准化的微循环阻力值的系统。该系统包括一个或多个处理器,其被配置成:

2、-基于注入的注团在血管中的近侧位置和血管中的远侧位置之间行进所需的通过时间,计算血管的微循环阻力值;以及

3、-将计算出的微循环阻力值除以表示血管在近侧位置和远侧位置之间的长度的通过长度,以便提供标准化的微循环阻力值。

4、通过将计算出的微循环阻力值除以通过长度,所得到的标准化的微循环阻力值取决于通过速度,而不仅仅是通过时间。因此,标准化的微循环阻力值对远侧位置的不精确地限定的定位不那么敏感。因此,标准化的微循环阻力值提供了血管的更可靠的指标。

5、根据本公开的第二方面,提供了一种用于校正血管的通过时间的系统。通过时间表示注入的注团在近侧时间时血管中的近侧位置和在远侧时间时血管中的远侧位置之间沿血管的通过长度以平均通过速度行进所需的时间,平均通过速度被定义为通过长度与通过时间的比值。该系统包括一个或多个处理器,其被配置成:

6、-接收与血管流体联接的心脏的测量到的心动周期数据,测量到的心动周期数据包括测量到的心动时段和心动周期中的一个或多个心动状态中的每一个的特征时间;

7、-将一个或多个特征时间、近侧时间和远侧时间映射到测量到的心动时段内的相应时间;

8、-接收参考流体速度数据,其包括与时间相关的参考流体速度曲线,该曲线表示在具有参考心动时段的参考心动周期内血管中的流体速度;

9、-在参考流体速度曲线中识别出与测量到的心动周期数据中的一个或多个心动状态中的每一个相对应的参考特征时间;

10、-变换参考流体速度曲线的时间轴,使得参考心动时段与测量到的心动时段相匹配,并且使得在参考流体速度曲线中识别出的一个或多个心动状态中的每一个的参考特征时间与测量到的心动周期数据中的相对应的一个或多个心动状态中的每一个的特征时间相对应;

11、-变换经变换的参考流体速度曲线的振幅轴,以便提供经振幅变换的参考流体速度曲线,使得在近侧时间和远侧时间之间的时间间隔内计算出的经振幅变换的参考流体速度曲线的平均速度与平均通过速度相对应;以及

12、-通过将通过时间乘以平均通过速度与经振幅变换的参考流体速度曲线在整个心动周期内的平均速度的比值,提供校正后的通过时间。

13、这些操作的结果是提供校正后的通过时间,其与心动周期的测量通过时间期间的那部分无关。这就避免了现有工作流程的与重复向血管注入注团和对多个通过时间测量值进行平均相关联的一些复杂问题。

14、根据本公开的第三方面,提供了一种用于从由x射线成像系统生成的x射线投影图像数据中计算血管的一部分的长度的系统。该系统包括一个或多个处理器,其被配置成:

15、-接收表示包括血管的一部分的x射线投影图像的x射线图像数据;

16、-接收x射线成像系统的几何数据,其表示x射线成像系统关于血管的一部分的定向;

17、-基于x射线投影图像中的血管的该一部分与参考投影图像中的参考血管之间的匹配,确定x射线投影图像中沿血管的该一部分的长度的位置的长度比例因子,其中参考投影图像是通过使用x射线成像系统的几何数据投影出表示血管的参考血管的3d模型而生成的;以及

18、-通过使用在沿血管的长度的相应位置处确定的长度比例因子对x射线投影图像中表示出的血管进行缩放,计算血管的该一部分的长度。

19、这样就可以计算出血管的一部分的准确长度。计算出的长度是准确的,因为它考虑到了透视缩短(foreshortening)。

20、本公开内容的其他方面、特征和优点将通过以下参照附图对示例的描述而变得明显。


技术特征:

1.一种用于提供血管(110)的标准化的微循环阻力值的系统(100),所述系统包括一个或多个处理器(120),所述一个或多个处理器(120)被配置成:

2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述一个或多个处理器(120)被配置成通过将所述通过时间(tt)乘以远侧管腔内压力值(pd)来计算所述血管(110)的所述微循环阻力值,所述远侧管腔内压力值(pd)表示在所述血管中的所述远侧位置(posd)处的所述血管内的压力。

3.根据权利要求1或2所述的系统,其中,所述微循环阻力值是微循环阻力指数imr值。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的系统,其中,所述一个或多个处理器(120)被进一步配置成将计算出的所述微循环阻力值乘以参考血管长度(d0),以便提供所述标准化的微循环阻力值。

5.根据权利要求1所述的系统,其中,所述一个或多个处理器(120)被进一步配置成接收管腔内传感器数据,所述管腔内传感器数据包括压力数据和/或温度数据,并且所述一个或多个处理器(120)被配置成从接收到的所述管腔内传感器数据分别确定所述远侧管腔内压力值(pd)和/或所述通过时间(tt)。

6.根据权利要求5所述的系统,其中,所述管腔内传感器数据是由包括近侧温度传感器和远侧温度传感器的管腔内设备提供的,并且所述一个或多个处理器(120)被进一步配置成基于由所述注入的注团诱发的温度转变在所述血管(110)中的所述近侧温度传感器和所述血管中的所述远侧温度传感器之间行进所需的时间来确定所述通过时间(tt);并且

7.根据权利要求1至5中的任一项所述的系统,其中,所述一个或多个处理器(120)被进一步配置成接收x射线血管造影图像数据,其包括表示所述注入的注团经过所述血管(110)的流动的图像的时间序列(130);并且所述一个或多个处理器(120)被进一步配置成:

8.根据权利要求7所述的系统,其中,所述注入的注团包括注入的造影剂注团(140),并且所述一个或多个处理器(120)被进一步配置成在所述x射线图像数据中识别所述血管(110)中的所述近侧位置(posa)和所述远侧位置(posd);以及

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的系统,其中,所述近侧位置(posa)与在所述时间序列(130)中的较早的x射线图像中的所述血管(110)中的所述注入的造影剂注团(140)的检测到的前沿的位置相对应,且所述远侧位置(posd)与在所述时间序列(130)中的较晚的x射线图像中检测到的所述前沿的位置相对应;并且

10.根据权利要求8或9所述的系统,其中,所述远侧位置(posd)对应于:

11.根据权利要求10所述的系统,其中,所述血管(110)形成血管树(150)的一部分,且所述图像的时间序列(130)表示所述血管树,并进一步表示所述注入的造影剂注团(140)经过所述血管树的流动;以及

12.根据权利要求1至11中的任一项所述的系统,其中,所述注入的注团在近侧时间(t0)时通过所述血管(110)中的所述近侧位置(posa),且所述注入的注团在所述远侧时间(t1)时通过所述血管(110)中的所述远侧位置(posd),且所述注入的注团具有被定义为所述通过长度(dt)与所述通过时间(tt)的比值的平均通过速度(vt),其中所述一个或多个处理器(120)被进一步配置成校正所述通过时间(tt),使得基于校正后的通过时间(t't)提供所述标准化的微循环阻力值,其中所述一个或多个处理器(120)被配置成通过以下方式提供所述校正后的通过时间(t't):

13.根据权利要求7至10中的任一项所述的系统;其中,所述图像包括由x射线成像系统生成的投影图像;并且所述一个或多个处理器(120)被进一步配置成:

14.一种用于校正血管(110)的通过时间(tt)的系统,所述通过时间(tt)表示注入的注团在近侧时间(t0)时所述血管中的近侧位置(posa)和在远侧时间(t1)时所述血管中的远侧位置(posd)之间沿所述血管(110)的通过长度(dt)以平均通过速度(vt)行进所需的时间,其中所述平均通过速度(vt)被定义为所述通过长度(dt)与所述通过时间(tt)的比值,所述系统包括一个或多个处理器,其被配置成:

15.一种用于从由x射线成像系统生成的x射线投影图像数据中计算血管(110)的一部分的长度的系统,所述系统包括一个或多个处理器,其被配置成:


技术总结
本发明提供了一种用于提供血管(110)的标准化的微循环阻力值的系统(100)。该系统包括一个或多个处理器(120),其被配置成:基于注入的注团在血管中的近侧位置(Pos<subgt;a</subgt;)和血管中的远侧位置(Pos<subgt;d</subgt;)之间行进所需的通过时间(T<subgt;T</subgt;)来计算(S110)血管(110)的微循环阻力值;以及将计算出的微循环阻力值除以(S120)表示血管在近侧位置(Pos<subgt;a</subgt;)和远侧位置(Pos<subgt;d</subgt;)之间的长度的通过长度(d<subgt;T</subgt;),以便提供标准化的微循环阻力值。

技术研发人员:A·蒂斯,R·弗洛朗,C·莱夫里耶,H·施米特,A·范德霍斯特
受保护的技术使用者:皇家飞利浦有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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