狹窄治療規(guī)劃的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及狹窄治療規(guī)劃，具體涉及介入性狹窄治療規(guī)劃，例如虛擬支架術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]退行性狹窄是第二普遍的心血管疾病，如在G.M.Feuchtner、W.Dichtl等人的“Multislice Computed Tomography for Detect1n of Patients With Aortic ValveStenosis and Quantificat1n of Severity，， (Journal of the American College ofCard1logy 2006，47 (7)，1410 - 1417)中所描述的，在西歐和北美的65歲以上人群中存在2-7%的發(fā)生率。在本發(fā)明的背景中，術(shù)語狹窄表示動(dòng)脈的任何異常變窄。在介入性心臟學(xué)中，可以利用血流儲備分?jǐn)?shù)(FFR)技術(shù)來確定狹窄的程度，在所述技術(shù)中將導(dǎo)管引入到冠狀動(dòng)脈中，所述技術(shù)能夠測量在動(dòng)脈中的狹窄之后(遠(yuǎn)端)和之前(近端)的壓力之間的相對差異。備選地，醫(yī)學(xué)成像(例如計(jì)算機(jī)斷層掃描、NMR、PET等)可以被用作通過基于經(jīng)重建的動(dòng)脈信息執(zhí)行FFR計(jì)算來確定狹窄的程度的無創(chuàng)方法?？梢栽诖_定了狹窄的程度之后(直接)應(yīng)用用來處置動(dòng)脈狹窄的介入性治療(例如充氣(ballooning)或支架)。遺憾的是，并不總是可能準(zhǔn)確地和/或有效地規(guī)劃介入性治療，這是由于不總是可能預(yù)先確定治療的效果。這可能導(dǎo)致非最優(yōu)的結(jié)果，或者甚至可能要求跟進(jìn)的介入性流程，而介入性流程在兩種情況下都不是患者最感興趣的。
[0003]為了輔助治療規(guī)劃，已知一種被稱為虛擬支架的流程，在所述流程中基于所確定的或建模的動(dòng)脈尺寸和狹窄的程度來模擬支架的放置。美國專利8157742公開了一種流程，在所述流程中使用先前獲得的對狹窄的動(dòng)脈及其周圍的計(jì)算機(jī)斷層攝影掃描和血流儲備分?jǐn)?shù)來確定并修改動(dòng)脈尺寸和狹窄程度。
[0004]這樣的流程的缺點(diǎn)在于，由于成像誤差(偽影)和/或因所做出的某些假設(shè)是可能錯(cuò)誤的而以不足夠的準(zhǔn)確性來對動(dòng)脈尺寸和/或狹窄的程度進(jìn)行建模。對心臟動(dòng)脈的醫(yī)學(xué)成像尤其復(fù)雜，且由于心臟區(qū)域的持續(xù)移動(dòng)而傾向于甚至更多的偽影。為克服該缺點(diǎn)，進(jìn)一步的建模是必要的，而需要為了進(jìn)一步的建模而做出進(jìn)一步的假設(shè)和校正，引起在放置虛擬支架之前或之后不能準(zhǔn)確地確定動(dòng)脈尺寸和狹窄的程度的進(jìn)一步風(fēng)險(xiǎn)，并且因此醫(yī)生不能選擇最優(yōu)的處置。
[0005]本發(fā)明的方法尤其提供了對先前所述的問題的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種用于規(guī)劃動(dòng)脈狹窄治療的方法，所述方法包括:通過對動(dòng)脈的至少部分進(jìn)行醫(yī)學(xué)成像來接收第一體積數(shù)據(jù)集，所述部分包括狹窄；接收所述狹窄的至少一個(gè)二維圖像數(shù)據(jù)；確定所述狹窄周圍的第一動(dòng)脈壓降；通過將所述至少一個(gè)二維圖像數(shù)據(jù)與所述第一體積數(shù)據(jù)集配準(zhǔn)來生成第二體積數(shù)據(jù)集；通過模擬對所述第二體積數(shù)據(jù)集中的所述狹窄的幾何結(jié)構(gòu)修改來生成第三體積數(shù)據(jù)集；并且估計(jì)所述第三體積數(shù)據(jù)集中的所述狹窄周圍的第二動(dòng)脈壓降。在該方法中，將通過對狹窄的動(dòng)脈的無創(chuàng)醫(yī)學(xué)成像而獲得的三維成像數(shù)據(jù)與同一動(dòng)脈的二維圖像的集合組合，得到比基于獨(dú)立的數(shù)據(jù)集中的任何一個(gè)的數(shù)據(jù)集更靠近地表示實(shí)際狹窄的動(dòng)脈的數(shù)據(jù)集。對狹窄幾何結(jié)構(gòu)的修改的模擬是較可靠的，這是因?yàn)榻M合的數(shù)據(jù)集提供現(xiàn)實(shí)得多的開始點(diǎn)，特別是當(dāng)與所確定的動(dòng)脈壓力數(shù)據(jù)組合時(shí)。
[0007]本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及使用所述第一動(dòng)脈壓降作為對所述第二動(dòng)脈壓降的所述估計(jì)中的開始點(diǎn)。這允許對所述第二動(dòng)脈壓降的更進(jìn)一步的經(jīng)改進(jìn)的模擬，這是因?yàn)樗瞿M基于實(shí)際的動(dòng)脈壓力數(shù)據(jù)。
[0008]本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及所述方法還包括顯示所述第一動(dòng)脈壓降和所述第二動(dòng)脈壓降。用戶(例如醫(yī)生)可以在顯示出實(shí)際的動(dòng)脈壓力和估計(jì)的動(dòng)脈壓力時(shí)立即看到所述幾何結(jié)構(gòu)修改的效果。
[0009]本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及所述至少一個(gè)二維圖像數(shù)據(jù)包括關(guān)于所述狹窄沿不同投影方向采集到的至少兩個(gè)二維圖像數(shù)據(jù)。這允許對至少部分地模糊的組織進(jìn)行成像，并且允許對至少二維的圖像數(shù)據(jù)和第一體積數(shù)據(jù)進(jìn)行經(jīng)改進(jìn)的匹配。
[0010]本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及所述方法，其中，所述幾何結(jié)構(gòu)修改是減少所述狹窄，優(yōu)選地移除所述狹窄。減少或移除所述狹窄與動(dòng)脈狹窄治療的期望結(jié)果相對應(yīng)，并因此可以被用于預(yù)測其效果和有效性。
[0011]本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及所述方法還包括:生成至少兩個(gè)第三體積數(shù)據(jù)集，所述至少兩個(gè)第三體積數(shù)據(jù)集中的每個(gè)是使用不同的幾何結(jié)構(gòu)修改來模擬的；并且針對所述至少兩個(gè)第三體積數(shù)據(jù)集中的每個(gè)來模擬所述第二動(dòng)脈壓降。通過針對不同的幾何結(jié)構(gòu)修改來模擬壓降，可以針對不同的潛在動(dòng)脈狹窄治療來模擬效果和有效性。醫(yī)生接著可以確定哪種治療具有成功或最有效的最佳潛力。
[0012]本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及所述方法還包括針對所述至少兩個(gè)第三體積數(shù)據(jù)集中的每個(gè)來顯示每個(gè)第二動(dòng)脈壓降。顯示所有的估計(jì)的動(dòng)脈壓降允許用戶(例如醫(yī)生)方便地看到每種幾何結(jié)構(gòu)模擬的效果，這將幫助他選擇最優(yōu)的狹窄治療。
[0013]本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及所述方法還包括根據(jù)所述第一動(dòng)脈壓降而計(jì)算出的第一血流儲備分?jǐn)?shù)，以及根據(jù)所述第二動(dòng)脈壓降而計(jì)算出的第二血流儲備分?jǐn)?shù)；并且其中，顯示所述第一血流儲備分?jǐn)?shù)和所述第二血流儲備分?jǐn)?shù)。血流儲備分?jǐn)?shù)是動(dòng)脈流動(dòng)屬性中用來確定狹窄的程度的常用屬性。為醫(yī)生提供該信息將進(jìn)一步幫助他選擇最優(yōu)的動(dòng)脈狹窄治療。
[0014]本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及所述方法，其中，所述醫(yī)學(xué)成像是利用從包括以下項(xiàng)的組中選擇的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)來執(zhí)行的:計(jì)算機(jī)斷層攝影、正電子發(fā)射斷層攝影、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影、磁共振成像、3D X射線成像、超聲成像、或它們的組合。這些是在大部分醫(yī)院或診斷中心中可用的無創(chuàng)成像技術(shù)。
[0015]本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及所述方法，其中，對所述狹窄的所述幾何結(jié)構(gòu)的修改是使所述狹窄變窄(變糟)?？梢允褂媚M的放大來預(yù)測在所述狹窄保持未處置并變糟的情況下狹窄可能如何影響動(dòng)脈中的流動(dòng)屬性。
[0016]本發(fā)明的另外的方面涉及一種用于規(guī)劃動(dòng)脈狹窄治療的系統(tǒng)、一種用于規(guī)劃動(dòng)脈狹窄治療的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、以及一種用于選擇動(dòng)脈狹窄治療的方法。
[0017]本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀并理解了下面的詳細(xì)說明后，將意識到本發(fā)明的另外的方面和實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀了對優(yōu)選實(shí)施例的以下詳細(xì)說明后，將意識到若干額外的優(yōu)勢和益處。
【附圖說明】
[0018]通過附圖圖示了本發(fā)明，其中:
[0019]圖1示出了通過醫(yī)學(xué)成像來采集體積冠狀動(dòng)脈狹窄數(shù)據(jù)的范例，在該范例中利用了 CT掃描器。
[0020]圖2a、圖2b示出了通過醫(yī)學(xué)成像來采集狹窄的二維數(shù)據(jù)的兩個(gè)范例，在這些范例中分別利用了二維X射線成像器和動(dòng)脈內(nèi)成像。
[0021]圖3示出了狹窄周圍的壓力測量的范例。
[0022]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的狹窄治療的各種幾何結(jié)構(gòu)修改。
[0023]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于規(guī)劃動(dòng)脈狹窄治療的方法。
[0024]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于規(guī)劃動(dòng)脈狹窄治療的備選方法。
[0025]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于規(guī)劃動(dòng)脈狹窄治療的另外的備選方法。
[0026]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于選擇動(dòng)脈狹窄治療的方法。
[0027]本發(fā)明可以采取各種部件和各部件的布置以及各種過程操作和各過程操作的安排的形式。附圖僅出于圖示優(yōu)選實(shí)施例的目的，并且不得被解釋為對本發(fā)明的限制。為了更好地視覺化，可以省略某些特征，或者尺寸可以是不按照比例的。
【具體實(shí)施方式】
[0028]遇到具有已知的或疑似的動(dòng)脈狹窄，尤其是冠狀動(dòng)脈狹窄的病人，醫(yī)生具有通過減少或移除狹窄來處置狹窄的若干處置選項(xiàng)，包括但不限于，放置支架、充氣流程、搭橋或其它手術(shù)、處方藥物或膳食、建議生活方式變化、或者甚至決定當(dāng)時(shí)不執(zhí)行動(dòng)作并隨著時(shí)間保持對情況的檢測并且將處置延期到稍后的時(shí)間。如果醫(yī)生具有對一個(gè)或多個(gè)處置選項(xiàng)的結(jié)果的可靠預(yù)測的訪問，則他可以更好地規(guī)劃并選擇最有效的處置。
[0029]在本發(fā)明中，患者經(jīng)歷至少兩個(gè)成像流程:用來獲得體積(三維)數(shù)據(jù)集的(無倉|J)醫(yī)學(xué)成像