[发明专利]用于静息和充血期间冠状动脉血流计算的个性化的框架

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求以2012年3月15日提交的、美国临时申请序号为61/611,210的申请为优先权，该申请的全部内容在此以引用方式并入本文。

技术领域

本发明一般涉及确定患者的冠状动脉循环参数，特别涉及一种利用反馈控制系统的无创性手段，用于确定患者静息状态和充血状态期间的冠状动脉循环参数。

背景技术

涉及患者冠状动脉树诸如不同冠状动脉血管中的阻塞，医师通常使用成像结果来诊断状态并确定治疗方案。例如，如果阻塞显得严重，医师会采用创伤性措施，诸如支架置入或手术来减轻阻塞。然而，单单成像结果经常不能向医生提供完全评价。特别地，成像结果不提供患者冠状动脉树的功能评价，而在诊断和后继治疗中这种功能评价对医师是有价值的。因此，期望具有一种无创性手段，用于获取患者冠状动脉树的功能评价。

发明内容

本发明的实施方式提供用于经由无创性测量和基于反馈控制系统的迭代参数估计构架来确定患者静息状态和充血状态期间的冠状动脉循环参数。这种无创性手段允许获得患者冠状动脉血管的功能评价。

根据一种实施例，确定冠状动脉循环参数包括：经由成像获得患者的冠状动脉树的解剖模型；基于在静息状态下取得的无创性测量结果，确定患者的静息边界条件；计算患者的充血边界条件；实现一种反馈控制系统，以执行与静息状态匹配的仿真，其中，反馈控制系统利用了基于冠状动脉树解剖模型的模型和多个控制器，多个控制器的每一个与冠状动脉树的各自输出变量相关，以及，其中，调整模型的参数，以使输出变量与静息测量结果相符；基于对模型的调整，调整充血边界条件；以及，使用调整后的模型，执行与充血状态相对应的血流计算。

在一种实施例中，与充血状态相对应的仿真产生冠状动脉树的充血输出变量，这些充血输出变量包括冠状动脉血流和冠状动脉压力中的一个或多个。

在一种实施例中，经由CT扫描、MRI扫描、血管造影扫描、超声扫描、以及心肌灌注扫描中的至少之一，得到患者的冠状动脉树的解剖模型。

根据一种实施例，在静息状态下取得的无创性测量结果包括心率、收缩压以及舒张压中的一个或多个。

在一种实施例中，患者的静息边界条件包括静息状态期间脉管出口处的终端阻抗和电容值。根据一种实施例，使用来自心肌灌注检查的信息，对静息边界条件进行调整。

在一种实施例中，患者的充血边界条件是患者的静息边界条件的函数，以及，包括充血状态期间脉管出口处的终端阻抗。根据一种实施例，使用来自心肌灌注检查的信息，对充血边界条件进行调整。

在一种实施例中，多个控制器的第一个与冠状动脉树的冠状动脉阻抗有关，以及，多个控制器的第二个与心输出量有关。

根据一种实施例，在一系列迭代期间，对模型的参数进行调整，直至输出变量与测得的患者数据相符。

根据下文参照附图进行的对说明性实施方式的详细描述，本发明的其它特点和优点将更为明了。

附图说明

结合附图阅读时，根据下文具体描述，将最好地理解本发明的上述以及其它方面。出于举例说明本发明的目的，附图中示出了优选实施方式，然而，应当理解，本发明并不局限于所披露的具体手段。附图中所包括的是下列图：

图1是根据一种实施例用于患者充血状态期间无创性确定冠状动脉循环参数的工作流程的总体图示；

图2是根据一种实施例的静息状态下边界条件估计的图示；

图3是根据一种实施例的充血状态下边界条件估计的图示；

图4是根据一种实施例的适用于静息状态仿真的反馈控制系统的方块图示；

图5A和图5B是流程图，图示根据一种实施例的确定患者充血状态期间冠状动脉循环参数的过程；

图6是不同实施例中所使用的冠状动脉循环系统的图示；

图7A和图7B图示关于本发明方面的测试情况的分析结果；以及

图8A、图8B、图8C和图8D是一系列曲线，图示根据一种实施例的示例仿真期间的冠状动脉循环参数。

具体实施方式

本发明的实施方式涉及无创性确定患者静息状态和充血状态期间的冠状动脉循环参数。充血状态期间冠状动脉中的血流提供患者冠状动脉树的功能评价，这对医师进行诊断和治疗是有用工具。充血状态指非静息状态，其中，心脏正泵送比静息状态下更多的血液。由本发明实施方式所提供的无创性方法是理想的，因为患者不经受冗长的和/或不舒服的创伤性测量，创伤性测量天生具有诸如感染之类的风险。