[发明专利]一种心脏瓣膜置换优化方法及系统

说明书

本发明涉及一种心脏瓣膜置换优化方法及系统，该方法包括如下步骤：(1)计算在经导管主动脉瓣置换术后不同患者的负荷力；(2)模拟主动脉根部和瓣膜组织行为，采用有限元方法提取生物力学特征；(3)建立主动脉瓣关闭不全风险预测模型；(4)利用风险预测模型对心脏瓣膜进行风险预测并对人工瓣膜进行优化，重复执步骤(1)～(3)直至风险预测结果为安全范围。与现有技术相比，本发明具有方法及系统能指导医生针对不同的病人使用不同的优化的瓣膜，最大限度的降低临床风险。

技术领域

本发明涉及一种心脏瓣膜优化方法及系统，尤其是涉及一种心脏瓣膜置换优化方法及系统。

背景技术

主动脉瓣狭窄(AS)是老年人退行性瓣膜病，随着时间的推移会恶化。主动脉瓣狭窄的病理生理学是退行性和钙化性的，并且可能通过参与脂质积聚和炎症的相同细胞动脉粥样硬化过程加剧。伴有钙化主动脉瓣狭窄的症状患者可以通过称为经导管主动脉瓣置换术(TAVR)的微创手术治疗。TAVR由安装在金属支架内的生物心脏瓣膜的经皮植入组成。TAVR已经彻底改变了患有外科主动脉瓣置换(SAVR)高危或间歇性风险的患者症状严重主动脉瓣狭窄的治疗，如休克，年龄80岁，肾功能不全，糖尿病等。TAVR于2011年被FDA批准目前临床使用的两个主要装置是自扩张式的Medtronic EvolutCoreValve(MCV)(Medtronic，Minneapolis，MN)和球囊扩张型Edwards SAPIEN S3阀(ESV)(Edwards Lifesciences，Irvine，CA)。在这两种情况下，假体支架扩张将主动脉瓣挤压到主动脉根部。正确的支架扩张对于确保装置在植入后维持其位置以及假体小叶功能正常至关重要。Sapien瓣膜尺寸为23毫米，26毫米和29毫米，而CoreValve的尺寸为26毫米，29毫米和31毫米。

患者选择对TAVR的成功至关重要。文献中已经描述了TAVR最常引用的选择标准，该标准是针对主动脉瓣狭窄伴三叉瓣主动脉瓣的严重病情，有症状，钙化性狭窄的患者设计的，其主动脉和血管解剖结构适用于TAVR。标准包括，例如(1)患者具有超声心动图导出标准的钙化主动脉瓣狭窄；(2)SAVR患者无法手术或高风险；(3)无混合主动脉瓣疾病(主动脉瓣狭窄和主动脉瓣反流伴主动脉瓣反流)；(4)无先天性单尖或先天性二尖瓣，或非钙化主动脉瓣等。因为严重主动脉瓣狭窄的死亡率高，通过医疗措施可使预期寿命延长。

TAVR的候选人在主动脉瓣中具有不同程度的钙化，并且钙沉积物的异质程度和模式。TAVR失败的主要预测因素可能包括紧急手术的需要，以前的心脏手术史，虚弱或其他问题。虽然TAVR能有效治疗严重的主动脉瓣狭窄，其并发症可能包括中风，错位，瓣膜迁移/栓塞，起搏器植入，反向/瓣膜瓣主动脉瓣反流或冠状动脉闭塞的需要。这些并发症可能会增加发病率和死亡率的风险，并增加成本。FDA最近向医生发出了关于TAVR期间主动脉瓣环断裂引起的死亡的警告。有利的结果(无主动脉瓣反流)需要适当的患者选择和细致的手术技术，以避免TAVR后的主动脉瓣关闭不全。不适当的植入(瓣膜尺寸选择)将导致TAVR假体的早期变性和功能障碍。此外，瓣膜小叶钙化的严重程度和分布会削弱TAVR的疗效。因此，在研究中需要重点关注TAVR的生物力学原因的失败，这意味着研究者将主要根据主动脉组织的生物力学因素预测TAVR后主动脉瓣关闭不全的风险。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种心脏瓣膜置换优化方法及系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种心脏瓣膜置换优化方法，该方法包括如下步骤：

(1)计算在经导管主动脉瓣置换术后不同患者的负荷力；

(2)模拟主动脉根部和瓣膜组织行为，采用有限元方法提取生物力学特征；

(3)建立主动脉瓣关闭不全风险预测模型；

(4)利用风险预测模型对心脏瓣膜进行风险预测并对人工瓣膜进行优化，重复执步骤(1)～(3)直至风险预测结果为安全范围。