[发明专利]对冠脉循环进行多尺度的解剖学和功能建模的方法和系统

说明书

公开了一种用于冠脉循环的多尺度解剖学和功能建模的方法和系统。根据患者的医学图像数据生成冠状动脉和心脏的患者特定的解剖学建模。冠脉循环的多尺度功能模型是基于患者特定的解剖学模型生成的。在至少一个冠状动脉的至少一个狭窄区域中利用冠脉循环的多尺度功能模型来模拟血流。计算血液动力学参量、例如血流储备分数(FFR)以确定狭窄的功能评估，并且利用冠脉循环的多尺度功能模型进行实际的介入模拟，以用于决策支持和介入规划。

本申请是申请日为2012年11月12日、申请号为201280066658.1、发明 名称为“用于对冠脉循环进行多尺度的解剖学和功能建模的方法和系统”的 发明专利申请的分案申请。

本申请要求在2012年11月10日提交的美国临时申请61/557935的权益， 其公开内容通过引用包含于此。

技术领域

本发明涉及对冠脉循环进行解剖学和功能建模，并且更确切而言，涉及 针对冠心病诊断和介入规划对冠脉循环进行多尺度的解剖学和功能建模。

背景技术

心血管疾病(CVD)在世界范围内是首要致死原因。在各种CVD中， 冠心病(CAD)导致这些死亡中的近50％。尽管在医学成像和其它诊断模态 中有显著进步，但是对于CAD患者来说在过早发病和死亡率方面的增长还 是非常高的。一个原因是缺乏对于疾病的诊断和发展的精确的体内和体外患 者特定的估计。例如，在冠脉狭窄情况下，如在诊断图像中看到那样对解剖 学结构的精确估计(即，冠脉中狭窄的数量)会在很大程度上低估或高估堵 塞的严重性。对于这种堵塞的功能评估，重要的是包含从多个尺度上来自血 液动力学和细胞机构的多面信息。在复杂模型中包含这样的多尺度信息在过 去由于高计算需求而是困难的。

发明内容

本发明提供了用于对冠脉循环进行多尺度的解剖学和功能建模的方法 和系统。本方面的实施例有效地包含冠脉循环解剖学结构的全阶和降阶子模 型。本发明的实施例提供了带有对健康和有病血管中的冠脉循环的高度预测 力的、患者特定的多尺度计算模型。本发明的实施例进一步通过影响(leveraging)计算模型以创建特定治疗介入来提供基于虚拟介入的规划，从 而改进冠心病的临床管理。

在本发明的一个实施例中，根据患者的医学图像数据生成冠状动脉和心 脏的患者特定的解剖学模型。基于该患者特定的解剖学模型生成冠脉循环的 多尺度功能模型。利用冠脉循环的多尺度功能模型在至少一个冠状动脉的至 少一个狭窄区域中模拟血流。

附图说明

本发明的这些和其它优点将通过参考下面的详细描述和附图而对于 本领域技术人员是显然的。

图1是冠心病的图示；

图2示出了根据本发明的一个实施例对冠脉循环进行建模、对冠心病 进行评估和进行介入规划的方法；

图3示出了根据本发明的一个实施例的多尺度建模方法的纵览；

图4是示出了冠脉自身调节(coronary autoregulation)的图；

图5示出了根据高帧率容积超声图像对心肌机械结构进行估计；

图6示出了对左心室心肌机械结构进行估计；

图7示出了对容积流量进行自动量化；

图8示出了用于冠状血管提取和冠脉狭窄的解剖学评估的示例性医学 图像处理软件；

图9示出了虚拟介入规划的示例；以及

图10是能够实施本发明的计算机的高等级模块图。

具体实施方式