[发明专利]医学成像中的左心耳闭合引导

说明书

本发明涉及医学成像中的左心耳闭合引导。超声成像仪（20）提供了LAA闭合引导。使用超声成像虑及随时间（例如，遍及心跳周期）进行建模（32）。所述LAA随时间的解剖模型被用于创建给患者个性化的生物力学模型。经个性化的模型和一个或多个闭合设备的模型被用于针对所述患者选择（40）适于整个心跳周期的闭合设备，并引导（44）所选择的闭合设备在植入期间的放置。

本申请是国家申请号为201811130230.4的发明专利申请的分案申请，该发明专利申请的申请日为2018年9月27日，发明名称为“医学成像中的左心耳闭合引导”。

背景技术

本实施例涉及左心耳（LAA）闭合。LAA是可能促使危及生命的血栓的形成的解剖结构。LAA结构的外科手术切除可以治疗或预防该状况。可以经由导管以对于患者而言少得多的侵入的方式植入闭合设备。这些闭合设备表现得像塞子一样，该塞子覆盖LAA并预防血液的堆积和血栓的形成。该过程的关键方面是基于解剖考虑的设备选择和设备停放区的规划。可以使用计算机断层扫描（CT）数据或三维经食管超声心动图（3D TEE）数据以选择适当的闭合设备。

在临床实践中，LAA闭合规划和引导使用内科医生与超声和CT数据集的手动交互。从医学图像对LAA的准确量化和表征到目前为止在CT或DynaCT图像上已经是可能的。该有限的可用性大部分是由于跨患者的LAA的富有挑战性且大幅变化的形状所致。机器学习可以将形状建模和图像处理进行组合，以从CT和DynaCT数据提供具有高准确性的自动分段。一旦解剖模型是可用的，就可以自动导出测量结果。然而，该方案可能未计及由于心跳周期而导致的变化。

大多数LAA过程是在三维TEE或容积心内超声心动图（容积ICE）成像引导下执行的。ICE成像由介入式心脏病医生执行，从而对相同的人给出对X射线（例如，透视（fluoroscopy））和超声成像两者以及导管部署的控制。特别是在ICE成像的情况下，利用桌边控制对3D超声成像进行导航，从而限制了输入的复杂度。因此，手动测量可能变得特别繁琐并影响再现性。

发明内容

作为介绍，下面描述的优选实施例包括用于利用超声成像仪进行LAA闭合引导的方法、计算机可读介质和系统。使用超声成像虑及随时间（例如，遍及心跳周期）进行建模。LAA随时间的解剖模型被用于创建给患者个性化的生物力学模型。经个性化的模型以及一个或多个闭合设备的模型被用于针对患者选择适于整个心跳周期的闭合设备，并引导所选择的闭合设备在植入期间的放置。

在第一方面中，提供了一种用于利用超声成像仪进行左心耳闭合引导的方法。从表示患者的心脏容积的超声数据生成所述患者的左心耳的三维解剖模型。从所述超声数据显示所述左心耳的心门的图像。所述心门的位置由所述解剖模型确定。对闭合设备相对于所述解剖模型的放置进行建模。利用从所述解剖模型导出的生物力学模型对所述闭合设备与所述解剖模型的交互进行仿真。根据所仿真的交互计算三维血流量。作为所述血流量的函数而选择所述闭合设备中的第一闭合设备。输出覆盖有所建模的放置处的所述第一闭合设备的表示的图像。

在第二方面中，提供了一种用于利用超声成像仪进行左心耳闭合引导的方法。使用超声以对在至少心跳周期内患者的左心耳进行三维扫描。从在所述扫描中获取的超声数据表征所述左心耳在所述心跳周期内的几何形状。使用从所述几何形状导出的生物力学模型来在所述心跳周期内对利用所述左心耳的所述几何模型而对闭合设备的放置进行建模。基于所述建模来在所述心跳周期内计算血流量。引导图像示出了如基于所述建模和血流量而优化的放置。

在第三方面中，提供了一种用于左心耳引导的系统。超声扫描仪被配置成获取表示患者随时间的三维区的超声数据。透视扫描仪被配置成获取表示所述三维区包括所述超声扫描仪的换能器的X射线数据。图像处理器被配置成：（1）基于所述超声数据来随时间对所述左心耳进行建模；（2）基于如在所述X射线数据中表示的换能器位置和取向将所述超声扫描仪的坐标与所述透视扫描仪的坐标进行配准；以及（3）基于所述模型和所配准的坐标，来生成示出针对所述左心耳的覆盖在所述X射线数据上的闭合设备的放置的图像。