[發明專利]用于靜息和充血期間冠狀動脈血流計算的個性化的框架

有效

• 申請號: 201380020254.3
• 申請日: 2013-03-13
• 公開（公告）號: CN104244813B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: L.M.伊圖;P.夏爾馬;X.鄭;A.卡門;C.蘇修;D.科馬尼修
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: A61B5/026
• 分類號: A61B5/026;G06F19/00;A61B5/02;A61B5/022
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 謝強

相關申請的交叉引用

本申請要求以2012年3月15日提交的、美國臨時申請序號為61/611,210的申請為優先權，該申請的全部內容在此以引用方式并入本文。

技術領域

本發明一般涉及確定患者的冠狀動脈循環參數，特別涉及一種利用反饋控制系統的無創性手段，用于確定患者靜息狀態和充血狀態期間的冠狀動脈循環參數。

背景技術

涉及患者冠狀動脈樹諸如不同冠狀動脈血管中的阻塞，醫師通常使用成像結果來診斷狀態并確定治療方案。例如，如果阻塞顯得嚴重，醫師會采用創傷性措施，諸如支架置入或手術來減輕阻塞。然而，單單成像結果經常不能向醫生提供完全評價。特別地，成像結果不提供患者冠狀動脈樹的功能評價，而在診斷和后繼治療中這種功能評價對醫師是有價值的。因此，期望具有一種無創性手段，用于獲取患者冠狀動脈樹的功能評價。

發明內容

本發明的實施方式提供用于經由無創性測量和基于反饋控制系統的迭代參數估計構架來確定患者靜息狀態和充血狀態期間的冠狀動脈循環參數。這種無創性手段允許獲得患者冠狀動脈血管的功能評價。

根據一種實施例，確定冠狀動脈循環參數包括：經由成像獲得患者的冠狀動脈樹的解剖模型；基于在靜息狀態下取得的無創性測量結果，確定患者的靜息邊界條件；計算患者的充血邊界條件；實現一種反饋控制系統，以執行與靜息狀態匹配的仿真，其中，反饋控制系統利用了基于冠狀動脈樹解剖模型的模型和多個控制器，多個控制器的每一個與冠狀動脈樹的各自輸出變量相關，以及，其中，調整模型的參數，以使輸出變量與靜息測量結果相符；基于對模型的調整，調整充血邊界條件；以及，使用調整后的模型，執行與充血狀態相對應的血流計算。

在一種實施例中，與充血狀態相對應的仿真產生冠狀動脈樹的充血輸出變量，這些充血輸出變量包括冠狀動脈血流和冠狀動脈壓力中的一個或多個。

在一種實施例中，經由CT掃描、MRI掃描、血管造影掃描、超聲掃描、以及心肌灌注掃描中的至少之一，得到患者的冠狀動脈樹的解剖模型。

根據一種實施例，在靜息狀態下取得的無創性測量結果包括心率、收縮壓以及舒張壓中的一個或多個。

在一種實施例中，患者的靜息邊界條件包括靜息狀態期間脈管出口處的終端阻抗和電容值。根據一種實施例，使用來自心肌灌注檢查的信息，對靜息邊界條件進行調整。

在一種實施例中，患者的充血邊界條件是患者的靜息邊界條件的函數，以及，包括充血狀態期間脈管出口處的終端阻抗。根據一種實施例，使用來自心肌灌注檢查的信息，對充血邊界條件進行調整。

在一種實施例中，多個控制器的第一個與冠狀動脈樹的冠狀動脈阻抗有關，以及，多個控制器的第二個與心輸出量有關。

根據一種實施例，在一系列迭代期間，對模型的參數進行調整，直至輸出變量與測得的患者數據相符。

根據下文參照附圖進行的對說明性實施方式的詳細描述，本發明的其它特點和優點將更為明了。

附圖說明

結合附圖閱讀時，根據下文具體描述，將最好地理解本發明的上述以及其它方面。出于舉例說明本發明的目的，附圖中示出了優選實施方式，然而，應當理解，本發明并不局限于所披露的具體手段。附圖中所包括的是下列圖：

圖1是根據一種實施例用于患者充血狀態期間無創性確定冠狀動脈循環參數的工作流程的總體圖示；

圖2是根據一種實施例的靜息狀態下邊界條件估計的圖示；

圖3是根據一種實施例的充血狀態下邊界條件估計的圖示；

圖4是根據一種實施例的適用于靜息狀態仿真的反饋控制系統的方塊圖示；

圖5A和圖5B是流程圖，圖示根據一種實施例的確定患者充血狀態期間冠狀動脈循環參數的過程；

圖6是不同實施例中所使用的冠狀動脈循環系統的圖示；

圖7A和圖7B圖示關于本發明方面的測試情況的分析結果；以及

圖8A、圖8B、圖8C和圖8D是一系列曲線，圖示根據一種實施例的示例仿真期間的冠狀動脈循環參數。

具體實施方式

本發明的實施方式涉及無創性確定患者靜息狀態和充血狀態期間的冠狀動脈循環參數。充血狀態期間冠狀動脈中的血流提供患者冠狀動脈樹的功能評價，這對醫師進行診斷和治療是有用工具。充血狀態指非靜息狀態，其中，心臟正泵送比靜息狀態下更多的血液。由本發明實施方式所提供的無創性方法是理想的，因為患者不經受冗長的和/或不舒服的創傷性測量，創傷性測量天生具有諸如感染之類的風險。