[發(fā)明專利]血管解析裝置、醫(yī)用圖像診斷裝置及血管解析方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380054742.6
• 申請(qǐng)日: 2013-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN104736061A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廣畑賢治;大賀淳一郎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社東芝
• 主分類號(hào): A61B6/03
• 分類號(hào): A61B6/03;G06T1/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 徐殿軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)施方式涉及血管解析裝置、醫(yī)用圖像診斷裝置及血管解析方法。

背景技術(shù)

希望有用來(lái)非侵襲或低侵襲地預(yù)防、診斷冠狀動(dòng)脈的狹窄、腦動(dòng)脈瘤或基于作為它們的前兆的頸動(dòng)脈的斑塊的狹窄的技術(shù)，所述冠狀動(dòng)脈的狹窄是作為三大疾病之一的心疾病的原因。

冠狀動(dòng)脈的狹窄是導(dǎo)致虛血性心疾病的重大的病變。作為冠狀動(dòng)脈的狹窄診斷，通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)行的冠狀動(dòng)脈造影檢查(CAG：Coronary?Angiography)是主流。作為冠狀動(dòng)脈的器質(zhì)性病變的診斷指標(biāo)，有心肌血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)(FFR：Fractional?Flow?Reserve)。FFR被定義為狹窄存在下的最大冠脈血流相對(duì)于狹窄非存在下的最大冠脈血流的比率。FFR與狹窄遠(yuǎn)位部冠內(nèi)壓相對(duì)于狹窄近位部冠內(nèi)壓的比率大致一致。測(cè)量設(shè)在導(dǎo)管前端的壓力傳感器。即，F(xiàn)FR的測(cè)量需要導(dǎo)管手術(shù)。

冠狀動(dòng)脈的狹窄解析如果能夠通過(guò)心臟CT進(jìn)行，則與通過(guò)導(dǎo)管手術(shù)進(jìn)行的FFR的測(cè)量相比，能夠低侵襲且減輕患者的負(fù)擔(dān)、以及節(jié)約醫(yī)療成本。然而，在心臟CT中，僅基于CT圖像中包含的斑塊區(qū)域或狹窄區(qū)域的大小的指標(biāo)能夠低侵襲地計(jì)測(cè)。如果能夠基于CT圖像通過(guò)構(gòu)造流體解析來(lái)計(jì)測(cè)狹窄前后的壓力差等，則能夠期待狹窄(或斑塊)帶來(lái)的影響的定量化。

作為冠脈循環(huán)的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，在臨床上開發(fā)導(dǎo)入了包括超高速CT、心血管熒光電影照相、超聲波法、SPECT(單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像)及PET(正電子發(fā)射斷層掃描)的核醫(yī)學(xué)成像、MRI(核磁共振圖像法)等，對(duì)診斷及治療法的評(píng)價(jià)很有幫助。

但是，難以將冠脈微小血管用醫(yī)用圖像診斷裝置正確地捕捉。此外，即使血管形狀鮮明，在醫(yī)用圖像中包含噪聲的情況或在生物體組織的邊界的閾值設(shè)定中存在含糊性的情況也較多。這樣，從醫(yī)用圖像診斷裝置得到的血管形狀具有不確定性。

在臨床應(yīng)用中利用醫(yī)用圖像診斷裝置的情況下，從比冠脈微小血管靠上游的大動(dòng)脈起始部起、僅將冠狀動(dòng)脈的較粗的區(qū)域作為對(duì)象進(jìn)行解析的情況也較多。由于冠狀動(dòng)脈的血流也較大地受冠脈微小血管的緊張性(tonus，強(qiáng)直性)影響，所以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定較粗的區(qū)域的冠狀動(dòng)脈的出口處的流量或壓力、或者它們的變化率等的流體解析的邊界條件成為課題。此外，冠狀動(dòng)脈的血流受到因心臟的搏動(dòng)帶來(lái)的機(jī)械性因素(因搏動(dòng)帶來(lái)的整體性的運(yùn)動(dòng)、由局部性的伸縮、扭轉(zhuǎn)、剪切變形帶來(lái)的強(qiáng)制位移或外力)影響。僅通過(guò)流體解析，不能考慮心臟的搏動(dòng)等的機(jī)械性因素的影響，所以不能精確地計(jì)測(cè)血流的流量分布及內(nèi)壓分布。另一方面，還以在圖像中捕捉到的心臟及血管系統(tǒng)為對(duì)象，實(shí)施考慮到機(jī)械性因素的影響的構(gòu)造－流體復(fù)合解析。但是，在進(jìn)行構(gòu)造－流體復(fù)合解析的情況下，難以正確地設(shè)定血液(包括造影劑)的流體解析中的血管的入口及出口的邊界條件、血管及斑塊的材料模型的情況也較多。此外，在存在圖像中未描繪出的微小血管的情況下，還有不能考慮微小血管給血流帶來(lái)的影響的情況。因此，構(gòu)造－流體復(fù)合解析的解析結(jié)果有可能不能將實(shí)際的血流及血管變形再現(xiàn)。此外，還有邊界條件、負(fù)荷條件、材料模型不適當(dāng)?shù)那闆r、或在血管伴隨著較大的運(yùn)動(dòng)的情況下收斂性及解析穩(wěn)定性上有問(wèn)題的情況。這樣，以往的血管的構(gòu)造流體解析有需要極大的解析資源和解析時(shí)間的情況、或解析結(jié)果的誤差變大的情況，有在現(xiàn)實(shí)在臨床的現(xiàn)場(chǎng)中利用上發(fā)生問(wèn)題的情況。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2008－241432號(hào)公報(bào)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：門岡等，(ITUジャーナル，心臓シミュレータが拓くテーラーメード醫(yī)療～世界最先端の心臓シミュレータとその適用例のご紹介～，Vol.41,No.6)

發(fā)明內(nèi)容

有關(guān)本實(shí)施方式的血管解析裝置具備：存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)與被檢體的血管有關(guān)的時(shí)間序列的醫(yī)用圖像的數(shù)據(jù)；設(shè)定部，對(duì)于在上述時(shí)間序列的醫(yī)用圖像中包含的血管區(qū)域設(shè)定解析對(duì)象區(qū)域，對(duì)于上述解析對(duì)象區(qū)域設(shè)定潛在變量鑒定(identification、日語(yǔ)：同定)區(qū)域；計(jì)算部，將上述時(shí)間序列的醫(yī)用圖像進(jìn)行圖像處理，計(jì)算上述解析對(duì)象區(qū)域的時(shí)間序列的形態(tài)指標(biāo)和時(shí)間序列的形狀變形指標(biāo)；構(gòu)建部，基于上述時(shí)間序列的形態(tài)指標(biāo)、上述時(shí)間序列的形狀變形指標(biāo)和上述時(shí)間序列的醫(yī)用圖像，暫定地構(gòu)建與上述解析對(duì)象區(qū)域的構(gòu)造流體解析有關(guān)的力學(xué)模型；以及鑒定部，對(duì)與上述潛在變量鑒定區(qū)域有關(guān)的潛在變量進(jìn)行鑒定，以使基于暫定地構(gòu)建出的上述力學(xué)模型的血管形態(tài)指標(biāo)的預(yù)測(cè)值及血液流量指標(biāo)的預(yù)測(cè)值中的至少一方與預(yù)先計(jì)測(cè)出的血管形態(tài)指標(biāo)的觀測(cè)值及血液流量指標(biāo)的觀測(cè)值中的至少一方匹配。