[發明專利]用于基于機器學習來評估血管阻塞的方法和系統

在審

• 申請號: 201880020710.7
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN110546646A
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: I.伊斯古姆;M.茲賴克;T.萊納
• 申請（專利權）人: 帕伊醫療成像有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;A61B6/00;G16H50/50
• 代理公司: 72001 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 俞華梁;陳嵐<國際申請>=PCT/IB2

提供了一種用于評估一個或多個冠狀動脈中的功能上顯著的狹窄的存在的方法和系統，所述顯著的狹窄還被稱為血管阻塞的嚴重性。方法和系統可以實現預測階段，所述預測階段包括：將對比增強體積圖像數據集合中的至少一部分分割成對應于目標器官的壁區的數據段，以及分析所述數據段以提取指示依據目標器官的壁區的灌注經歷的量的特征。系統和方法可以獲得從所灌注器官的訓練集合中導出的特征灌注分類（FPC）模型，基于提取的特征并基于FPC模型對數據段進行分類，以及基于特征的分類來提供指示血管阻塞的嚴重性的預測作為輸出。

（一個或多個）相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年3月24日提交的美國臨時申請No.62/476382（代理人案號No.PIE-018PROV）的優先權，所述申請通過引用以其整體并入本文中。

技術領域

本申請一般涉及評估血管阻塞的嚴重性的方法和系統，以及形成特征灌注分類（FPC）模型的方法和系統，其結合評估血管阻塞的嚴重性來對訓練特征進行分類。

背景技術

冠狀動脈疾病（CAD）是世界范圍內死亡的主要原因之一。CAD一般指的是涉及狹小或堵塞的血管的情況，其可導致向到狹窄的遠端節（section）的減少的或缺少的血液供應，從而導致對心肌的減少的氧氣供應，從而導致例如局部缺血和胸痛（絞痛）。在CAD的預防和治療中的非常重要的方面是這種狹小的或堵塞的血管的功能評估。

目前，X射線血管造影術是借助于微創手術（也稱為經皮冠狀動脈介入（PCI））在狹窄（狹小）冠狀動脈的治療期間使用的成像模態。在PCI期間，（介入性）心臟病專家在導管上將縮小的球囊或其它設備從腹股溝股動脈或橈動脈向上通過血管饋送直到它們到達動脈中的堵塞的部位。X射線成像被用于引導導管螺紋。PCI通常涉及使球囊膨脹以打開動脈，其中目的在于恢復無阻礙的血流。支架（stent）或臺架可放置在堵塞的部位以保持動脈打開。

X射線血管造影術也是用于冠狀動脈的解剖評估和冠狀動脈疾病的診斷的標準成像技術。盡管借助于定量冠狀動脈分析工具（QCA）已改進了病變嚴重性的評估中的客觀性、再現性和準確性，但是作為在具有冠狀動脈疾病的患者中最重要的預兆因子的動脈粥樣硬化病變的生理重要性不能通過X射線血管造影術來領會。

對于中間冠狀動脈病變（定義為30-70%的內腔（luminal）變窄），例如，如果狹窄是針對患者的風險并且如果期望采取行動的話，它并不始終明顯。對狹窄的嚴重性的過高估計可能導致某一治療，所述治療在后知中認識到將并非是必要的，并且因此將患者暴露于不必要的風險。然而，過低估計狹窄的嚴重性可能會引起風險，因為患者被留在未治療的狀態，而狹窄實際上是嚴重的并且實質上阻礙了向心肌的流動。尤其對于這些情況，期望具有附加的功能評估以幫助做出良好的決策。

流量儲備分數（FFR）在過去的10-15年內越來越多地被使用為標識和有效地對準最可能受益于經皮冠狀動脈介入（PCI）的冠狀動脈病變的方法。FFR是用于測量跨冠狀動脈狹窄的壓力差以確定狹窄阻礙氧輸送到心臟肌肉的可能性的技術。該技術涉及在冠狀動脈內部經皮插入壓力傳導線并測量在病變之后（到其遠端）和在病變之前（鄰近于其）的壓力。這最好在充血狀態下完成，因為在最大充血的情況下，流向心肌的血流與心肌灌注壓力成比例。FFR因此提供了如在Pijls等人“Measurement of Fractional Flow Reserve toAccess the Functional Severity of Coronary-Artery Stenoses”N Engl J Med 1996，334：1703-1708中所描述的冠狀動脈病變的功能嚴重性的定量評估。