[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的血管內(nèi)壓力比值測量方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011210091.3
• 申請(qǐng)日: 2020-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN112263231A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于波;王釗;曾強(qiáng);侯靜波;賈海波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都全景恒升科技有限公司
• 主分類號(hào): A61B5/0215
• 分類號(hào): A61B5/0215;A61B5/00;G06K9/00;G06N3/04;G06N20/00;G06T7/00
• 代理公司: 成都立新致創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 51277
• 代理人: 周方建

本發(fā)明涉及一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的血管內(nèi)壓力比值測量方法，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法自動(dòng)選取最佳測量區(qū)間，并計(jì)算區(qū)間內(nèi)血管遠(yuǎn)端和近端壓力比值，用于評(píng)估病變血管缺血程度和功能學(xué)特性。在此基礎(chǔ)上，可通過回撤壓力測量裝置，獲取不同血管位置壓力比值，并進(jìn)行血管介入治療預(yù)演判斷治療后病變血管缺血恢復(fù)程度。本發(fā)明可以簡化血管功能學(xué)指標(biāo)測量流程，避免血管擴(kuò)張類藥物給病人帶來的副作用，同時(shí)有利于優(yōu)化血管介入治療策略，改善患者預(yù)后，有效降低心血管不良事件的概率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于壓力測量評(píng)估血管功能學(xué)特性，具體涉及一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的血管內(nèi)壓力比值測量方法。

背景技術(shù)

心肌血流灌注不足是引發(fā)冠心病的重要原因。血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)(Fractional FlowReserve， FFR)定義為病變血管能提供的最大血流和該血管完全正常時(shí)能提供的最大血流的比值，可以測量病變血管的缺血程度和功能特性，是診斷狹窄血管缺血程度的最重要的介入診斷手段之一。FFR的測量方法是通過壓力介入導(dǎo)絲或微導(dǎo)管在最大充血狀態(tài)下測量病變狹窄遠(yuǎn)端壓力和近端動(dòng)脈壓的比值。一般來說，血管病變狹窄遠(yuǎn)端壓力不但與狹窄程度和病變有關(guān)，且與更遠(yuǎn)端的毛細(xì)血管微循環(huán)阻力相關(guān)。在最大充血條件下，可以近似認(rèn)為毛細(xì)血管微循環(huán)得到了充分的擴(kuò)張，因此阻力可忽略不計(jì)；在此條件下，可以近似認(rèn)為血管病變狹窄遠(yuǎn)端測量得到壓力完全反映了該血管狹窄段缺血和功能特性。

最大充血條件的獲取一般是通過靜脈或動(dòng)脈向病人體內(nèi)注射血管擴(kuò)張類藥物如腺苷等。然而，血管擴(kuò)張類藥物對(duì)于人體有一定程度損傷，不適用于某些病人群體(如肝腎功能不全、藥物過敏等)，且顯著增加了測量時(shí)間和復(fù)雜度。因此，如果FFR測量過程中不需要注射血管擴(kuò)張類藥物，則可以顯著降低血管功能學(xué)評(píng)估和測量的復(fù)雜性，使醫(yī)生和病人獲益。

專利US 9339348B2公開了一種不需要注射血管擴(kuò)張類藥物的壓力比值測量和計(jì)算方法。該方法需要協(xié)同采集心電信號(hào)，通過對(duì)血管病變近端壓力Pa、遠(yuǎn)端壓力Pd，以及心電信號(hào)中特定尖峰等特征的檢測，并附加一定時(shí)延，獲得心臟周期舒張期一部分區(qū)間作為診斷窗口，并進(jìn)一步計(jì)算診斷窗口中的Pd/Pa數(shù)值。該方法在臨床中得到了廣泛的應(yīng)用，一般被稱為iFR (instantaneous wave-free ratio)，在很大程度上可以替代FFR。該專利的確定在于需要采集心電信號(hào)，且基于特定尖峰等特征的檢測其結(jié)果容易出現(xiàn)誤差。

專利US20130345574A1公開了一種通過回撤壓力測量導(dǎo)絲獲取不同血管位置壓力比值的方法。該方法并未使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法自動(dòng)獲取計(jì)算壓力比值的時(shí)間區(qū)間窗口，也導(dǎo)致了數(shù)據(jù)測量的誤差。

除此之外，當(dāng)前FFR測量需要在病人體內(nèi)注入血管擴(kuò)張類藥物使微血管循環(huán)達(dá)到最大充血狀態(tài)，而這可能對(duì)人體帶來副作用甚至造成損傷，不適用于某些病人群體，且顯著增加了測量復(fù)雜度和時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的血管內(nèi)壓力比值測量方法，基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法，自動(dòng)獲取計(jì)算壓力比值的最優(yōu)區(qū)間，使區(qū)間內(nèi)壓力比值與FFR 相關(guān)性最大，從而避免了注入血管擴(kuò)張類藥物，且能夠通過回撤壓力測量裝置獲取不同血管段壓力比值信息，并利用該信息進(jìn)行虛擬介入手術(shù)(如放置支架)后血管功能評(píng)估和預(yù)演。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的血管內(nèi)壓力比值測量方法，該方法包括：

1)：測量主動(dòng)脈或冠狀動(dòng)脈近端壓力，記錄并顯示隨時(shí)間變化的壓力數(shù)值Pa，

2)：同時(shí)測量對(duì)應(yīng)的主動(dòng)脈或冠狀動(dòng)脈的狹窄遠(yuǎn)端壓力，記錄并顯示隨時(shí)間變化的壓力數(shù)值Pd；

3)：通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法，對(duì)Pa和Pd測量值進(jìn)行分析，自動(dòng)推算出壓力計(jì)算區(qū)間起始時(shí)間t1和終止時(shí)間t2；

4)：計(jì)算t1和t2區(qū)間的壓力比值Pd/Pa。