[發(fā)明專利]形態(tài)學(xué)和血管周疾病標(biāo)志物的聯(lián)合評(píng)估

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202080011809.8
• 申請(qǐng)日: 2020-08-04
• 公開（公告）號(hào): CN113439287A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·J·巴克勒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 易魯希德生物成像公司
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/11;A61B5/02;A61B6/00;A61B8/08
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 劉文燦

提供了一種包括層次分析框架的系統(tǒng)，該層次分析框架可以利用第一組機(jī)器學(xué)習(xí)算法來利用醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)識(shí)別和量化一組生物特性。系統(tǒng)可以基于量化的生物特性對(duì)醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，以描繪血管周圍脂肪組織的存在。該系統(tǒng)還可以基于量化的生物特性對(duì)醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，以確定管腔邊界和/或基于管腔邊界和LRNC區(qū)域之間的最小距離確定帽厚度。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2019年8月5日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)第62/882,881號(hào)的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用整體并入本文并且由本申請(qǐng)的受讓人擁有。

政府權(quán)利

這項(xiàng)工作部分得到了NIH獎(jiǎng)項(xiàng)ID HL 126224的支持。政府可能對(duì)本發(fā)明擁有某些權(quán)利。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及疾病的計(jì)算機(jī)輔助表型分析(CAP)，其可以包括將計(jì)算機(jī)化圖像分析和/或數(shù)據(jù)融合算法應(yīng)用于患者數(shù)據(jù)。特別地，本發(fā)明涉及用于闡明動(dòng)脈粥樣硬化的疾病過程的定量成像和分析，包括描繪血管周圍脂肪組織和/或確定血管的富含脂質(zhì)的壞死核(LRNC)與管腔之間的組織厚度(“帽厚度(cap thickness)”)。

背景技術(shù)

動(dòng)脈粥樣硬化可能危及生命，尤其是在老齡化人群中，但即使在相對(duì)年輕的人群中也是如此。當(dāng)前用于診斷動(dòng)脈粥樣硬化的方法，例如，使用血液標(biāo)志物，例如膽固醇水平)和/或確定管腔變窄的程度(狹窄(stenosis))是有限的，并且因此可能導(dǎo)致次優(yōu)的治療決策(例如，執(zhí)行或不執(zhí)行手術(shù)，或開具強(qiáng)化藥物治療)。例如，許多血管手術(shù)對(duì)患者沒有好處，一些需要手術(shù)的患者沒有進(jìn)行手術(shù)，并且許多患者可通過藥物有效治療但可能沒有給他們開處方。

當(dāng)前的工具可以分析血管腔，但這不足以真正診斷動(dòng)脈粥樣硬化，因?yàn)閯?dòng)脈粥樣硬化是血管壁的疾病，而不是血液或血液流過的通道。錯(cuò)誤分類的風(fēng)險(xiǎn)水平、無法評(píng)估對(duì)藥物治療的可能反應(yīng)和/或無法測(cè)量對(duì)藥物的反應(yīng)的發(fā)生率很高。

目前，放射成像可用作用于定位疾病起源的非侵入性和安全的方法。當(dāng)前的醫(yī)學(xué)成像工具可以包括計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT，包括單能量、多能量或光譜CT)、磁共振成像(MR、MRA、DCE-MRI或多對(duì)比MRI)、超聲(b模式或血管內(nèi)US)，以及具有各種成像模態(tài)的靶向造影劑方法。

增強(qiáng)的成像技術(shù)使醫(yī)學(xué)成像成為患者護(hù)理的重要組成部分。成像可能很有價(jià)值，因?yàn)樗梢允褂梅乔秩胄苑椒ɑ蛭?chuàng)方法提供空間和時(shí)間上的局部解剖和/或功能信息。然而，可能期望用于處理增加的分辨率的技術(shù)，既用于利用數(shù)據(jù)中的通常不容易用人眼評(píng)估的模式和/或簽名，又用于例如管理大量數(shù)據(jù)以高效地將它集成到臨床工作流程中。在更新的高分辨率成像技術(shù)的情況下，沒有輔助的放射科醫(yī)師可能“淹沒”在數(shù)據(jù)中。因此，例如，為了整合用于個(gè)體患者管理的定量成像，可能期望的是提供一類決策支持信息學(xué)工具，以使得能夠在現(xiàn)有工具工作流程和/或報(bào)銷約束的現(xiàn)實(shí)中進(jìn)一步利用成像能力。

目前，動(dòng)脈粥樣硬化的成像常規(guī)地通過導(dǎo)管插入有創(chuàng)地進(jìn)行以及通過超聲、CT、MR和使用核醫(yī)學(xué)技術(shù)無創(chuàng)地進(jìn)行。最典型的評(píng)估是管腔狹窄。最近已經(jīng)在確定血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)(fractional flow reserve)方面取得了進(jìn)展。

當(dāng)前動(dòng)脈粥樣硬化成像的一個(gè)困難可能包括所用方法缺乏穩(wěn)健性。例如，當(dāng)前的方法通常只在血管外壁與血管周圍組織之間提供低水平的對(duì)比度，因此很難區(qū)分兩者。當(dāng)前的一些方法簡單地在管腔周圍采用環(huán)形環(huán)，而沒有具體確定外壁邊界。血管逐漸變細(xì)、分支血管、附近組織等也可能是有問題的。

動(dòng)脈粥樣硬化當(dāng)前成像的另一個(gè)困難可能是由于特定的成像設(shè)備使用有限的激勵(lì)來詢問組織，并且盡管一方面多對(duì)比MR或另一方面多能量CT的效用，但結(jié)果可能是在產(chǎn)生的信號(hào)中出現(xiàn)一定程度的非特異性反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容