[發(fā)明專利]一種虛擬球囊血管成形術(shù)診療方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111396506.5
• 申請日: 2021-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN114066869A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂孟哲
• 申請（專利權(quán)）人: 呂孟哲
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06F30/23;G16H50/20
• 代理公司: 北京圖億天下專利代理有限公司 11974
• 代理人: 葉春娜

本發(fā)明公開了一種虛擬球囊血管成形術(shù)診療方法及系統(tǒng)，其中所述診療方法包括根據(jù)血管介入植入物的參數(shù)集構(gòu)建介入手術(shù)植入物的數(shù)據(jù)庫，根據(jù)接收的球囊類型、球囊長度、支架類型、支架長度、球囊內(nèi)氣壓、球擴(kuò)型支架或球擴(kuò)型瓣膜植入位置、血管參數(shù)以及血管病變的參數(shù)對血管成形術(shù)進(jìn)行模擬確認(rèn)形態(tài)學(xué)特征；對模擬擴(kuò)張后的血管系統(tǒng)進(jìn)行血流模擬以確定血流模擬結(jié)果；基于形態(tài)學(xué)特征和血流動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行術(shù)前或術(shù)中的模擬評估，從而為血管成形術(shù)提供最優(yōu)術(shù)前的規(guī)劃方案或術(shù)中實(shí)時(shí)模擬。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程及計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種虛擬球囊血管成形術(shù)診療方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

經(jīng)皮血管腔內(nèi)血管成形術(shù)(percutaneous transluminal angioplasty,PTA)是經(jīng)導(dǎo)管等器械擴(kuò)張?jiān)偻▌?dòng)脈粥樣硬化或其他原因所致的血管狹窄或閉塞性病變，這一療法是60年代開始應(yīng)用的，在80年代前主要采用球囊導(dǎo)管進(jìn)行治療，稱為球囊血管成形術(shù)(balloon angioplasty)。PTA原來主要用于肢體血管，以后擴(kuò)展至內(nèi)動(dòng)脈，如腎動(dòng)脈、冠狀動(dòng)脈，并且由動(dòng)脈發(fā)展至靜脈，如擴(kuò)張治療腔靜脈狹窄，以至治療人造血管、移植血管的狹窄或閉塞。

球囊血管成形術(shù)

(一)適應(yīng)證：理想的適應(yīng)證是中等大小或大血管局限、孤立性短段狹窄。其次為多發(fā)、分散的短段狹窄和閉塞。長段狹窄或閉塞、小血管病變、潰瘍性狹窄或已有鈣化的狹窄或閉塞病變不適宜于PTA治療。(二)操作技術(shù)：在血管造影確定病變位、程度和側(cè)支供血情況以及狹窄上下方的血壓等血液動(dòng)力學(xué)改變后，將造影導(dǎo)管調(diào)換成球囊導(dǎo)管。將球囊置于狹窄區(qū)，用壓力泵或手推稀釋的造影劑充脹球囊。充脹的球囊作用于狹窄的血管，使之發(fā)生擴(kuò)張。擴(kuò)張結(jié)束后，要復(fù)查血管造影，了解血管擴(kuò)張情況，同時(shí)再次測量原狹窄區(qū)上下方的血壓差以確定擴(kuò)張治療的效果。為了減少并發(fā)癥和預(yù)防再狹窄，從術(shù)前一天開始應(yīng)用抗血小板聚集藥物，如阿司匹林等。術(shù)中要用肝素抗凝，術(shù)后1～6個(gè)月服用阿司匹林、潘生丁等藥物。(三)血管擴(kuò)張的機(jī)理充脹的球囊壓力造成了狹窄區(qū)血管壁內(nèi)、中膜局限性撕裂。血管壁特別是中膜過度伸展以及動(dòng)脈粥樣斑的斷裂，從而導(dǎo)致血管壁張力減退和腔徑的擴(kuò)大。(四)療效PTA的近期和遠(yuǎn)期療效均較好。髂、腎動(dòng)脈的PTA成功率在90％以上，五年平均血管開放率在70％以上。冠狀動(dòng)脈脈單支病變PTA成功率在90％以上。影響療效的因素中，除病變部位外，病變性質(zhì)、病變的解剖與病理學(xué)特征、患者全身狀況、設(shè)備情況以及術(shù)者經(jīng)驗(yàn)等也是重要因素。例如在腎動(dòng)脈狹窄中，以纖維肌發(fā)育不良的療效最好，擴(kuò)張成功率在90％～95％，臨床上高血壓治愈和改善率達(dá)93％；其次為動(dòng)脈粥樣硬化癥；而多發(fā)性大動(dòng)脈炎的療效較差。PTA比外科手術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于對患者創(chuàng)傷小，并發(fā)癥少，收效快，操作較簡便，減少用費(fèi)，門診即可進(jìn)行，一旦發(fā)生再狹窄可以重復(fù)PTA治療。

PTA血管腔內(nèi)血管成形術(shù)手術(shù)中，球囊的尺寸球囊內(nèi)擴(kuò)張的氣壓和置入方式的選擇以及球囊的準(zhǔn)確定位對于手術(shù)是否成功十分關(guān)鍵。目前臨床常用的診斷方法是根據(jù)X射線冠脈造影(coronaryangiography，CAG)或者CT冠狀動(dòng)脈造影(CT angiography，CTA)圖像，利用一些二維分析技術(shù)來估算血管的病變程度以及所需球囊的型號(hào)。但是，CAG或CTA圖像所提供的空間信息非常有限，不能真實(shí)反映血管及其病變的實(shí)際情況。而且，測量結(jié)果都受到主觀因素的影響，勢必為準(zhǔn)確估計(jì)所用球囊的型號(hào)帶來困難。

根據(jù)以上不足和臨床應(yīng)用的實(shí)際需求，人們開始探索開發(fā)虛擬球囊和支架置入系統(tǒng)，來進(jìn)行動(dòng)脈球囊成形術(shù)前的規(guī)劃。之前的虛擬支架植入方法和系統(tǒng)側(cè)重與預(yù)測虛擬支架植入方按如飛利浦INTEGRIS 3D-RA工作站，通過自動(dòng)和半自動(dòng)的圖像分割工具，結(jié)合網(wǎng)格生成工具來建立特定病人的血管模型，并在三維圖像模型上自動(dòng)提取血管腔中心線。然后，沿著管腔中心線置入虛擬支架，并以交互方式調(diào)整支架的長度和直徑，用于進(jìn)行手術(shù)計(jì)劃，例如模擬支架置入、模擬血流過程等。或則專利(CN106539622A)提出了一種可自動(dòng)完成血管狹窄程度計(jì)算、生成支架植入策略、量化評估虛擬支架植入效果，減少對個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的依賴，提高醫(yī)生決策效率，減少醫(yī)生決策風(fēng)險(xiǎn)的基于血流動(dòng)力學(xué)分析的冠脈虛擬支架植入方法和系統(tǒng)。