[发明专利]用于末梢脉管树的边界条件的特定患者的自动调整

说明书

本发明涉及用于末梢脉管树的边界条件的特定患者的自动调整。针对特定用户对用于末梢脉管树的边界条件进行建模（24）和调整（26）。来自患者的测量被用来找到用于末梢脉管树模型的根的参考顺应性和阻力。参考顺应性和阻力被用来诸如通过在匹配结构化树模型的顺应性和阻力与特定患者的参考顺应性和参考阻力的同时迭代地求解属性来调整（26）结构化树模型的属性。然后，调整的结构化树被用来计算（28）边界条件，用以计算（30）患者的扫描的脉管的流量。

相关申请

本专利文件要求在2013年2月15日提交的美国临时专利申请（序列号No.61/765,165）在35 U.S.C. §119(e)下的提交日期的权益，其特此通过引入并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种用于末梢脉管树的边界条件的特定患者的自动调整。

背景技术

本实施例涉及在患者的脉管中的血流的计算。特别是，针对特别的患者调整在脉管的出口处的边界条件以计算脉管流量。

对于计算其流量的脉管的出口，已经提出了用于末梢脉管树的三维、一维或多尺度模型的若干出口边界条件。简单的方法是直接地利用流速率或压力，但是对于特定患者的几何形状，该方法取决于通过测量的流速率或压力量的可用性。此外，压力边界条件可能导致对于具有多出口的脉管几何形状的生理学上的错误结果。

在另一个方法中，三元素弹性腔模型使用具有电路的模拟。边界条件是在出口处的末梢脉管树的阻力和顺应性。阻力被建模为两个串联的电阻器，并且顺应性被建模为电容或能量存储。虽然弹性腔边界条件仅由三个部件（例如，两个电阻和一个电容）构成，但是弹性腔模型可以被调整以便匹配特定患者数量。

这两个方法都不对下游脉管系统或末梢脉管树的生理学方面建模。尤其是当波传播方面是计算研究中所关注的时，根据这些方法的边界条件不能够在循环的末梢部分中（即，在基于模型组合在一起为出口边界条件的区域中）捕获波传播现象。

在能够对人造出口的末梢的波传播效应进行建模的另一个方法中，结构化树被用来确定边界条件。末梢脉管系统被建模为用多个简化假设获得的简单几何结构。这些假设允许结构化树的阻抗的解析计算，其接着在几何模型的出口处被强加为周期边界条件。然而，在结构化树方法中为特定患者计算进行调整要困难得多。

为了获得在结构化树的近端部分中（即，在出口处）的期望的时变的流速率和压力轮廓，末梢域的或末梢域中的总阻力、总顺应性、波传播效应、和波反射效应可以被用作出口边界条件的属性。对于弹性腔边界条件，可以通过三个参数调整前两个方面，但波传播和反射效应不可以被调整。结构化树边界条件自然地对波传播效应进行建模，但难以调整结构化树的参数以获得特定的先验指定的总阻力和顺应性的值。

发明内容

通过介绍，下面描述的优选的实施例包括用于自动地调整末梢脉管树的边界条件的方法、计算机可读介质和系统。来自患者的测量用来找到用于末梢脉管树的根的参考顺应性和阻力。参考顺应性和阻力被用来诸如通过在使结构化树模型的顺应性和阻力与特定患者参考顺应性和参考阻力相匹配的同时迭代地求解属性来调整结构化树模型的属性。然后，调整的结构化树被用来计算边界条件，以便计算在扫描的患者脉管中的流量。

在第一方面中，提供了用于自动地调整末梢脉管树的边界条件的方法。获取表示患者脉管和脉管的一个或多个出口的扫描数据。结构化树模型为一个或多个出口中的每一个对末梢脉管树结构进行建模。结构化树模型中的每一个被调整为患者的一个或多个特性与结构化树模型的一个或多个特性的匹配的函数。确定用于相应的一个或多个出口的一个或多个边界条件。患者脉管的血流量被计算为边界条件的函数并被显示。