[发明专利]用于确定血管中斑块沉积的方法和设备

说明书

本发明涉及用于确定冠状动脉中的斑块沉积的方法和设备。根据该方法，使用成像模态来获得患者的冠状动脉造影射线照相图像。所获得的射线照相图像被校准以用于进一步分析该射线照相图像。随后，对该射线照相图像应用图像处理技术（诸如取阈值和直方图均衡化）来提取血管树结构以用于分析。进一步地，基于经处理的射线照相图像来计算内腔宽度和外部血管宽度。进一步地，基于内腔尺寸和外部血管尺寸来确定斑块沉积水平。最后，基于所述分析的结果被显示给用户。所述结果包括脉管结构上的腔内的斑块沉积水平以及由斑块沉积对患者造成的可能风险。

技术领域

本发明涉及用于确定血管中斑块沉积的方法和设备。更特别地，本文公开的方法和设备涉及确定冠状动脉中的斑块沉积。

背景技术

动脉粥样硬化（atherosclerosis）在冠状动脉疾病（CAD）中是常见的发现物以及在全世界范围内是死亡和疾病的主要原因。动脉粥样硬化或斑块/脂肪物质被沉积在冠状动脉的内壁中并且广泛地分散。动脉粥样硬化负荷方面的增加与不利事件方面的增加相关联。

在常规的冠状动脉血管造影术中，诸如定量冠状动脉分析（QCA）之类的工具被用于量化血管中的局部化区域中的狭窄程度。然而，在弥漫性冠状动脉疾病中没有可以自动地量化冠状脉管结构中的动脉粥样硬化负荷的工具可用。

QCA工具执行CAD的局部化分析。QCA工具用于分析由医生标记的狭窄区域。换言之，医生在示出心脏脉管系统的射线照相图像中标记感兴趣区域（ROI）。进一步地，针对狭窄仅分析被医生标记的区域。在脉管结构中可能存在具有斑块沉积的其他区域。因此，存在对于能够估计整个冠状血管树的总体动脉粥样硬化负荷的工具的需要，所述整个冠状血管树可以包括分支和交叉。

进一步地，现有的工具已知为表现出对冠状动脉中斑块沉积的过高估计和估计不足。例如，在钙化斑块沉积的情况下存在过高估计的情况以及在柔软斑块的情况下存在估计不足的情况。这致使当前的工具对于估计总体动脉粥样硬化负荷是不可靠的。因此，存在对于可靠地估计总体动脉粥样硬化负荷的工具的需要。

发明内容

相应地，本发明的目标是提供一种用于分析脉管网络中的斑块沉积的方法和设备，其中脉管结构包括具有分支和交叉中的至少一个的血管的网络以及其中脉管结构的血管包括内腔和外部血管。该设备包括处理器和耦合到处理器的存储器，其中所述存储器包括弥漫性冠状动脉疾病（DCAD）估计模块，弥漫性冠状动脉疾病（DCAD）估计模块包括配置成在射线照相图像中确定至少两个点的选择模块，其中射线照相图像包括患者的脉管网络。DCAD估计模块包括图像增强模块，其被配置成处理射线照相图像以增强所选择的点之间的脉管结构。DCAD估计模块进一步包括血管腔尺寸计算模块，其被配置成至少计算所选择的点之间的脉管结构的外部血管的尺寸和内腔的尺寸。DCAD估计模块包括斑块沉积确定模块，其被配置成确定所选择的点之间的脉管结构的腔中的斑块沉积水平。在一些实施例中，DCAD估计模块估计所选择的点之间的脉管结构的分支和旁侧血管（side vessel）中的斑块沉积。

根据一个实施例，图像增强模块被配置成应用一个或多个图像处理算法来增强射线照相图像中的脉管结构。图像处理算法可以包括对比度受限的自适应直方图均衡化和基于相干性的各向异性扩散。该算法通过将射线照相图像分成多个块来提高射线照相图像的对比度。射线照相图像的多个块中的每个块的对比度是通过将直方图强度重新映射到更宽的动态范围来增强的。

根据另一个实施例，血管腔尺寸计算模块被配置成使用中心线检测算法来计算脉管结构的内腔尺寸。脉管结构的中心线检测是使用边缘检测算法来确定的。

根据另外一个实施例，血管腔尺寸计算模块被配置成在小的区段中计算外部血管尺寸。外部血管尺寸是通过考虑血管的逐渐变细和貌似真实的斑块沉积来计算的。为了减轻逐渐变细效应和斑块沉积，血管的足够小的区段被考虑用于计算外部血管尺寸。

在另外又一个实施例中，斑块沉积确定模块被配置成通过计算内腔尺寸和外部血管尺寸之间的差别来确定脉管结构内的斑块的分布。