[发明专利]用于评估血管狭窄的方法和装置

说明书

公开了一种用于使用对象的图像数据来评估血管狭窄的方法。图像数据表示对象的血管结构。该方法包括：(a)根据图像数据划分表示血管的区段的血管区段，(b)使用图像数据获得血管区段的多个二维图像；所述多个二维图像表示该血管区段的相应横截面，(c)针对该多个二维图像中的每个二维图像标识管腔区域，该管腔区域包括表示对应横截面的管腔的管腔像素，(d)使用血管区段的连续横截面的管腔区域来获得定量测量，以及(e)使用定量测量来评估血管狭窄。公开了一种用于执行上述方法的计算机系统。

技术领域

本公开涉及一种用于评估血管(诸如但不限于冠状动脉)中的狭窄(stenosis)的方法和装置。

背景

影响大约6％的一般成年人口的冠心病(CHD)是与冠状动脉狭窄(通常由于冠状动脉管腔的一部分被斑块阻塞造成的冠状动脉的变窄)相关联的常见心脏病。例如，图1示出了心脏前表面处的动脉，该动脉由于胆固醇斑块在其内壁处累积而具有变窄的管腔。这造成对心脏的减少的血液供应。

在美国，在年龄大于65岁以上的人口中，2010年CHD的患病率增加到19.8％。在美国，CHD造成每年120万的心脏病发作以及几乎19％的死亡。在新加坡，2011年心血管疾病(CVD)占死亡总数的30.4％，其中19％是由于CHD。因此，对疑似CHD患者进行及时和准确的评估是改善患者护理、降低成本以及改善护理服务的效率的关键之一。

存在评估冠状动脉狭窄的现有方法。具体而言，侵入性冠状血管造影(ICA)是用于描绘解剖学冠状动脉狭窄的黄金标准方法。图2示出了ICA中所使用的装备以及所得到的图像。利用压力导丝的血流储备分数(FFR)测量是用于评估解剖学狭窄的生理重要性的黄金标准。FFR测量可与ICA并发地执行。非侵入性计算机断层扫描血管造影(CTA)是作为ICA的替换方案的常用诊断方法。在CTA中，可以通过扫描获得二维(2D)图像序列，并且可构造三维图像体(即，2D图像的堆叠)。图3示出了CTA中所使用的装备以及所得到的图像。以下表1中示出了这些方案的优点和缺点的简单比较。

表1:ICA/FFR和CTA的比较

图4是解说了用于CHD患者护理的当前标准临床方案的流程图。首先对疑似CHD患者执行CTA扫描。如果检测到严重的动脉狭窄，则将执行后续的ICA/FFR。如果ICA/FFR确认病损的严重性，则可以在治疗过程期间执行支架植入或其它治疗干预。

CTA实现以二维(2D)或三维(3D)格式视觉化冠状血管，但是当前可用的基于CTA的成像技术在其评估生理狭窄的能力方面是有限的。当前，CTA数据由放射科医师或心脏科医师解释，并且基于被称为百分比直径狭窄(DS)的参数来评级冠状动脉狭窄病损的严重性。具体而言，使用DS的范围，即25％、25-40％、40-70％、70％。

如由图5所解说的，通过2D定量冠状血管造影(QCA)获得DS，其中将图像投影到多个平面上并相应地评估动脉管腔直径。若干临床研究已报告CTA在评估冠状动脉狭窄时具有非常高的灵敏度和阴性预测值，但是具有较低的特异性和阳性预测率[1-4]。

虽然CTA可能是排除显著冠状动脉狭窄的可靠工具，但基于CTA的狭窄评估缺乏精确性。它需要专家对图像的解释(其可能是主观的)，并且通常依赖于操作者。这引起大量的假阳性诊断或高估，并且经常导致执行不必要的进一步测试(例如，昂贵的ICA和FFR)和/或治疗(例如支架植入)。

因此，期望提供改善的提供对冠状动脉狭窄的更准确评估的方法和装置。

概述

一般而言，本公开提出了使用从血管区段的连续横截面的管腔区域推导出的数值测量(诸如指示血管的狭窄区域的测量)来评估血管狭窄的方法和装置。