[发明专利]基于心肌呈色特性计算用于虚拟FFR和iFR计算的边界条件

说明书

提供了一种用于评价患者的脉管系统的装置，所述装置适于根据多幅诊断图像导出动力学度量和所述脉管系统的生理学模型，所述脉管系统的所述生理学模型包括感兴趣血管的几何模型和流体动力学模型，所述动力学度量指示通过所述脉管系统的造影剂动力学，并且适于对根据时间的至少一个动力学度量进行分析，从而调整所述流体动力学模型的至少一个边界条件。

技术领域

本发明涉及用于评价患者的脉管系统的装置、对应的方法和相应的计算机程序。具体地，本发明涉及用于通过针对每个患者考虑微脉管变化而对流体动力学建模患者的脉管系统进行改进的装置和方法。

背景技术

冠状动脉疾病的正确评价对于确定优化的处置选项是极其重要的。这种评价需要关于冠状动脉生理学中的血液动力学的了解。为此目的，诸如血流储备分数(FFR)或瞬时无波比(iFR，其也被称为Instantaneous Wave-Free Ratio)的血液动力学指标可以用来正确地评价患者中的冠状动脉疾病。FFR以及iFR两者是用于例如由于感兴趣血管中的狭窄的血液沿着所述感兴趣血管的压力下降的度量。具体地，它们可以被确定为狭窄远侧的压力(P_d)与主动脉中的压力(P_a)的比。

因此，FFR测量必须在最大血流期间(即在充血下)被执行，这会引起患者的不适。相比之下，iFR测量在静止时在心脏舒张期中的特定时段期间被执行，由此避免诱发患者中的充血的必要性。

在过去，FFR和/或iFR测量通常被有创地执行，通过在感兴趣血管中的至少一个远侧位置和一个近侧位置处(即在远离和邻近主动脉的位置处)测量压力。近年来，已经实现了借助于所谓的“虚拟”FFR和/或iFR方法无创地确定FFR和/或iFR值的方法。根据虚拟方案，患者的冠状动脉中的流体动力学在根据无创地获得的患者的冠状动脉生理学的诊断图像数据导出的生理学模型的基础上进行模型。为此目的，生理学模型包括表示通过冠状动脉血管的血流的流体动力学模型。

通过血管的血流的流体动力学受诸如血管壁成分、血管阻抗、血管壁弹性等的因素影响。因此，为了提供准确地预测血流的流体动力学模型，这些因素必须根据相应的边界条件进行考虑。这些边界条件一般基于经验值而非针对每个患者进行确定。因此，流体动力学模型固有地在该方面是一般化的，由此降低冠状动脉生理学的生理学模型的准确性。

发明内容

因此本发明的目的是提供用于对患者的冠状动脉生理学进行建模的改进的装置和对应的方法。

本发明的又一目的是提供用于对允许针对每个患者个体地确定边界条件的冠状动脉生理学进行建模的装置和系统。甚至更具体地，本发明的目的是提供通过考虑冠状动脉生理学的微脉管功能的变化而改进患者的冠状动脉生理学的基于图像的虚拟评价的准确性的装置和方法。

该目的通过一种用于评价患者的脉管系统的装置来实现，所述装置包括处理单元，所述处理单元适于根据所述脉管系统的至少一幅诊断图像导出所述脉管系统的生理学模型，所述生理学模型包括感兴趣血管的二维几何模型和表示通过所述感兴趣血管的流体动力学的流体动力学模型，根据所述脉管系统的诊断图像的时间序列导出指示通过所述脉管系统的造影剂动力学的根据时间的至少一个动力学度量，分析根据时间的所述至少一个动力学度量，并且基于对所述至少一个动力学度量的所述分析来调整所述流体动力学模型的至少一个边界条件。

患者的脉管系统并且具体地患者的冠状动脉生理学的评价中的一个重要因素是微脉管功能的变化。当针对具有弥散性或病灶性冠状动脉疾病的患者确定边界条件时，可以具体地考虑这些变化的影响。微脉管功能的定量度量因此可以例如根据图像的时间序列通过确定通过冠状动脉生理学的流动动力学来获得，在图像的时间序列中，随着时间跟踪感兴趣血管附近的流体的流入和流出。这通过如上文中描述的装置来实现。