CN113367715A - 用于血管造影投影与计算机断层摄影数据的配准的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于经由血管造影投影与计算机断层摄影数据的配准对冠状动脉树进行成像的系统和方法。在一个示例中，用于对患者体内的感兴趣冠状动脉进行成像的方法可包括采集描绘冠状动脉树的计算机断层摄影(CT)成像数据，采集感兴趣冠状动脉的单个血管造影投影，将单个血管造影投影配准到CT成像数据，以及基于配准到CT成像数据的单个血管造影投影来确定感兴趣冠状动脉的血流储备分数(FFR)。

Description

用于血管造影投影与计算机断层摄影数据的配准的系统和 方法

技术领域

本文所公开的主题的实施方案涉及医疗成像，并且更具体地涉及经由侵入式血管造影技术获得的图像与计算机断层摄影数据的配准。

背景技术

侵入式血管造影术可涉及将导管插入并穿入动脉中，经由该动脉可注射造影剂。可随后经由x射线成像技术采集被填充有造影剂的动脉衰减的X射线，从而生成冠状动脉树区域的高分辨率二维(2D)投影。在一些示例中，可采用多个2D投影，以通过将2D投影彼此手动或自动配准来获得冠状动脉树的准确三维(3D)和功能表示。

计算机断层摄影(CT)血管造影是用于诊断冠状动脉疾病的另选非侵入性技术。具体地，在CT血管造影中，造影剂可替代地经由静脉内注射(例如，经由针)提供。因此，与侵入式血管造影相比，患者的不适可显著降低。此外，CT血管造影可用于对整个冠状动脉树进行成像。然而，从CT血管造影获得的图像在特定情况下(诸如当患者具有狭窄或高心率时)可能具有较低分辨率。

发明内容

在一个实施方案中，用于对患者体内的感兴趣冠状动脉进行成像的方法可包括采集描绘冠状动脉树的计算机断层摄影(CT)成像数据，采集感兴趣冠状动脉的单个血管造影投影，将单个血管造影投影配准到CT成像数据，以及基于配准到CT成像数据的单个血管造影投影来确定感兴趣冠状动脉的血流储备分数(FFR)。

应当理解，提供上面的简要描述来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的精选概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

通过参考附图阅读以下对非限制性实施方案的描述将更好地理解本公开，其中以下：

图1示出了根据一个实施方案的示例性医疗成像系统的绘画视图；

图2示出了根据一个实施方案的示例性医疗成像系统的示意性框图；

图3A和图3B示出了根据一个实施方案的方法的流程图，该方法用于将血管造影投影自动配准到计算机断层摄影成像数据并由此确定血流储备分数；

图4示出了根据一个实施方案的冠状动脉树的示例性部分的示例性降阶模型的示意图；并且

图5示出了根据一个实施方案的示例性医疗成像系统的显示设备的示例性用户界面显示。

具体实施方式

以下描述涉及医疗成像系统以及用于将二维(2D)血管造影投影自动配准到其上的三维(3D)计算机断层摄影(CT)成像数据的方法的各种实施方案。被配置为采集2D血管造影投影和3D CT成像数据的一种此类医疗成像系统描绘于图1和图2中，并且用于将2D血管造影投影自动配准到3D CT成像数据的一种此类方法提供于图3A和图3B中，由此可确定感兴趣冠状动脉的血流储备分数(FFR)。在一个实施方案中，可通过基于自动配准到3D CT成像数据的2D血管造影投影形成降阶模型(诸如图4的示例性降阶模型)来估计FFR。图5描绘了医疗成像系统的显示设备的示例性用户界面显示，其中同时显示基于配准到3D CT成像数据的2D血管造影投影的重建图像、感兴趣冠状动脉的FFR以及基于FFR的诊断和推荐治疗。

一般来讲，FFR是可用于例如确定冠状动脉内病变的血液动力问题严重程度或识别造成局部缺血的病变的生理指数。因此，FFR可用作治疗给定患者体内感兴趣冠状动脉的治疗策略的指标。例如，相对较小的FFR可指示选择脉管再通技术(例如，血管成形术)作为相应收缩冠状动脉的治疗，而相对较大的FFR可指示选择另一种医学治疗(例如，处方药物)作为治疗。

具体地，FFR是病变远侧(例如，上游)的动脉压与病变近侧(例如，下游)的动脉压的比率。例如，病变近侧的动脉压可在冠状动脉树的窦口处获得，并且因此可被视为充血时的主动脉压。在一些情况下，可例如经由放置在病变远侧的压力传感器侵入式地测量病变远侧的动脉压。然而，从患者工作流的角度来看，侵入性较小的方法可能是可取的(例如，以减轻患者不适)。

在一些示例中，可单独经由CT血管造影成像来确定FFR。一旦接收到CT血管造影成像数据，就可将血管中心线和血管边缘分段以确定冠状动脉的长度和三维形状。此类分段方法在本领域中仍然是巨大挑战，需要顶级质量的成像才能进行准确诊断。此外，对具有钙化血管(例如，狭窄)或高心率的患者而言，自动处理成像血管腔可能是困难的。因此，医疗专业人员可能验证分段，这可能导致诊断、治疗和健康结果中的不一致性。

在其他示例中，可单独经由侵入式血管造影成像来确定FFR。侵入式血管造影成像数据可作为多个2D血管造影投影来接收，这些投影呈现感兴趣冠状动脉的不同视图。可随后例如经由立体视觉成像算法将多个2D血管造影投影彼此配准，以便获得感兴趣冠状动脉的3D模型。然而，采集多个2D血管造影投影对于患者而言可能是不适的。此外，通常可能由医疗专业人员手动标记多个2D血管造影投影中的每个2D血管造影投影中的感兴趣冠状动脉的位置，以用于输入到立体视觉成像算法中。类似于CT血管造影成像，与成像数据的此类手动交互可能导致诊断、治疗和健康结果中的不一致性。

因此，在本文所述的实施方案中，提供了用于将单个2D血管造影投影自动配准到3D CT血管造影成像数据的系统和方法。因此，可经由CT血管造影成像获得整个冠状动脉树的3D表示，并且可将单个2D血管造影投影用于冠状动脉的可能难以在3D CT血管造影成像数据中捕获的区域。在一些实施方案中，可随后经由将所得成像数据分段并由此形成降阶模型来估计FFR。此外，在某些实施方案中，3D CT血管造影成像数据可能已预先成像并且可因此从成像库采集，使得仅需要对单个2D血管造影投影进行成像。因此，通过以这种方式将侵入式血管造影成像数据与CT血管造影成像数据组合，可减轻患者不适，并且可通过使成像程序最大程度简化来缩短总成像时间。另外，本文提供的用于自动配准的方法可减少诊断、治疗和健康结果中的上述不一致性。因此，患者的整体体验可得以改善。

现在参考图1，描绘了根据一个实施方案的示例性成像系统100。在例示的实施方案中，成像系统100是被配置为执行血管造影成像的x射线成像系统。在一些实施方案中，血管造影成像可包括侵入式血管造影成像技术和/或CT血管造影成像技术。然而，应当理解，可以使用其他类型的医疗成像模态(例如，x射线、磁共振(MR)、超声(US)、正电子发射断层摄影(PET)、单光子发射CT(SPECT)以及它们的组合，例如多模态成像，诸如PET/CT、PET/MR、SPECT/CT等)来实现本文所述的实施方案。此外，应当理解，其他实施方案不主动采集医疗图像。相反，实施方案可以检索先前由成像系统采集的图像或成像数据，并且如本文所述分析图像数据。

成像系统100可被配置为对受检者112(诸如患者、无生命对象、一个或多个制造部件)和/或外来对象(诸如存在于身体内的牙科植入物、支架和/或造影剂)进行成像。在一个实施方案中，成像系统100可以包括机架102，该机架继而还可以包括至少一个x射线源104，该至少一个x射线源被配置为投射x射线辐射束106(参见图2)以用于对放置在检查台114上的受检者112进行成像。具体地，x射线源104可被配置为将x射线106朝向定位在机架102的相对侧上的检测器阵列108投射。尽管图1描绘了单个x射线源104，但在某些实施方案中，可采用多个x射线源和/或检测器来投射多个x射线辐射束106，用于在对应于受检者112的不同能量水平或角度取向采集投影数据。在一些CT成像实施方案中，x射线源104可通过快速峰值千伏电压(kVp)切换来实现双能量宝石能谱成像(GSI)。在一些实施方案中，所采用的x射线检测器是能够区分不同能量的x射线光子的光子计数检测器。在其他实施方案中，使用两组x射线源和检测器来生成双能量投影，其中一组x射线源和检测器设置为低kVp而另一组设置为高kVp。因此应当理解的是，本文所述的方法可用单能量采集技术以及双能量采集技术来实现。

在某些实施方案中，机架102可为C形臂机架，其被配置为使得x射线源104可将x射线辐射106的束朝向受检者112体内的预定靶位置投射。例如，在侵入式血管造影成像应用中，可将导管插入受检者112中，以便在预定靶位置处注射造影剂，在该处预期x射线辐射106的束穿过受检者112。因此，在穿过受检者112并被各种解剖特征和造影剂衰减之后，x射线辐射106的束可由与x射线源104相对设置的检测器阵列108接收。

在某些实施方案中，成像系统100还包括图像处理器单元110，该图像处理器单元被配置为使用迭代或分析图像重建方法或两者的组合来重建受检者112的靶体积的图像。例如，在CT成像应用中，图像处理器单元110可以使用分析图像重建方法诸如滤波反投射(FBP)来重建患者的靶体积的图像。作为另一示例，图像处理器单元110可以使用迭代图像重建方法诸如高级统计迭代重建(ASIR)或基于模型的迭代重建(MBIR)等来重建受检者112的靶体积的图像。在一些示例中，除了迭代图像重建方法之外，图像处理器单元110还可以使用分析图像重建方法，诸如FBP。

在一些成像系统配置(例如CT成像系统配置)中，x射线源投射锥形x射线辐射束，该锥形x射线辐射束被准直成位于笛卡尔坐标系的X-Y-Z平面(通常被称为“成像平面”)内。x射线辐射束穿过正在被成像的对象，诸如患者或受检者。x射线辐射束在被对象衰减之后照射在辐射探测器阵列上。在检测器阵列处接收的衰减x射线辐射束的强度取决于对象对x射线辐射束的衰减。阵列的每个检测器元件产生单独的电信号，该单独的电信号是检测器位置处的x射线束衰减测量。单独地采集来自所有检测器元件的衰减测量值，以产生传输分布。

在一些成像系统(例如CT成像系统)中，使用机架使x射线源和检测器阵列围绕成像平面在待成像的对象周围旋转，使得辐射束与对象相交的角度不断变化。来自机架的一个角位置处的检测器阵列的一组x射线辐射衰减测量值(例如，投影数据)被称为“视图”。对象的“扫描”包括在x射线源和检测器关于对象的一次旋转期间在不同的角位置或视角处得到的一组视图。可以设想的是，本文所述的方法的益处源于许多医疗成像模态，因此如本文所用，术语“视图”不限于上文关于来自一个机架角度的投影数据所述的用途。术语“视图”用于意指每当存在来自不同角度的多个数据采集(无论是来自CT、x射线放射成像、正电子发射断层摄影(PET)还是单光子发射CT(SPECT)采集)时的一个数据采集和/或任何其他模态(包括尚待开发的模态)以及它们在融合实施方案中的组合。

处理投影数据以重建与通过对象获取的一个或多个二维切片对应的图像，或者在投影数据包括扩展的轴向覆盖范围(例如，Z轴照明)的一些示例中，重建与对象的三维图像体积对应的图像。一种用于根据投影数据集来重建图像的方法在本领域中称为滤波反投射技术。传输和发射断层摄影重建技术还包括统计迭代方法，诸如最大似然预期最大化(MLEM)和有序子集预期最大化重建技术以及迭代重建技术。该方法将来自扫描的衰减测量值转换成整数(就CT成像系统而言称为“CT数”或“亨氏单位(Hounsfield unit)”)，该整数用于控制显示设备上的对应像素的亮度。

为了减少总扫描时间，可执行“螺旋”扫描。为了执行“螺旋”扫描，在采集到规定的轴向覆盖的数据时，移动患者。此类系统从锥形束螺旋扫描产生单个螺旋。由锥形束绘制出(mapped out)的螺旋产生了投影数据，根据该投影数据可重建每个规定切片中的图像。

如本文所用，短语“重建图像”并非旨在排除其中生成表示图像的数据而非可视图像的本公开的实施方案。因此，如本文所用，术语“图像”广义地是指可视图像和表示可视图像的数据两者。然而，许多实施方案生成(或被配置为生成)至少一个可视图像。

现在参考图2，描绘了类似于图1的成像系统100的示例性成像系统200。即，成像系统200可为被配置用于侵入式血管造影成像和/或CT血管造影成像的x射线成像系统。如图所示，成像系统200可以包括多个部件。这些部件可彼此耦接以形成单个结构，可为分开的但位于公共房间内，或者可相对于彼此远离。例如，本文所述的模块中的一个或多个模块可以在数据服务器中操作，该数据服务器相对于成像系统200的其他部件具有不同的和远程的位置。

根据本公开的各方面，成像系统200可被配置用于对受检者204(例如，图1的受检者112)进行成像。在一个实施方案中，成像系统200可以包括检测器阵列108(参见图1)。检测器阵列108还可以包括多个检测器元件202，这些多个检测器元件一起感测穿过受检者204(诸如患者)的x射线辐射束106以采集对应的投影数据。因此，在一个实施方案中，可以包括多行单元或检测器元件202的多切片配置来制造检测器阵列108。在此类配置中，一个或多个附加行的检测器元件202可以并行配置布置，以采集投影数据。

在某些实施方案中，成像系统200可被配置为包括基本上C形或半圆形机架或“C形臂”102。机架102能够移动地支撑彼此相对地安装在相对端部上的x射线源104和检测器阵列108。受检者204可因此由检查台114支撑着地设置在x射线源104与检测器阵列108之间。

应当理解，在一些实施方案中，检查台114还可能够移动以实现所需的图像采集。在此类图像数据采集期间，机架102能够移动以改变x射线源104和/或检测器阵列108相对于受检者204的位置和/或取向。

因此，在一些实施方案中，诸如在侵入式血管造影成像应用中，机架102可在给定成像会话期间保持固定，以便对受检者204的单个2D投影进行成像。在此类实施方案中，机架102和/或检查台114的位置可在成像会话之间进行调整，以便对受检者204的另一视图进行成像。

在其他实施方案中，诸如在CT成像应用中，成像系统200可被配置为遍历受检者204周围的不同角位置以采集所需的投影数据。因此，机架102和安装在其上的部件可以被配置为围绕旋转中心206旋转，以采集例如不同能级下的投影数据。另选地，在相对于受检者204的投影角度随时间的推移变化的实施方案中，所安装的部件可被配置为沿大致曲线而不是沿一段圆周移动。

在此类实施方案中，随着x射线源104和检测器阵列108旋转，检测器阵列108可收集衰减的x射线束的数据。由检测器阵列108收集的数据可经历预处理和校准以对数据进行调节和处理，以表示所扫描的受检者204的衰减系数的线积分。经处理的数据通常被称为投影。

在一些示例中，检测器阵列108中的单独检测器或检测器元件202可包括光子计数检测器，该光子计数检测器将单独光子的交互寄存到一个或多个能量区间(energy bin)中。应当理解，本文所述的方法还可使用能量积分检测器来实现。

所采集的投影数据集可用于基础材料分解(BMD)。在BMD期间，可将所测量的投影转换为一组材料密度投影。可将材料密度投影重建以形成每种相应的基础材料的一对或一组材料密度图或图像(诸如骨、软组织和/或造影剂图)。材料密度图或图像可继而相关联以形成对成像体积中的基础材料(例如骨、软组织和/或造影剂)的体绘制。

一旦重建，由成像系统200产生的基础材料图像就可以显露出以两种基础材料的密度表示的受检者204的内部特征。可以显示密度图像或多个密度图像的组合以示出这些特征。在诊断医学病症(诸如疾病状态)，并且更一般地诊断医学事件的传统方法中，放射科医生或医师将考虑密度图像的硬拷贝或显示或其组合，以辨别感兴趣的特性特征。此类特征可以包括特定解剖结构或器官的病灶、尺寸和形状，以及基于个体从业者的技能和知识应在图像中可辨别的其他特征。

在一个实施方案中，成像系统200可以包括控制机构208，以控制部件的移动，诸如机架102的旋转和x射线源104的操作。在某些实施方案中，控制机构208还可以包括x射线控制器210，该x射线控制器被配置为向x射线源104提供功率和定时信号。在另外或另选的实施方案中，x射线控制器210还可向可调节准直器222提供操作信号和/或控制信号，以根据待执行的给定成像程序使来自x射线源104的x射线束成形。另外，控制机构208可包括机架马达控制器212，该机架马达控制器被配置为基于成像要求来控制机架102或其各种部件(例如，x射线源104、检测器阵列108等)的旋转速度和/或位置(直线或曲线)。

在某些实施方案中，控制机构208还可以包括数据采集系统(DAS)214，该DAS被配置为对从检测器元件202接收的模拟数据进行采样，并且将模拟数据转换为数字信号以用于后续处理。对于光子计数成像系统，DAS 214可从检测器阵列108下载一个或多个能量区间中的测量光子计数。DAS 214还可以被配置为选择性地将来自检测器元件202的子集的模拟数据聚集到所谓的宏检测器中，如本文进一步描述的。

可将由DAS 214采样和数字化的数据传输到计算机或计算设备216。在例示的实施方案中，计算设备216可被配置为与成像系统200的各种部件进行交互。这样，计算设备216可被配置为控制成像系统200的操作。在各种实施方案中，计算设备216可以采用大型计算机、服务器计算机、台式计算机、膝上型计算机、平板设备、网络计算设备、移动计算设备、移动通信设备等的形式。在一个实施方案中，计算设备216可以采用边缘设备的形式，用于在图2的各种部件之间进行交互。在一些实施方案中，被配置为采集x射线辐射的成像系统200的一个或多个部件可被视为整个成像系统200的x射线成像子系统(例如，x射线源104、检测器阵列108等)，该子系统可以是被进一步配置为与用户进行交互并执行各种计算过程(例如，成像或非成像)的计算系统。因此，成像系统200的其他部件(例如，计算设备216等)能够通信地耦接到x射线成像子系统。

在一些实施方案中，计算设备216可将数据存储在存储设备或大容量存储装置218中，该存储设备或大容量存储装置包括在计算设备216中(在此类示例中，计算设备216可被称为控制器)或者是能够通信地耦接到计算设备216的独立设备(在此类示例中，计算设备216可被称为处理器)。存储设备218可以包括可移动介质和/或内置设备。具体地，存储设备218可以包括一个或多个物理的非暂态的设备，其被配置为在其上保存能够由计算设备216执行的数据和/或指令，以实现本文描述的方法。因此，当实现此类方法时，存储设备218的状态可以被转换(例如，以保存不同的或变更的数据)。存储设备218例如可以包括磁阻式随机存取存储器(MRAM)、硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、光盘-读/写(CD-R/W)驱动器、数字通用光盘(DVD)驱动器、高清DVD(HD-DVD)驱动器、蓝光驱动器、闪存驱动器和/或固态存储驱动器。应当理解，存储设备218可以是非暂态存储介质。

另外，计算设备216可向DAS 214、x射线控制器210和机架马达控制器212中的一者或多者提供命令和参数，以控制系统操作，诸如数据采集和/或处理。在某些实施方案中，计算设备216基于操作员输入例如经由用户界面234来控制系统操作。计算设备216经由可操作地联接到计算设备216的操作员控制台220来接收操作员输入，该操作员输入例如包括命令和/或扫描参数。操作员控制台220可以包括物理键盘、鼠标、触摸板和/或触摸屏，以允许操作员指定命令和/或扫描参数。

虽然图2仅示出了一个操作员控制台220，但多于一个操作员控制台220可以耦接到成像系统200，例如用于输入或输出系统参数、请求检查、绘制数据和/或查看图像。此外，在某些实施方案中，成像系统200可以经由一个或多个可配置的有线和/或无线网络(诸如互联网和/或虚拟专用网络、无线电话网络、无线局域网、有线局域网、无线广域网、有线广域网等)耦接到例如在机构或医院内或者处于完全不同位置的本地或远程地定位的多个显示器、打印机、工作站和/或类似设备。

在一个实施方案中，例如，成像系统200可以包括图片存档和通信系统(PACS)224或者可以耦接到该PACS。在示例性实施方式中，PACS224可以进一步耦接到远程系统，诸如放射信息系统(例如RIS)、电子健康或医疗记录和/或医院信息系统(例如EHR/HIS)，以及/或者耦接到内部或外部网络(未示出)，以允许位于不同位置的操作员提供命令和参数和/或能够访问图像数据。

计算设备216可使用操作员供应的和/或系统定义的命令和参数来操作检查台马达控制器226，该检查台马达控制器继而可以控制检查台114，该检查台可以是电动检查台。具体地，检查台马达控制器226可以移动检查台114以将受检者204适当地定位在机架102中，以采集与受检者204的靶体积相对应的投影数据。

如前所述，DAS 214对由检测器元件202采集的投影数据进行采样和数字化。随后，图像重建器230使用所采样和数字化的x射线数据来执行高速重建。虽然图2将图像重建器230示出为单独实体，但在某些实施方案中，图像重建器230可以形成计算设备216的一部分。另选地，图像重建器230可以不存在于成像系统200中，并且替代地计算设备216可以执行图像重建器230的一种或多种功能。此外，图像重建器230可以本地或远程地定位，并且可以使用有线或无线网络来可操作地连接到成像系统200。例如，一个实施方案可以将“云”网络集群中的计算资源用于图像重建器230。

在一个实施方案中，图像重建器230可经由如图2所示的计算设备216或者经由直接连接(未示出)将重建的图像存储在存储设备218中。另选地，图像重建器230可将重建的图像传输到计算设备216，以生成用于诊断和评估的可用患者信息。在某些实施方案中，计算设备216可将重建的图像和/或患者信息传输到显示器或显示设备232，该显示器或显示设备通信地耦接到计算设备216和/或图像重建器230。在一些实施方案中，重建的图像可以从计算设备216或图像重建器230传输到存储设备218，以进行短期或长期存储。

本文进一步描述的各种方法或过程(诸如以下参考图3A和图3B描述的方法)可作为可执行指令存储在成像系统200中的计算设备(或控制器)上的非暂态存储器中或者与计算设备(或处理器)通信。在一个实施方案中，图像重建器230可以在非暂态存储器中包括此类可执行指令，并且可应用本文所述的方法来根据扫描数据重建图像。在另一个实施方案中，计算设备216可以在非暂态存储器中包括指令，并且可以在从图像重建器230接收到重建的图像之后至少部分地将本文所述的方法应用于该重建的图像。在又一个实施方案中，本文所述的方法和过程可分布在图像重建器230和计算设备216上。

在操作中，计算设备216可采集成像数据和其他医疗数据，该成像数据和其他医疗数据可经由例如用户界面234被转变以用于在显示设备232上显示给用户(例如，医疗专业人员)。作为示例，可以将医疗数据作为面向用户的图形和/或文本格式转换并且显示在显示设备232处，该面向用户的图形和/或文本格式可以在成像系统200的所有实施方式中进行标准化，或者可以特定于给定的机构、部门、专业人员或个人用户。作为另一示例，成像数据(例如，三维(3D)体积数据集、二维(2D)成像切片等)可用于在计算设备216处生成一个或多个图像，然后可以在显示设备232处将其显示给操作员或用户。这样，显示设备232可允许操作员评估成像的解剖结构。显示设备232还可以允许操作员例如经由图形用户界面(GUI)来选择感兴趣体积(VOI)以及/或者请求患者信息，以供后续扫描或处理。下文参考图5提供可经由显示设备232呈现给用户的显示的具体示例。

应当理解，上文参考图1和图2所述的成像系统可被配置用于CT血管造影成像、侵入式血管造影成像、另一种成像模态或它们的组合。因此，在一些实施方案中，可为不同的成像应用提供多个机架102，每个机架具有相应的x射线源104、检测器阵列108等。在其他实施方案中，可为多种成像模态中的每一种成像模态提供单独的成像系统，其中单独的成像系统可经由有线或无线网络通信地耦接。在此类实施方案中，成像数据可经由网络在单独的成像系统之间传输和接收。

现在参见图3A和图3B，描绘了流程图，示出了用于将血管造影投影自动配准到CT成像数据并由此确定FFR的方法300。具体地，血管造影投影可描绘感兴趣冠状动脉，该冠状动脉可与从CT成像数据分段出来的冠状动脉树相关。可随后基于与该冠状动脉树相关的感兴趣冠状动脉来确定FFR。因此，可生成诊断并因此可推荐治疗，该诊断和治疗可显示给医疗成像系统的用户。应当理解，可在医疗成像系统的显示设备处向用户显示诊断和推荐治疗以及各种其他信息(例如，FFR、重建图像等)。因此并且如下文参考图5详细所述，用户可经由用户界面与显示设备进行交互，以便添加、移除或改变所显示的信息。虽然参考方法300的具体步骤描述了此类所显示的信息，但还应当理解，诊断、推荐治疗、FFR、重建图像等中的每一者可在生成或接收给定信息之后的任何时间显示。

下文参照图1至图2所示的系统和部件描绘了方法300。例如，在一些实施方案中，方法300可在图2的成像系统200上实现。然而，应当理解，可在不脱离本公开的范围的情况下，用其他系统和部件来实现方法300。在一些实施方案中，方法300可被实现为上文参考图1和图2描述的任何医疗成像系统中的可执行指令。在一个实施方案中，方法300可在计算设备的非暂态存储器中实现，诸如图2的成像系统200的计算设备216。还应当理解，在本公开的范围内，可添加、移除、替换或互换参考方法300讨论的各个步骤。

方法300可开始于图3A的305处，其中方法300可包括接收对患者的一个或多个感兴趣冠状动脉的选择。例如，选择可以是在医疗成像系统(例如，200)的用户界面(例如，234)处例如从医疗专业人员接收的用户选择。具体地，给定的感兴趣冠状动脉可被识别为促成患者的冠状动脉疾病。例如，给定的感兴趣冠状动脉可具有狭窄(例如，钙化区域)或冠状动脉病变。作为另外的促成因素，患者可具有高于阈值心率(例如，90bpm)的心率(例如，静息心率)。在一些实施方案中，选择可包括单个感兴趣冠状动脉。在其他实施方案中，选择可包括多个感兴趣冠状动脉。

在310处，方法300可包括采集CT成像数据。在一些实施方案中，CT成像数据可作为被患者衰减的x射线辐射采集。具体地，在CT成像中，造影剂可以“非侵入性”方式(例如，经由静脉内注射)提供给患者。可对造影剂进行选择，以便比周围组织、动脉腔等吸收更多X射线光子。因此，被染色的冠状动脉衰减的X射线与其周围环境之间的对比度可加剧。衰减的X射线可经由设置在医疗成像系统(例如，200)的机架(例如，102)上的x射线检测器阵列(例如，108)采集，其可作为3D CT成像数据由计算设备(例如，216)处理和接收。在一些实施方案中，3D CT成像数据可描绘冠状动脉树的对应于一个或多个感兴趣冠状动脉的至少一部分或者整个冠状动脉树。

在其他实施方案中，可从存储在医疗成像系统(例如，200)的存储设备上的成像库采集CT成像数据。在一些实施方案中，成像库可包括描绘患者的冠状动脉树的CT成像数据(例如，先前在单独的成像会话中采集的CT成像数据)。在另外或另选的实施方案中，成像库可包括描绘多个先前患者的冠状动脉树的CT成像数据，其中多个先前患者中的每个患者还可与包括患者年龄、患者体重、患者心率、患者血压(例如，收缩压和舒张压)和患者病史中的一者或多者的患者信息相关联。计算设备(例如，216)可从成像库接收多个先前患者的患者信息。因此，对于具有一个或多个感兴趣冠状动脉的患者，还可接收包括患者年龄、患者体重、患者心率、患者血压(例如，收缩压和舒张压)和患者病史中的一者或多者的患者信息，并将其与特定先前患者的患者信息匹配。可随后从成像库接收特定先前患者的CT成像数据，其中CT成像数据可描绘特定先前患者的冠状动脉树。应当理解，虽然由特定先前患者的CT成像数据描绘的冠状动脉树可以是患者冠状动脉树的近似值，但可通过利用更大且更多样的库来提高近似值的准确性。通过从成像库采集CT成像数据，具有一个或多个感兴趣冠状动脉的患者可经受更少成像手术，从而改善总体患者体验。

在315处，方法300可包括基于CT成像数据来重建并显示第一图像。在一些实施方案中，可使用图像重建器(例如，230)将CT成像数据(例如，经由分析或迭代方法)重建为可视图像(例如，第一图像)。可随后在医疗成像系统(例如，200)的显示设备(例如，232)处将第一图像显示给用户。因此，用户可经由包括显示设备的用户界面(例如，234)操纵第一图像(例如，改变其放大率、在第一图像内移动、获得另选的视图等)。

在320处，方法300可包括确定是否请求一个或多个血管造影投影。在一些实施方案中，可(例如，由计算设备216、用户或它们的组合)确定CT成像数据足以确定诊断。在此类实施方案中，可以不请求一个或多个血管造影投影，并且方法300可前进至325，其中方法300可包括接收手动诊断。例如，用户可基于经由显示设备(例如，232)显示的第一图像来确定手动诊断。用户可通过经由用户界面(例如，234)输入手动诊断来向成像系统(例如，200)提供手动诊断。

在其他实施方案中，可(例如，由计算设备216、用户或它们的组合)确定CT成像数据不足以确定诊断。例如，可由计算设备确定CT成像数据不足以确定一个或多个感兴趣冠状动脉中的每个感兴趣冠状动脉的FFR高于阈值置信水平。在此类实施方案中，可请求一个或多个血管造影投影，并且方法300可前进至330，其中方法300可包括采集一个或多个血管造影投影。具体地，一个或多个血管造影投影可分别描绘一个或多个感兴趣冠状动脉，该一个或多个感兴趣冠状动脉分别具有一个或多个冠状动脉病变。在一些实施方案中，可经由侵入式血管造影成像采集一个或多个血管造影投影。即，导管可顺序地插入并穿入一个或多个感兴趣冠状动脉中的每个感兴趣冠状动脉内，可经由这些冠状动脉注射造影剂。如上文在310处所述，造影剂可比周围组织、内腔等吸收更多X射线光子，并且因此加剧被患者的染色特征衰减的X射线与其周围之间的对比度。衰减的x射线可随后经由医疗成像系统(例如，200)的x射线检测器阵列(例如，108)采集，其可作为血管造影投影在计算设备(例如，216)处处理和接收。具体地，血管造影投影可包括给定感兴趣冠状动脉及其相邻的冠状动脉的单个2D描绘。

在一些实施方案中，可为一个或多个感兴趣冠状动脉中的每个感兴趣冠状动脉采集单个血管造影投影。因此，在包括单个感兴趣冠状动脉的实施方案中，可仅采集一个血管造影投影。因此，由于侵入式血管造影成像引起的患者不适可被有效地最小化。

在其他实施方案中，可为给定感兴趣冠状动脉采集多个血管造影投影。在此类实施方案中，单个血管造影投影可选自多个血管造影投影，其中单个血管造影投影可具有多个血管造影投影的最少量血管叠加(例如，由于另一个冠状动脉与感兴趣冠状动脉重叠或由于给定感兴趣冠状动脉的投影缩减)。因此，可选择单个血管造影投影作为多个血管造影投影中的感兴趣冠状动脉的最高分辨率描绘。

在335处，方法300可包括将一个或多个血管造影投影自动配准到CT成像数据。具体地，由CT成像数据描绘的冠状动脉树(或其一部分)的冠状动脉中的每个冠状动脉的中心线和/或血管边缘可被分段。在其中中心线在CT成像数据中分段的实施方案中，可确定中心线中的每条中心线的长度和3D形状，使得可在笛卡尔坐标系中绘制中心线。基于冠状动脉树的中心线中的每条中心线的3D形状的长度和旋转投影，一个或多个感兴趣冠状动脉可与对应于冠状动脉树中的匹配冠状动脉的中心线的3D形状的长度和旋转投影相关联(例如，配准)(例如，经由最小二乘拟合)。在一些实施方案中，可基于相应中心线的长度和3D形状唯一地识别并标记冠状动脉树的冠状动脉中的每个冠状动脉(例如，识别并标记为“左回旋支”、“右缘动脉”等)。基于此类识别，可随后将一个或多个感兴趣冠状动脉配准到冠状动脉树的一个或多个匹配冠状动脉。因此，一个或多个血管造影投影中的每个血管造影投影可基于分段的中心线中的每条中心线的长度和3D形状配准到CT成像数据。

在具体实施方案中，一个或多个血管造影投影可经由迭代算法与CT成像数据配对，迭代算法通过保留冠状动脉树的拓扑结构来保持配对一致性。迭代算法可通过不仅仅假设在一个或多个血管造影投影和CT成像数据中观察到的分叉点之间的对应关系来实现此类配对一致性。相反，迭代算法主要依赖于将一个或多个感兴趣冠状动脉的中心线与冠状动脉树的中心线匹配，同时限制分叉点处的连接性。在一些实施方案中，迭代算法还可将样条附接到冠状动脉树的每条中心线，其中可在双重约束下优化每个样条的控制点，该双重约束最小化距描绘对应感兴趣冠状动脉的给定血管造影投影的距离并保持对应感兴趣冠状动脉的恒定长度。

一般来讲，采集多个血管造影投影可为给定感兴趣冠状动脉提供增加的准确性，因为心脏运动的动态变化可能与某些功能生理指标的准确确定相关。然而，收集多个血管造影投影可增加总体成像时间，使总体工作流复杂化，并且增加患者不适。如本文所述，通过采集3D CT成像数据以与(2D)血管造影投影结合使用，可减少血管造影投影的总数目。具体地，3D CT成像数据可为冠状动脉树的至少一部分的3D结构提供增加的准确性，这在配准到给定血管造影投影时，相对于单独利用血管造影投影，可能导致在确定功能生理指标(例如，FFR)方面提高准确性，从而不使用多个血管造影投影。例如，血管造影投影的总数目可限于感兴趣冠状动脉的总数目。

又如，在其中选择单个感兴趣冠状动脉的具体实施方案中，描绘感兴趣冠状动脉的单个血管造影投影对于心脏健康功能指标(例如，FFR)的后续确定可能足够。在此类实施方案中，没有另外的血管造影投影可配准到CT成像数据。因此，当单个血管造影投影与CT成像数据配准时，CT成像数据可提供感兴趣冠状动脉的3D表示，在另选示例中，3D表示将由多个血管造影投影提供。

实际上，采集给定感兴趣冠状动脉的单个血管造影投影而不是多个血管造影投影因此进一步排除了通常用于将多个2D血管造影投影彼此配准以获得感兴趣冠状动脉的3D表示的感兴趣冠状动脉的手动标记。即，在一些实施方案中，不采用任何血管造影投影的手动标记或做记号。

在340处，方法300可包括基于配准到CT成像数据的一个或多个血管造影投影来重建并显示冠状动脉树的第二图像。因此，第二图像可包括“拼接”到(3D)CT成像数据的重建2D投影中的一个或多个血管造影投影(如下文参考图5详细所述)。在一些实施方案中，重建的第二图像可以是在显示设备(例如，232)处显示时医疗成像系统(例如，200)的用户可见的图像。因此，用户可经由包括显示设备的用户界面(例如，234)操纵第二图像(例如，改变其放大率、在第二图像内移动、获得另选的视图等)。在此类实施方案中，可针对一个或多个感兴趣冠状动脉中的每个狭窄或冠状动脉病变在第二图像上生成一个或多个视觉指示器。因此，用户可容易地定位由第二图像描绘的特定狭窄或冠状动脉病变。

在345处，方法300可包括基于配准到CT成像数据的一个或多个血管造影投影来确定并显示一个或多个感兴趣冠状动脉中的每个冠状动脉的FFR。在一些实施方案中，可基于相应中心线的长度和相应中心线的三维形状中的一者或多者来估计一个或多个感兴趣冠状动脉中的每个冠状动脉的FFR。

在其中血管边缘在CT成像数据中被分段的具体实施方案中，可基于对应血管边缘来确定所描绘的冠状动脉树(或其一部分)的冠状动脉中的每个冠状动脉的横向横截面。在此类实施方案中，一旦一个或多个血管造影投影已配准到CT成像数据，就可确定一个或多个感兴趣冠状动脉中的每个冠状动脉的横向横截面，并且还可基于其横向横截面来估计一个或多个感兴趣冠状动脉中的每个冠状动脉的FFR。本领域的普通技术人员应当理解，如本文结合冠状动脉所用，“横向”可指给定冠状动脉在垂直于穿过给定冠状动脉的血流的定向路径的任何平面中的横截面。

在一些实施方案中，可基于降阶模型(诸如下文参考图4详细描述的降阶模型)来估计FFR。在此类实施方案中，可基于冠状动脉树的冠状动脉的中心线中的每条中心线的长度和感兴趣冠状动脉中的每个冠状动脉的血管直径来形成降阶模型(其中每个血管直径可基于相应感兴趣冠状动脉的横向横截面来确定)。因此，感兴趣冠状动脉中的每个冠状动脉可基于一个或多个血管造影投影中的每个血管造影投影及CT成像数据来建模，并且冠状动脉树(或其一部分)中的剩余冠状动脉可基于CT成像数据来建模。

在350处，方法300可包括基于FFR自动生成和显示诊断。具体地，相对低的FFR可指示感兴趣冠状动脉中的显著狭窄或冠状动脉病变。例如，如果FFR小于阈值FFR(例如，0.80)，则可将狭窄或冠状动脉病变诊断为显著的。可随后在显示设备(例如，232)处向用户显示诊断，其中包括显示设备的用户界面(例如，234)可被配置为使得用户能够接受或拒绝诊断(例如，经由确认复选框、文本输入字段等)。在具体实施方案中，计算设备(例如，216)可向用户指示尚未确定一个或多个感兴趣冠状动脉中的至少一个冠状动脉的FFR高于阈值置信水平。在此类实施方案中，可在用户界面处提示用户查看诊断。在一些实施方案中，计算设备可等待来自用户的确认，而不论是否已确定一个或多个感兴趣冠状动脉中的每个冠状动脉的FFR高于阈值置信水平。然而，在其他实施方案中，计算设备可自动确认已确定一个或多个感兴趣冠状动脉中的每个冠状动脉的FFR高于阈值置信水平并且可自动接受诊断。

在355处，方法300可包括确定是否接受诊断。例如，用户可评估诊断并且可确定诊断可能是不正确的。因此，用户可指示诊断被拒绝，并且方法300可前进至325以从用户接收手动诊断。例如，用户可基于经由显示设备(例如，232)显示的第二图像来确定手动诊断。用户可通过经由用户界面(例如，234)输入手动诊断来向成像系统(例如，200)提供手动诊断。

然而，用户或计算设备(例如，216)可替代地指示诊断被接受，并且方法300可前进至图3B的360，其中方法300可包括基于生成的诊断自动推荐并显示治疗。例如，如果狭窄或冠状动脉病变已被诊断为显著的(例如，FFR小于阈值FFR)，则自动推荐治疗可包括确定支架在感兴趣冠状动脉中的支架或推荐冠状动脉旁路术。又如，如果狭窄或冠状动脉病变已被诊断为不太显著(例如，FFR大于阈值FFR)，则自动推荐治疗可包括推荐施用处方药物。可随后在显示设备(例如，232)处向用户显示推荐治疗。

在365处，方法300可包括确定是否已经由用户界面(例如，234)接收到更新推荐治疗的用户请求。例如，用户(例如，医疗专业人员)可能不同意推荐治疗，并且可提供更新的治疗作为另选方案。如果尚未接收到用户请求(或者如果已接收到确认推荐治疗的用户请求)，则方法300可前进至370，其中方法300可包括在显示设备(例如，232)处保持当前显示。然后方法300可结束。

如果已接收到用户请求，则方法300可前进至375，其中方法300可包括基于用户请求更新推荐治疗。在380处，方法300可包括在显示设备(例如，232)处显示更新治疗，例如显示在初始显示的推荐治疗上。然后方法300可结束。

现在参见图4，描绘了示意图400，示出了冠状动脉树的示例性部分的示例性降阶模型或集总参数模型。在一个实施方案中，可采用示例性降阶模型来模拟血流并估计由CT成像数据所描绘的冠状动脉树的示例性部分中的单个血管造影投影所描绘的感兴趣冠状动脉的FFR(诸如在方法300的345处，如上文参考图3A所详述)。

如图所示，示例性降阶模型可被描绘为基于弹性贮器(Windkessel)生理学的电路图(本文称为“弹性贮器电路”)。如本领域的至少普通技术人员将容易理解的，弹性贮器电路可由表示相应生理参数的多个图解元件限定。因此，尽管描绘了四元件弹性贮器电路，但应当理解，具有任何数量的元件的弹性贮器电路可被认为在本公开的范围内。

如示意图400所示，电流402表示来自心脏泵送的体积流入。第一电阻器404可表示例如在感兴趣冠状动脉中的狭窄处的总周边电阻。因此，总周边电阻可基于感兴趣冠状动脉的血管长度(例如，感兴趣冠状动脉的中心线的长度)和感兴趣冠状动脉在狭窄处的血管直径。另外，电容器406可表示总动脉顺应性，并且电势408可表示总流体压力。

上述图解元件中的每个图解元件可存在于双元件弹性贮器电路中。因此，可通过添加第二电阻器410和电感器412来改善双元件弹性贮器电路，第二电阻器可表示由于主动脉的特征电阻而产生的对血流的阻力，电感器可表示血流的惯性。本领域的普通技术人员还应当理解，图4的示例性降阶模型可针对多个感兴趣冠状动脉进行扩展，其中每个相应感兴趣冠状动脉的每个狭窄处的总周边电阻可由附加电阻器表示。

现在参见图5，描绘了显示设备502的示例性用户界面显示500。在一个实施方案中，显示设备502可以是图2所示的医疗成像系统200的显示设备232。示例性用户界面显示500可包括重建图像504、FFR 516、诊断518和推荐治疗520的同时显示。

如示例性用户界面显示500所示，重建图像504可包括“拼接”到CT成像数据506中的血管造影投影508。具体地，可通过将由成像数据描绘的冠状动脉510配准到由血管造影投影508描绘的感兴趣冠状动脉512来将血管造影投影508配准到CT成像数据。在一些实施方案中，可经由医疗成像系统的用户(例如，经由触摸、鼠标、键盘等)来选择重建图像504，以用于进一步的用户操纵。在具体实施方案中，可显示重建图像504的一部分的视图，而不是整个重建图像504的视图。因此，用户可能能够移动重建图像504的视图。作为一个示例，用户可致动图标522能够操作以向上、向下、向左和向右移动重建图像504的视图。又如，放大条524能够操作以增大或减小重建图像504的放大率。又如，目录526可提供能够选择用于显示的另外的视图或重建图像。

如图所示，感兴趣冠状动脉512可具有狭窄。狭窄可用一个或多个视觉指示器514a、514b、514c进行标记。在一些实施方案中，如视觉指示器514a所示，可通过标记有字母数字字符或字符串(例如“A”)的指向箭头来指示狭窄。在另外或另选的实施方案中，如视觉指示器514b和视觉指示器514c所示，可由近侧虚线(例如，视觉指示器514b)和远侧虚线(例如，视觉指示器514c)来指示狭窄，其中近侧虚线和远侧虚线可平行于感兴趣冠状动脉512的相应横向平面，并且其中近侧虚线和远侧虚线中的每一者可标记有字母数字字符或字符串(例如，“A'”、“A””)。

FFR 516、诊断518和推荐治疗520中的每一者可为用户能够编辑的文本框。在此类实施方案中，当用户选择用于编辑的给定文本框并改变包含在该文本框内的文本时(例如，如果用户更新推荐治疗520)，可相对于示例性用户界面显示500的其余部分改变文本框的背景颜色，或者可增大文本框外边缘的厚度。此外，复选框519和521可分别在诊断518和推荐治疗520的近侧显示。因此，用户可选择复选框519以接受或拒绝诊断518(例如，通过分别用复选标记或X来填充复选框519)。类似地，用户可选择复选框521以接受或拒绝推荐治疗(例如，通过分别用复选标记或X来填充复选框521)。

这样，经由侵入式血管造影技术获得的冠状动脉树的区域的单个二维(2D)投影可自动配准到三维(3D)计算机断层摄影(CT)成像数据。具体地，可选择单个2D投影，以采用高分辨率对特定冠状动脉成像。将单个2D投影自动配准到3D CT成像数据的技术效果是3D CT成像数据中的较低分辨率区域可由单个2D投影补充，从而提高特定冠状动脉计算的血流储备分数的准确性并最终提高冠状动脉疾病的诊断的准确性。此外，经由此类自动配准，可增大诊断、治疗和健康结果的一致性，同时改善总体患者体验。另外，通过不采集多个2D投影，可减轻侵入式血管造影术带来的患者不适。

在一个实施方案中，用于对患者体内的感兴趣冠状动脉进行成像的方法包括采集描绘冠状动脉树的计算机断层摄影(CT)成像数据，采集感兴趣冠状动脉的单个血管造影投影，将单个血管造影投影配准到CT成像数据，以及基于配准到CT成像数据的单个血管造影投影来确定感兴趣冠状动脉的血流储备分数(FFR)。在该方法的第一示例中，感兴趣冠状动脉具有狭窄，或者患者具有高于阈值心率的心率。在该方法的第二示例中，任选地包括该方法的第一示例，采集单个血管造影投影响应于确定CT成像数据不足以确定FFR高于阈值置信水平。在该方法的第三示例中，任选地包括该方法的第一示例和第二示例中的一个或多个示例，采集描绘冠状动脉树的CT成像数据包括为患者接收患者信息，患者信息包括患者年龄、患者体重、患者心率、患者血压和患者病史中的一者或多者，基于患者信息将患者与先前患者进行匹配；以及从成像库接收描绘冠状动脉树的CT成像数据，其中冠状动脉树是先前患者的冠状动脉树。在该方法的第四示例中，任选地包括该方法的第一示例至第三示例中的一个或多个示例，该方法还包括响应于FFR小于阈值FFR，自动确定支架在感兴趣冠状动脉中的放置。在该方法的第五示例中，任选地包括该方法的第一示例至第四示例中的一个或多个示例，将单个血管造影投影配准到CT成像数据包括将由CT成像数据描绘的冠状动脉树的中心线分段，确定中心线中的每条中心线的长度和三维形状，以及基于中心线中的每条中心线的长度和三维形状将单个血管造影投影配准到CT成像数据。在该方法的第六示例中，任选地包括该方法的第一示例至第五示例中的一个或多个示例，基于配准到CT成像数据的单个血管造影投影来确定感兴趣冠状动脉的FFR包括基于配准到CT成像数据的单个血管造影投影来确定感兴趣冠状动脉的横向横截面，以及基于横截面、对应中心线的长度和对应中心线的三维形状中的一者或多者来估计感兴趣冠状动脉的FFR。在该方法的第七示例中，任选地包括该方法的第一示例至第六示例中的一个或多个示例，采集单个血管造影投影包括从多个血管造影投影中选择单个血管造影投影，该单个血管造影投影具有多个血管造影投影的最少量血管叠加。

在另一个实施方案中，计算系统包括：x射线成像子系统，该x射线成像子系统被配置为采集x射线辐射；用户界面，该用户界面包括显示设备；处理器，该处理器能够通信地耦接到用户界面和x射线成像子系统中的每一者；以及能够通信地耦接到处理器的存储器，该存储器存储处理器可执行指令，这些处理器可执行指令致使处理器从x射线成像子系统接收描绘冠状动脉树的冠状动脉的单个二维(2D)血管造影投影和描绘冠状动脉树的三维(3D)计算机断层摄影(CT)成像数据，将单个2D血管造影投影配准到3D CT成像数据，基于配准到3D CT成像数据的单个2D血管造影投影来确定冠状动脉的血流储备分数(FFR)，基于FFR生成冠状动脉的诊断，并且在显示设备上显示诊断和FFR。在计算系统的第一示例中，存储器存储另外的处理器可执行指令，这些处理器可执行指令致使处理器基于诊断自动推荐冠状动脉的治疗，并且在显示设备上显示具有诊断和FFR的推荐治疗。在计算系统的第二示例中，任选地包括计算系统的第一示例，存储器存储另外的处理器可执行指令，这些处理器可执行指令致使处理器经由用户界面接收更新推荐治疗的用户请求，以及基于用户请求更新推荐治疗。在计算系统的第三示例中，任选地包括计算系统的第一示例和第二示例中的一个或多个示例，将单个2D血管造影投影配准到3D CT成像数据包括将由3D CT成像数据描绘的冠状动脉树的中心线分段，确定中心线中的每条中心线的长度和3D形状，以及基于中心线中的每条中心线的长度和3D形状将单个2D血管造影投影配准到3D CT成像数据。在计算系统的第四示例中，任选地包括计算系统的第一示例至第三示例中的一个或多个示例，基于配准到3D CT成像数据的单个2D血管造影投影来确定冠状动脉的FFR包括基于配准到3D CT成像数据的单个2D血管造影投影来确定冠状动脉的血管直径，以及基于血管直径和对应中心线的长度来估计冠状动脉的FFR。在计算系统的第五示例中，任选地包括计算系统的第一示例至第四示例中的一个或多个示例，基于血管直径和对应中心线的长度来估计冠状动脉的FFR包括基于中心线中的每条中心线的长度和冠状动脉的血管直径来形成降阶模型，以及基于降阶模型来估计FFR。在计算系统的第六示例中，任选地包括计算系统的第一示例至第五示例中的一个或多个示例，在降阶模型中，冠状动脉基于单个2D血管造影投影和3D CT成像数据中的每一者进行建模，并且冠状动脉树中的剩余冠状动脉基于3D CT成像数据进行建模。

在又一个实施方案中，用于对受检者的一个或多个冠状动脉病变进行成像的系统包括：x射线源；x射线检测器阵列，该x射线检测器阵列被配置为检测由x射线源发射并被受检者衰减的x射线辐射；以及控制器，该控制器配置有非暂态存储器中的指令，这些指令在被执行时致使控制器采集受检者的计算机断层摄影(CT)成像数据，将一个或多个血管造影投影配准到CT成像数据，采集分别描绘一个或多个冠状动脉的一个或多个血管造影投影，这些一个或多个冠状动脉分别具有一个或多个冠状动脉病变，以及基于配准到CT成像数据的一个或多个血管造影投影来重建受检者的冠状动脉树的图像。在该系统的第一示例中，还能够进一步执行指令，以针对一个或多个冠状动脉病变中的每个冠状动脉病变在重建图像上生成视觉指示器。在该系统的第二示例中，任选地包括系统的第一示例，该系统还包括显示设备，并且还能够进一步执行这些指令，以经由显示设备显示具有针对一个或多个冠状动脉病变中的每个冠状动脉病变的视觉指示器的重建图像。在该系统的第三示例中，任选地包括该系统的第一示例和第二示例中的一个或多个示例，还能够进一步执行这些指令，以基于配准到CT成像数据的一个或多个血管造影投影来确定一个或多个冠状动脉中的每个冠状动脉的血流储备分数。在该系统的第四示例中，任选地包括该系统的第一示例至第三示例中的一个或多个示例，CT成像数据描绘了包括一个或多个冠状动脉的冠状动脉树，并且将一个或多个血管造影投影配准到CT成像数据包括将由CT成像数据描绘的冠状动脉树的中心线分段，并且将一个或多个冠状动脉中的每个冠状动脉配准到冠状动脉树的中心线。

如本文所用，以单数形式列举并且以单词“一个”或“一种”开头的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确说明此类排除。此外，对本发明的“一个实施方案”的引用不旨在被解释为排除也包含所引用特征的附加实施方案的存在。此外，除非明确地相反说明，否则“包含”、“包括”或“具有”具有特定特性的元件或多个元件的实施方案可包括不具有该特性的附加此类元件。术语“包括”和“在…中”用作相应的术语“包含”和“其中”的简明语言等同形式。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，而不旨在对其对象施加数字要求或特定位置次序。

该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使相关领域中的普通技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何包含的方法。本发明可取得专利权的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例具有与权利要求书的字面语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言具有微小差别的等效结构元件，则此类其他示例旨在落入权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种用于对患者体内的感兴趣冠状动脉进行成像的方法，所述方法包括：

采集描绘冠状动脉树的计算机断层摄影(CT)成像数据；

采集所述感兴趣冠状动脉的单个血管造影投影；

将所述单个血管造影投影配准到所述CT成像数据；以及

基于配准到所述CT成像数据的所述单个血管造影投影来确定所述感兴趣冠状动脉的血流储备分数(FFR)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述感兴趣冠状动脉具有狭窄，或者

其中所述患者具有高于阈值心率的心率。

3.根据权利要求1所述的方法，其中采集所述单个血管造影投影响应于确定所述CT成像数据不足以确定所述FFR高于阈值置信水平。

4.根据权利要求1所述的方法，其中采集描绘所述冠状动脉树的所述CT成像数据包括：

为所述患者接收患者信息，所述患者信息包括患者年龄、患者体重、患者心率、患者血压和患者病史中的一者或多者；

基于所述患者信息将所述患者与先前患者匹配；并且

从成像库接收描绘所述冠状动脉树的所述CT成像数据，其中所述冠状动脉树是所述先前患者的冠状动脉树。

5.一种计算系统，所述系统包括：

x射线成像子系统，所述x射线成像子系统被配置为采集x射线辐射；

用户界面，所述用户界面包括显示设备；

处理器，所述处理器能够通信地耦接到所述用户界面和所述x射线成像子系统中的每一者；和

存储器，所述存储器能够通信地耦接到所述处理器，所述存储器存储处理器可执行指令，所述处理器可执行指令致使所述处理器：

从所述x射线成像子系统接收描绘冠状动脉树的冠状动脉的单个二维(2D)血管造影投影和描绘所述冠状动脉树的三维(3D)计算机断层摄影(CT)成像数据；

将所述单个2D血管造影投影配准到所述3D CT成像数据；

基于配准到所述3D CT成像数据的所述单个2D血管造影投影来确定所述冠状动脉的血流储备分数(FFR)；

基于所述FFR生成所述冠状动脉的诊断；以及

在所述显示设备上显示所述诊断和所述FFR。

6.根据权利要求5所述的计算系统，其中所述存储器存储另外的处理器可执行指令，所述处理器可执行指令致使所述处理器：

基于所述诊断自动推荐所述冠状动脉的治疗；并且

在所述显示设备上显示具有所述诊断和所述FFR的所述推荐治疗。

7.一种用于对受检者的一个或多个冠状动脉病变进行成像的系统，所述系统包括：

x射线源；

x射线检测器阵列，所述x射线检测器阵列被配置为检测由所述x射线源发射并被所述受检者衰减的x射线辐射；和

控制器，所述控制器在非暂态存储器中配置有指令，所述指令在被执行时致使所述控制器：

采集所述受检者的计算机断层摄影(CT)成像数据；

采集分别描绘一个或多个冠状动脉的一个或多个血管造影投影，所述一个或多个冠状动脉分别具有所述一个或多个冠状动脉病变；

将所述一个或多个血管造影投影配准到所述CT成像数据；以及

基于配准到所述CT成像数据的所述一个或多个血管造影投影来重建所述受检者的冠状动脉树的图像。

8.根据权利要求7所述的系统，其中还能够进一步执行所述指令，以针对所述一个或多个冠状动脉病变中的每个冠状动脉病变在所述重建图像上生成视觉指示器。

9.根据权利要求8所述的系统，所述系统还包括显示设备，并且

其中还能够进一步执行所述指令，以经由所述显示设备显示具有针对所述一个或多个冠状动脉病变中的每个冠状动脉病变的所述视觉指示器的所述重建图像。

10.根据权利要求7所述的系统，其中还能够进一步执行所述指令，以基于配准到所述CT成像数据的所述一个或多个血管造影投影来确定所述一个或多个冠状动脉中的每个冠状动脉的血流储备分数。

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