CN116249488A - 用于执行血流速度测量的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在用于基于从对象获得的血管造影图获得血流速度测量结果的系统中使用的处理器。所述血管造影图表示其中包括造影剂的血管，并且其中，所述造影剂已经以给定平均频率以迸发方式提供给所述血管，从而提供所述血管造影图内的造影数据。所述处理器基于心动周期的估计时间段、每个血管造影图图像帧的估计瞬时血流速度、每个血管造影图图像帧的计算的置信度值以及由每个血管造影图图像帧表示的心动周期内的估计点来生成在所述心动周期上的表示血管内的血流速度的速度曲线。

Description

用于执行血流速度测量的系统和方法
技术领域
本发明涉及血流速度测量领域，并且更特别地涉及使用血管造影图的血流速度测量领域。
背景技术
基于血流动力学测量指导心血管和周围性血管疾病的处置通常改进最终处置结果。特别地，关于冠状动脉，临床试验已经显示，与仅基于血管造影术的试验相比较，基于血压和血流测量的决策改进了临床结果，如Pijls,Nico H.J.等人的“Fractional FlowReserve Versus Angiography for Guiding Percutaneous Coronary Intervention inPatients With Multivessel Coronary Artery Disease.”(Journal of the AmericanCollege of Cardiology，第56卷，第3期，Elsevier Inc.，2010年7月，第177-84页，doi:10.1016/j.jacc.2010.04.012)中所讨论的。
血流测量在非阻塞性冠状动脉疾病的情况下特别有价值，即在较大动脉中没有任何可见障碍的心绞痛主诉。此外，在处置其他病理(诸如周围性血管疾病)时的血流测量可能有助于量化动脉粥样硬化对足部的血液供应的影响，并且定义血管内处置的终点。此外，在肿瘤介入领域中，栓塞介入期间的血流监测可能有助于评估栓塞程度，并且决定何时停止处置以便防止健康组织的栓塞，例如在经动脉化疗栓塞(TACE)中。在高血压管理领域中，肾血流可能是肾去神经流程的有效性的预测器。此外，在介入神经病学中，血流测量可以指示部署的偏流器是否对所处置的动脉瘤内观察到的血流动力学行为具有积极影响。
总之，在各种不同的流程和处置中，血流速度是一个重要的度量。存在可用于评估血流速度的若干方法。例如，具有多普勒超声传感器或温度传感器的导丝在市场上可用于血流的评估。这些方法的缺点是设备的成本和设备被插入动脉中的需要，这携带了额外的并发症风险。外部超声还可以被用于评估血流；然而，需要高度有经验的超声医师以这种方式获取准确的测量结果。此外，由于血管在身体内的位置，冠状动脉和肾动脉难以使用外部超声进行成像。
血管造影图也可以被用于评估血流。血管造影图的使用很有吸引力，因为不要求额外的硬件，并且血流评估可以形成现有X射线介入工作流程的一部分。
在用于基于血管造影图估计血流的定量方法中，最通常采用的方法之一利用推注前沿传播，如Khanmohammadi等人的Automatic Estimation of Coronary Blood FlowVelocity Step 1for Developing aTool to Diagnose Patients With Micro-VascularAngina Pectoris(Frontiers in Cardiovascular Medicine，2019年1月)中所描述的。另一通常采用的方法是基于血液脉动，如Bonnefous等人的Quantification of arterialflow using digital subtraction angiography,(Med.Phys.39(10)，2012年10月)中所描述的。此外，存在基于脉冲造影信号的血流测量方法，其中，造影剂的注射不是连续的而是脉冲的，诸如Holdsworth,D.W.等人的“Quantitative Angiographic Blood-FlowMeasurement Using Pulsed Intra-Arterial Injection.”(Medical Physics，第26卷，第10期，1999年10月，第2168-75页，doi:10.1118/1.598733)和Shaw,C.G.和D.B.Plewes.的“Pulsed-Injection Method for Blood Flow Velocity Measurement in IntraarterialDigital Subtraction Angiography.”(Radiology，第160卷，第2期，1986年8月，第556–59页，doi:10.1148/radiology.160.2.3523598)中所描述的那些方法。
特别地注意用于从血管造影图中导出血流速度的那些方法，现有方法遭受如下文所讨论的多个缺点。
基于推注前沿传播的方法存在遭受事实的影响：仅可能估计对应于观察到的前沿穿过的时间间隔期间的血流速度，即推注前沿穿过观察到的血管段花费的时间。如果血流速度高，则由推注前沿穿过可见血管段花费的时间可能非常有限，并且可能仅在心动周期的一部分期间提供信息。由于血流速度贯穿心动周期变化，因此这可能导致对平均血流速度的严重低估或高估。
基于血液脉动的方法能够确定整个心动周期上的血流速度，但对血管造影图中的造影噪声比非常敏感。该造影噪声比灵敏度使这样的方法的使用存在问题，如果不是不可能的话。此外，这些方法要求大的综合距离，并且因此不能应用于短血管，诸如肾动脉。
如上文所提到的，一些方法利用脉冲造影剂注射，以试图通过人工创建若干推注前沿来缓解对推注前沿传播的限制。例如，Shaw,C.G.和D.B.Plewes.的“Pulsed-InjectionMethod for Blood Flow Velocity Measurement in Intraarterial DigitalSubtraction Angiography.”(Radiology，第160卷，第2期，1986年8月，第556-89页，doi:10.1148/radiology.160.2.3523598)中描述的方法不使用推注前沿，而是基于造影脉冲之间的距离计算平均速度。这些方法依赖于造影剂的非常受控的高频注射，为此要求高度专业化的装备。这样的注射条件要求很高，并且在实践中不容易适用。此外，该方法假设至少两个脉冲在图像上在给定时刻可见，这限制了该方法对足够长的血管的应用。
在Holdsworth,D.W.等人的“Quantitative Angiographic Blood-FlowMeasurement Using Pulsed Intra-Arterial Injection.”(Medical Physics，第26卷，第10期，1999年10月，第2168–75页，doi:10.1118/1.598733)中描述的方法基于使用高频脉冲注射的脉冲前沿传播生成瞬时速度估计。高频分量有助于增加测量的准确度，但是要求高度专业化的注射装备，如上文所讨论的。
因此，需要一种使用血管造影图来确定任何长度的血管内的血流速度的模块，并且与常规血管造影图相比较不要求任何额外的硬件或专业化装备。
发明内容
根据依据本发明的方面的示例，提供了一种在用于基于从对象获得的血管造影图获得血流速度测量结果的系统中使用的处理器，其中，所述处理器适于：
获得所述对象的血管的血管造影图，所述血管造影图包括多个血管造影图图像帧，其中，所述血管造影图表示在其中包括造影剂的血管，并且其中，所述造影剂已经以迸发方式被提供给所述血管，从而在所述血管造影图内提供造影数据；
针对包括造影数据的所述血管造影图的每个血管造影图图像帧，执行以下操作：
基于所述造影数据来估计瞬时血流速度；
基于所述造影数据来计算所述血管造影图图像帧的置信度值；
估计由所述血管造影图图像帧表示的心动周期内的点；
估计所述心动周期的时间段；并且
基于所述心动周期的所述时间段、每个血管造影图图像帧的估计瞬时血流速度、每个血管造影图图像帧的所述置信度值和由每个血管造影图图像帧表示的所述心动周期内的所述点来生成所述心动周期上的速度曲线，所述速度曲线表示所述血管内的所述血流速度。
本发明提供了一种从血管的血管造影图导出准确的血流速度测量结果的手段，该手段可以仅使用标准X射线成像装备来实施。
基于估计的瞬时血流速度和与所述心动周期内的该时间点相关联的血管造影图图像帧的置信度值的组合来生成速度曲线上的每个点。
由于从每个血管造影图图像帧导出的瞬时血流速度与基于造影数据确定的每个图像帧的置信度值相结合，因此需要向血管提供造影剂的频率可能低于如果在不使用置信度值的情况下导出血流速度时的频率。以这种方式，不要求专家硬件的低频造影剂注射可以被用于向所述血管提供所述造影剂。
因此，可以使用常规X射线成像硬件从所述血管造影图导出准确的血流速度测量结果。此外，由于所述造影数据除了用于血流速度测量之外还用于置信度值计算，因此可能从短血管的血管造影图中导出血流速度测量结果，这否则将是不可能的。
在实施例中，造影剂的迸发已经被提供给所述血管的频率与所述心动周期的时间段不同步。以这种方式，所述血管的血管造影图内的造影剂波前跨越所述心动周期的不同阶段，从而增加最终速度曲线的准确度。
在一些实施例中，所述迸发通过以下各项分离：
规则间隔；或
不规则间隔。
换句话说，所述迸发可以是周期性的或非周期性的。以这种方式，可以利用任何注射模式来实现所述血管的速度曲线的最佳测量结果。备选地，非周期性迸发可以由预定平均迸发频率来表征，而对于周期性迸发，迸发频率是平均迸发频率。
在实施例中，所述造影剂以预定平均频率(在示例中，该频率可以小于或等于15Hz)以迸发形式提供给所述血管。
以这种方式，可以使用以低频提供的造影剂以准确的方式导出血流速度曲线。
在实施例中，计算所述置信度值还基于所述血管造影图图像帧的噪声水平。
为了从所述血管造影图图像帧获得准确的瞬时血流速度测量结果，所述造影数据应以可以由所述处理器识别的可区分图案为特征，并且所述图案应具有比所述血管造影图图像帧内的噪声能量更高的能量。因此，通过考虑所述血管造影图图像帧的信噪比，可以增加瞬时血流速度和速度曲线的准确度。
在实施例中，还基于估计瞬时血流速度来计算所述置信度值。
以这种方式，所述置信度值的准确度可以增加。特别地，使用所述血流速度测量结果来计算所述置信度值是有利的，因为如果任何速度测量结果在可能值的已知范围之外，则可以进一步细化所述置信度值。此外，如果所述速度测量结果沿着所述血管表现为不稳定，则可以细化所述置信度值。
在实施例中，估计所述心动周期的时间段基于以下各项中的一项或多项：
所述血管造影图；以及
ECG数据。
在实施例中，所述处理器还适于基于所述速度曲线来识别以下各项中的一项或多项：
用于将所述造影剂提供给所述血管的最佳注射模式；以及
用于将所述造影剂提供给所述血管的最佳注射持续时间。
以这种方式，可以获得造影剂注射模式，其提供完全填充的速度曲线，从而增加随后获得的速度曲线的准确度。换句话说，基于所获得的速度曲线的形状，可以导出针对造影剂的注射模式，其使得在贯穿所述心动周期的期望分布中获得瞬时血流速度测量结果和相关联的置信度值。
在实施例中，所述处理器还适于：
从所述血管获得压力数据；并且
基于所述压力数据和所述速度曲线来计算血管阻抗。
以这种方式，可以基于从所述血管造影图获得的速度曲线来导出关于所述血管的状态的额外信息。
在实施例中，所述处理器还适于：
获得所述对象的血管的第二血管造影图，所述第二血管造影图已经在刺激被提供给所述对象之后被采集，所述第二血管造影图包括多个第二血管造影图图像帧，其中，所述第二血管造影图表示在其中包括造影剂的血管，并且其中，所述造影剂已经以迸发方式被提供给所述血管，从而在所述血管造影图内提供造影数据；
针对包括造影数据的所述血管造影图的每个第二血管造影图图像帧，执行以下操作：
基于所述第二血管造影图图像帧来估计经刺激的瞬时血流速度；
基于所述造影数据来计算所述第二血管造影图图像帧的经刺激的置信度值；
估计由所述第二血管造影图图像帧表示的心动周期内的时间点；
估计所述心动周期的时间段；
基于所述心动周期的所述时间段、每个第二血管造影图图像帧的所估计的经刺激的瞬时血流速度、每个第二血管造影图图像帧的所述经刺激的置信度值以及由每个第二血管造影图图像帧表示或与其相关联的所述心动周期内的所述时间点来生成针对所述心动周期的经刺激的速度曲线；
将所述速度曲线与所述经刺激的速度曲线进行比较；并且
基于所述比较来计算相对指数。
以这种方式，可以基于在已经向所述对象提供刺激之前和之后获得的速度曲线之间的比较来确定所述脉管系统的状态。
在实施例中，所述处理器还适于：
确定每个血管造影图图像帧上的血管直径；并且
基于所述血管直径和所述速度曲线来确定血流体积。
以这种方式，可以基于从所述血管造影图获得的速度曲线来导出关于所述血管的状态的额外信息。
根据本发明的方面的示例，提供了一种用于基于从对象获得的血管造影图来获得血流速度测量结果的系统，所述系统包括：
造影剂注射设备，其适于将造影剂以根据所公开的实施例中的任一个所提供的迸发方式注射到所述对象的血管中；
X射线成像设备，其适于获得所述血管的血管造影图；以及
根据相应的所公开的实施例中的任一个的处理器。
在实施例中，所述系统还包括：反馈模块，其适于基于所述速度曲线标识待通过所述造影剂注射设备提供给所述血管的造影剂的最佳注射模式或最佳注射持续时间。
在实施例中，所述造影剂注射设备基于由反馈模块识别的最佳注射模式或最佳注射持续时间自动操作。
在实施例中，所述造影剂注射设备由用户手动操作，并且其中，所述系统还包括：显示器，其适于向所述用户显示与所述最佳注射模式或所述最佳注射持续时间有关的信息。
在本发明的方面中，提供了一种基于从对象获得的血管造影图来确定血流速度的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
获得所述对象的血管的血管造影图，所述血管造影图包括多个血管造影图图像帧，其中，所述血管造影图表示在其中包括造影剂(320)的血管，并且其中，所述造影剂已经以迸发方式被提供给所述血管，从而在所述血管造影图内提供造影数据；
针对包括造影数据的所述血管造影图的每个血管造影图图像帧，执行以下操作：
基于所述造影数据来估计瞬时血流速度；
基于所述造影数据来计算所述血管造影图图像帧的置信度值；
估计与所述血管造影图图像帧相关联的心动周期内的时间点；
估计所述心动周期的时间段；并且
基于所述心动周期的所述时间段、每个血管造影图图像帧的估计瞬时血流速度、每个血管造影图图像帧的所述置信度值和由每个血管造影图图像帧表示并且与其相关联的所述心动周期内的所述时间点来生成所述心动周期上的速度曲线，所述速度曲线表示所述血管内的所述血流速度。
在本发明的又一方面中，提供了一种计算机程序，其中，所述计算机程序的计算机程序代码模块适于当所述计算机程序在计算机上运行时，在根据本发明的任何系统上实施根据本发明的方法。
本发明的这些和其他方面将根据在下文中所描述的(一个或多个)实施例而显而易见，并且将参考在下文中所描述的(一个或多个)实施例得到阐述。
附图说明
为了更好地理解本发明并且更清楚地示出其可以如何实现，现在将仅通过示例对附图进行参考，其中：
图1示出了图示由根据本发明的方面的处理器执行的步骤的流程图；
图2示出了血流速度与时间的图；并且
图3示出了用于基于血管造影图获得血流速度测量结果的系统的示意性表示。
具体实施方式
将参考附图来描述本发明。
应理解到，详细描述和特定示例当指示装置、系统和方法的示例性实施例时旨在仅是为了图示的目的，而不旨在限制本发明的范围。本发明的装置、系统和方法的这些和其他特征、方面和优点将从以下描述、权利要求书和附图变得更好理解。应当理解，附图仅仅是示意性的并且未按比例绘制。还应当理解，相同的附图标记贯穿附图被用于指示相同或相似的部分。
本发明提供了一种在用于基于从对象获得的血管造影图获得血流速度测量结果的系统中使用的处理器。血管造影图表示其中包括造影剂的血管，并且其中，造影剂已经以预定或给定的频率以迸发方式提供给血管，从而提供血管造影图内的造影数据。
对于包括造影数据的血管造影图的每个血管造影图图像帧，处理器适于：基于造影数据估计瞬时血流速度；基于造影数据计算血管造影图图像帧的置信度值；估计由血管造影图图像帧表示的心动周期内的点；以及估计心动周期的时间段。
处理器基于心动周期的估计时间段、每个血管造影图图像帧的估计瞬时血流速度、每个血管造影图图像帧的计算的置信度值以及由每个血管造影图图像帧表示的心动周期内的估计点，生成心动周期上的表示血管内的血流速度的速度曲线。
图1示出了图示当基于从对象采集的血管造影图获得血流速度测量结果时由处理器执行的步骤的流程图100。
在步骤110中，获得对象的血管的血管造影图。血管造影图包括多个个体血管造影图图像帧，并且表示已经以预定或给定的平均频率(例如小于15Hz)以迸发方式提供造影剂的血管，从而提供血管造影图内的造影数据。换句话说，血管造影图表示其中包括造影剂的血管。造影剂可以以任何适合的方式提供给血管，其示例将在下文关于图3进行讨论。
造影剂的迸发已经被提供给血管的给定平均频率可以与心动周期的时间段不同步。通过使造影剂的迸发被提供给血管的频率不同步，血管造影图内的造影剂波前将跨越心动周期的不同阶段，这意味着在后续步骤中获得的速度测量结果将提供整个心动周期内的血管中的血流速度曲线的更完整的图片。
造影剂的迸发可以由规则间隔或不规则间隔分离。通过以规则的间隔提供迸发，速度测量结果将跨速度曲线均匀间隔。通过利用不规则间隔，可以更准确地测量要求更频繁测量的速度曲线的区域，诸如具有高速度梯度的区域。因此，为了简化描述中使用的术语，平均迸发频率将被用于周期性和非周期性迸发，其中，非周期性迸发由平均迸发频率表征，而对于周期性迸发，迸发频率实际上是平均迸发频率。
对包括造影数据的血管造影图的每个血管造影图图像帧执行步骤120至140。
在步骤120中，基于造影数据估计瞬时血流速度。血管内的瞬时血流速度的估计可以使用任何适合的方法来执行，诸如相关技术或光流方法。
在步骤130中，基于造影数据计算血管造影图图像帧的置信度值。
使用血管造影图图像帧，基于沿着感兴趣血管观察到的造影信息来计算置信度值或权重。造影信息可以包括与血管内的造影剂有关的任何信息，诸如：造影剂的前沿；造影剂的扩散；相邻造影剂前沿之间的间隔；不同血管造影图图像帧之间的造影剂前沿的位移；等。置信度值与在给定时刻沿着血管的造影图案的显著性或凸显性关于，如由造影数据所表示的。例如，如果造影在时间t处沿着整个血管是恒定的，那么不存在可以用来推断造影剂的移动速度以及因此推断血流速度的真实图案。然而，如果在时间t处造影数据以良好标记的阶梯边缘方面为特征，则可以在沿着血管的不同位置处的其他时间点识别该图案，从而提供关于血管中的血流速度的信息。造影数据的方差可以被用于置信度测量，因为方差捕获信号的非恒定分量的能量。可能不要求造影数据的归一化；然而，通过归一化造影数据，可以建立固定的水平，在该水平之上，置信度值可以被认为是描述可信的样本。
通过示例的方式，置信度值可以计算为：
Figure BDA0004155966400000061
其中：R(t)是置信度值；C(t,x)是给定位置x以及时间t处的造影强度，Varx是C(t,x)沿着x维度的方差；并且N是血管造影图图像帧中的噪声水平的标准偏差。
在该示例中，置信度值描述从其中减去噪声方差并且然后通过噪声水平N归一化的造影方差。每当R(t)>R0时，保留测量结果，其中，R0是阈值。备选地，可以使用R(t)作为该组合中的相对权重来组合测量结果。
换句话说，计算置信度值可以基于血管造影图图像帧的信噪比，其中，在血管造影图图像中估计噪声水平，并且在同一图像中但沿着感兴趣血管估计信号，作为可测量的造影或方差。
置信度值提供了一种用于识别瞬时血流速度测量结果的方法，其中，血流速度估计是最可信的。例如，如果造影数据没有显示沿着血管的任何变化，则不可能跟踪造影剂随时间的移动。造影数据必须以可区分的图案为特征，以便识别瞬时血流速度，并且所述图案必须具有比噪声能量更高的能量。换句话说，造影数据不应埋在噪声中。
此外，置信度值的计算也可以基于估计的瞬时血流速度。在置信度值的计算中使用瞬时血流速度测量结果可以帮助进一步细化置信度值。例如，如果血流速度测量结果明显超出基于现有临床知识定义的已知范围，则这些测量结果可能被自动丢弃，因为是错误的。此外，如果血流速度测量结果表现为沿着血管段不稳定，则可以基于质量守恒原理降低该图像帧的置信度值，这意味着，在没有分叉的直管中，血流应该沿着管恒定。
在步骤140中，估计由血管造影图图像帧表示的心动周期内的点。换句话说，每个血管造影图图像帧与心动周期时间段内的时间点相关联。可以使用与血管造影图同时获得的ECG信号来估计由血管造影图图像帧表示的沿着心动周期的位置。备选地，可以基于血管造影图图像帧内的血管的形状(其沿着心动周期改变)或者通过根据心跳移动的任何解剖特征的相对位置来估计血管造影图图像帧沿着心动周期的位置。
在步骤150中，估计心动周期的时间段。可以基于ECG数据、血压测量数据(例如利用血压测量袖带中的传感器、血管内设备上的传感器)或基于血管造影图本身，使用心脏中的冠状动脉的移动或血管造影图上的血管的截面脉动的基本频率来估计心动周期的时间段。
在步骤160中，基于心动周期的时间段、每个血管造影图图像帧的估计瞬时血流速度、每个血管造影图图像帧的置信度值以及由每个血管造影图图像帧表示或与每个血管造影图图像帧相关联的心动周期内的时间点，生成心动周期上的表示血管内的血流速度的速度曲线。
换句话说，具有高于预定阈值的置信度值的每个瞬时血流速度测量结果被聚集到一个心动周期长速度曲线，每个瞬时血流速度测量结果定位在对应的心动阶段处，并且考虑相关联的置信度值。例如，置信度值可以是二元的，并且仅那些具有足够清晰造影数据的瞬时血流速度测量结果可以被聚集到曲线中。以这种方式，使用有限频率的造影脉冲来重建血流速度曲线是可能的。备选地，可以使用它们的置信度值作为组合中的相对权重(例如作为加权平均)来组合测量结果。
方法可用于造影剂以15Hz及以下的平均频率(例如以1Hz)提供给血管的情况。在注射造影剂的平均频率是1Hz的示例中，可以在5秒内执行总注射协议。假设心脏频率高于每分钟60次心跳，则可以利用至少5个瞬时血流速度测量点来估计速度曲线。
换句话说，使用造影剂的低频脉冲注射，可以估计瞬时血流速度值以及指示沿着目标血管的每个血管造影图图像帧中包含的固有造影信息量的对应置信度值。置信度值表征连续速度估计器以生成表示心动周期的唯一速度曲线的能力。
在已经向对象提供刺激物或药物之后，可以重复上述步骤，以便基于速度曲线与经刺激的速度曲线之间的比较来导出相对指数，诸如冠状动脉血流储备(CFR)或肾指数。
另外，处理器还可以适于确定针对每个血管造影图图像帧的血管直径，并且基于血管直径和速度曲线来确定血流体积。换句话说，在血管造影图中测量的血管直径可用于确定体积流率，而不是血流速度，或作为血流速度的补充。
此外，处理器可以适于从血管获得压力测量数据，并且基于压力数据和速度曲线计算血管阻抗。换句话说，基于测量的血流速度曲线和额外的血压测量结果，可以确定血管阻抗。血压可以以任何适合的方式确定，诸如经由流体填充导管或装备有压力传感器的导丝。
图2示出了血流速度与时间的图200，其中，血流速度曲线210绘制在心动周期时间段内。
沿着血流速度曲线210的每个点220表示从血管造影图图像帧导出的瞬时血流速度估计。基于与对应于每个点的每个图像帧相关联的置信度值来调节每个点沿着y轴的位置。基于由每个血管造影图图像帧表示的心动周期内的估计点，沿着x轴定位点220。
当点220的位置结束时，生成全血流速度曲线210。可以基于随后的血流速度测量结果进一步细化血流速度曲线。
图3示出了用于基于从对象获得的血管造影图获得血流速度测量结果的系统的示意性表示。
系统包括造影剂注射设备310，其适于以给定平均频率(例如低于15Hz)将造影剂320以迸发方式注射到对象的血管330中。在介入期间，造影剂被注射到对象的血管中。造影剂注射设备针对给定的持续时间以给定的注射模式以期望的频率产生脉冲注射。由于不要求高注射频率，造影剂注射设备可以以自动方式机械操作或由用户手动操作。脉冲频率可以相对于心脏频率不同步，使得产生的造影剂前沿覆盖心动周期的不同阶段。
系统还包括适于获得血管330的血管造影图的X射线成像设备340。X射线成像系统在造影剂的注射期间以固定的帧速率对对象进行成像。将估计血流速度的血管段必须在X射线成像设备的视场345内。
X射线成像设备可以以任何给定的帧速率获得血管造影图。例如，X射线成像设备可以以20Hz与60Hz之间的帧速率获得血管造影图。对于造影剂每次注射到血管中，造影剂将根据血管内的血流沿着血管传播。因此，造影剂的每次注射可以生成包括造影数据的多个血管造影图图像帧。
系统还包括处理器350，其适于执行上文关于图1所描述的功能。
除了上文所描述的步骤之外，处理器350还可以适于基于速度曲线来识别要提供给血管的造影剂的最佳注射模式和要提供给血管的造影剂的最佳注射持续时间中的一个或多个。
除了注射模式本身之外，即除了造影剂的迸发的发生的定时和所述迸发的持续时间之外，当生成速度曲线时，对速度曲线的实时观察允许检测何时已经获得足够数量的血流速度测量结果以生成全速度曲线。基于该确定，可以自动地或者通过发送给用户的信号或者基于用户自己的决定来触发信号，以结束造影剂的注射。造影剂注射的分布可以是均匀分布。备选地，造影剂注射的分布可以是不均匀的，以便实现最佳分布，使得在速度梯度较高的速度曲线上的点处，获得更多的血流速度样本，因为在这些区域中速度估计更困难。
系统还可以包括：专用反馈模块360，其适于基于速度曲线来识别要通过造影剂注射设备提供给血管的造影剂的最佳注射模式或最佳注射持续时间。
反馈模块360相对于当前速度曲线重建优化注射模式，以以最佳方式填充速度曲线。在手动控制的造影剂注射设备的情况下，可以例如通过显示器或扬声器向用户提供反馈信号，以引导用户在最佳时刻触发注射，或者在达到满意的血流速度曲线时使得用户停止注射。在自动机械注射的情况下，反馈过程可以是自动化的。
通过示例的方式，平均血流速度测量结果的收敛可以用作已经执行足够数量的造影剂注射以重建全速度曲线的指示器。可以被用于用信号通知造影剂注射可以停止的备选参数是当已经填充有血流速度测量结果的心动周期的百分比超过给定阈值时。
在另一方面中，提供了一种计算机程序，其中，计算机程序的计算机程序代码模块适于当所述计算机程序在计算机上运行时，在任何公开的系统上实施根据本发明的方法。
通过研究附图、说明书和权利要求书，本领域的技术人员在实践请求保护的实施例时可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或者步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。
单个处理器或其他单元可以实现权利要求中记载的若干项的功能。
尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
计算机程序可以被存储/被分布在适合的介质(诸如连同其他硬件一起或作为其他硬件的部分供应的光学存储介质或固态介质)上，但计算机程序也可以以其他形式分布，诸如经由因特网或其他有线或无线电信系统分布。
如果术语“适于”被使用在权利要求或说明书中，则应注意到，术语“适于”旨在等效于术语“被配置为”。
权利要求中的任何附图标记不应当解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种在用于基于从对象获得的血管造影图获得血流速度测量结果的系统(300)中使用的处理器(350)，其中，所述处理器适于：
获得所述对象的血管(330)的血管造影图，所述血管造影图包括多个血管造影图图像帧，其中，所述血管造影图表示在其中包括造影剂(320)的血管，并且其中，所述造影剂已经以迸发方式被提供给所述血管，从而在所述血管造影图内提供造影数据；
针对包括造影数据的所述血管造影图的每个血管造影图图像帧，执行以下操作：
基于所述造影数据来估计瞬时血流速度；
基于所述造影数据来计算所述血管造影图图像帧的置信度值；
估计由所述血管造影图图像帧表示的心动周期内的点；
估计所述心动周期的时间段；并且
基于所述心动周期的所述时间段、每个血管造影图图像帧的估计瞬时血流速度、每个血管造影图图像帧的所述置信度值和由每个血管造影图图像帧表示的所述心动周期内的所述点来生成所述心动周期上的速度曲线，所述速度曲线表示所述血管内的所述血流速度。
2.根据权利要求1所述的处理器(350)，其中，已经被提供给所述血管的所述造影剂(320)的迸发频率相对于所述心动周期的频率不同步。
3.根据权利要求1或2所述的处理器(350)，其中，所述迸发由规则的间隔分离。
4.根据权利要求1或2所述的处理器(350)，其中，所述迸发由不规则的间隔分离。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的处理器(350)，其中，预定平均迸发频率小于或等于15Hz。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的处理器(350)，其中，计算所述置信度值还基于所述血管造影图图像帧的噪声水平或所述估计瞬时血流速度。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的处理器(350)，其中，估计所述心动周期的所述时间段基于以下各项中的一项或多项：所述血管造影图、ECG数据和血压测量结果。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的处理器(350)，其中，所述处理器还适于基于所述速度曲线来识别以下各项中的一项或多项：
用于将所述造影剂提供给所述血管的最佳注射模式；以及
用于将所述造影剂提供给所述血管的最佳注射持续时间。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的处理器(350)，其中，所述处理器还适于：
从所述血管获得血压测量数据；以及
基于所述压力测量数据和所述速度曲线来计算血管阻抗。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的处理器(350)，其中，所述处理器还适于：
获得所述对象的血管的第二血管造影图，所述第二血管造影图已经在刺激被提供给所述对象之后被采集，所述第二血管造影图包括多个第二血管造影图图像帧，其中，所述第二血管造影图表示在其中包括造影剂的血管，并且其中，所述造影剂已经以迸发方式被提供给所述血管，从而在所述血管造影图内提供造影数据；
针对包括造影数据的所述血管造影图的每个第二血管造影图图像帧，执行以下操作：
基于所述第二血管造影图图像帧来估计经刺激的瞬时血流速度；
基于所述造影数据来计算所述第二血管造影图图像帧的经刺激的置信度值；
估计由所述第二血管造影图图像帧表示的心动周期内的点；
估计所述心动周期的时间段；
基于所述心动周期的所述时间段、每个第二血管造影图图像帧的所估计的经刺激的瞬时血流速度、每个第二血管造影图图像帧的所述经刺激的置信度值以及由每个第二血管造影图图像帧表示的所述心动周期内的所述点来生成针对所述心动周期的经刺激的速度曲线；
将所述速度曲线与所述经刺激的速度曲线进行比较；并且
基于所述比较来计算相对指数。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的处理器(350)，其中，所述处理器还适于：
确定每个血管造影图图像帧上的血管直径；并且
基于所述血管直径和所述速度曲线来确定血流体积。
12.一种用于基于从对象获得的血管造影图获得血流速度测量结果的系统(300)，所述系统包括：
造影剂注射设备(310)，其适于将造影剂(320)以迸发方式注射到所述对象的血管(330)中；
X射线成像设备(340)，其适于获得所述血管的血管造影图；并且
根据前述权利要求中的任一项所述的处理器(350)。
13.根据权利要求12所述的系统(300)，其中，所述造影剂注射设备：
基于由所述处理器识别的最佳注射模式或最佳注射持续时间自动进行操作，或者
由用户手动地操作，并且其中，所述系统还包括显示器，所述显示器适于向所述用户显示与所述最佳注射模式或所述最佳注射持续时间有关的信息。
14.一种基于从对象获得的血管造影图确定血流速度的方法(100)，包括：
获得所述对象的血管(110)的血管造影图，所述血管造影图包括多个血管造影图图像帧，其中，所述血管造影图表示在其中包括造影剂(320)的血管，并且其中，所述造影剂已经以迸发方式被提供给所述血管，从而在所述血管造影图内提供造影数据；
针对包括造影数据的所述血管造影图的每个血管造影图图像帧，执行以下操作：
基于所述造影数据来估计瞬时血流速度(120)；
基于所述造影数据来计算所述血管造影图图像帧的置信度值(130)；
估计由所述血管造影图图像帧表示的心动周期(140)内的点；
估计所述心动周期(150)的时间段；并且
基于所述心动周期的所述时间段、每个血管造影图图像帧的估计瞬时血流速度、每个血管造影图图像帧的所述置信度值和由每个血管造影图图像帧表示的所述心动周期内的所述点来生成所述心动周期上的速度曲线(160)，所述速度曲线表示所述血管内的所述血流速度。
15.一种包括计算机程序代码模块的计算机程序，其中，所述计算机程序的计算机程序代码模块适于当所述计算机程序在计算机上运行时，在根据权利要求12所述的系统上实现根据权利要求14所述的方法。
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