CN117412712A - 对左心室顺应性的无创测量 - Google Patents

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Abstract

一种用于执行对左心室顺应性的无创评估的机制。通过处理对象的超声数据来确定左心室容积的时间变化和左心室压力的时间变化。然后处理这两个时间变化以评估左心室顺应性。

Description

对左心室顺应性的无创测量
技术领域
本发明涉及心脏监测领域，并且具体涉及测量对象的心脏的左心室顺应性的领域。
背景技术
左心室顺应性是可以被用作舒张性心力衰竭可能性的指标的测量结果。通常，左心室顺应性被定义为在患者心脏的舒张期期间患者心脏的左心室内的容积-压力曲线(dV/dP)的差异。左心室顺应性的值越大，实现对象的心脏的左心室内的容积变化所需要的压力越小，意味着对象较不易患舒张性心力衰竭。
计算左心室顺应性的途径因此通常需要直接在对象的心脏的左心室内或附近的压力读数，这是一种高度侵入性的医疗程序。
合乎期望的是提供一种侵入性较小，并且优选最小侵入性或无创的用于评估左心室顺应性的途径。
现有技术中的一种途径提出通过直接弹性成像测量来测量心肌硬度/顺应性。然而，尽管心肌顺应性与心室顺应性相关，但它们并不相同；因为心肌顺应性是固有的局部组织特性，而心室顺应性可能取决于其他因素，例如心室形状。
因此，期望提供一种用于执行对左心室顺应性的准确确定或预测的机制。
发明内容
本发明由权利要求书限定。
根据本发明一方面的范例，提供一种用于对对象的左心室顺应性执行无创评估的计算机实施的方法。
所述计算机实施的方法包括：获取所述对象的心脏的超声数据，其中，所述超声数据是在包括心脏的心动周期的至少一部分的时间段内捕获的，并且包括沿二尖瓣流入方向的速度数据；通过处理速度数据来确定在所述时间段内沿所述心脏的所述二尖瓣流入方向的速度分量；通过使用物理模型处理所述速度分量，根据所确定的速度分量来确定左心室压力的时间变化；通过处理所获取的超声数据来确定左心室容积的时间变化；通过处理所确定的所述左心室容积的时间变化和所确定的所述左心室压力的时间变化来评估左心室顺应性。
因此，本公开提供一种用于通过仅处理超声数据评估左心室顺应性(的值或函数)的途径。因此，提出一种用于预测左心室顺应性的无创程序。与侵入性机制相比，无创程序降低了不良反应的可能性(例如，降低感染风险)，改善了获取对左心室顺应性的测量的速度(例如，由于不需要手术介入)和/或可以由较少的或经验较为不足的临床医生来执行。
本公开有效地提出确定左心室压力的时间差异(“时间变化”)和左心室容积的时间差异(“时间变化”)。然后处理这两个特征以预测左心室顺应性。
本文中认识到左心室压力的时间变化和左心室容积的时间变化均可以通过对(对象的心脏的)超声数据的适当处理来获取。此外，还认识到可以处理这两个特征来计算左心室顺应性。因此，本公开的潜在认识在于，用于确定左心室顺应性的途径可以被(重新)投射或制定成可以通过对(单独的)超声数据的适当处理来执行的步骤。
评估左心室顺应性的步骤可以包括确定所述左心室容积的时间变化与所述左心室压力的时间变化之间的比率。换言之，可以通过用左心室容积的时间变化除以左心室压力的时间变化来评估左心室顺应性。
确定所述左心室压力的时间变化的步骤可以包括使用纳维-斯托克斯方程处理所述速度分量，以确定所述左心室压力的时间变化。纳维-斯托克斯方程由此可以充当物理模型，并且提供用于根据超声数据的速度数据的一个或多个速度分量导出左心室压力的时间变化的机制。
确定所述左心室容积的时间变化的步骤可以包括通过处理所述速度分量确定所述左心室容积的时间变化。认识到左心室容积的时间变化响应于(即，经由二尖瓣)进入左心室的血液的速度(即，响应于其变化而变化)。这意味着有可能基于通过二尖瓣的血流的速度分量来计算、确定或预测左心室容积的时间变化。
确定所述左心室容积的时间变化的步骤可以包括将所述速度分量乘以表面积值，所述表面积值表示所述对象的心脏的二尖瓣环的表面积尺寸。
可选地，所述计算机实施的方法还包括确定所述表面积值的步骤，所述步骤包括：通过处理所述超声数据，确定所述对象的心脏的左心室的第一容积，其中，所述第一容积是在所述对象的心脏的心动周期的所述部分期间的第一点处的所述对象的心脏的左心室的容积；通过处理所述超声数据，确定所述对象的心脏的左心室的第二容积，其中，所述第二容积是在所述对象的心脏的心动周期的所述部分期间的第二稍后点处的所述对象的心脏的左心室的容积；确定所述第二容积与所述第一容积之间的差异；确定在所述对象的心脏的心动周期的所述部分期间的所述第一点与所述第二点之间所述速度分量的积分；并且，确定所述第二容积与所述第一容积之间的差异与所述积分的比率，以由此计算所述表面积值。
在一些实施例中，所述计算机实施的方法适于其中：所述超声数据是在包括所述心脏的心动周期的至少一部分的时间段内捕获的，所述时间段包括所述心动周期的收缩末期和所述心动周期的舒张末期，所述第一点是在所述心动周期的所述收缩末期中的点；并且，所述第二点是在所述心动周期的所述舒张末期中的点。
在其他范例中，所述表面积值可以是预定的。例如，表面积值可以是表示二尖瓣的表面积的(全局)平均尺寸的值。
在一些范例中，所述超声数据是在包括所述心脏的心动周期的至少一部分的时间段内捕获的，所述时间段包括所述心动周期的舒张末期；所述左心室容积的时间变化是所述左心室容积在所述心动周期的舒张末期期间的时间变化；并且，所述左心室压力的时间变化是所述左心室压力在所述心动周期的舒张末期期间的时间变化。
所述计算机实施的方法可以适于其中：确定所述左心室容积的时间变化的步骤包括处理所述超声数据以确定第一组测量结果，所述第一组测量结果中的每个测量结果均表示所述左心室容积在捕获所述超声数据的所述时间段期间的不同的、各自的时间点处的时间变化；确定所述左心室压力的时间变化的步骤包括使用物理模型处理所述至少一个速度分量以确定第二组测量结果，所述第二组测量结果中的每个测量结果均对应于所述第一组测量结果中的测量结果并且表示所述左心室压力在与所述第一组测量结果中的对应测量结果相同的时间点的时间变化；并且，评估所述左心室顺应性的步骤包括处理所述第一组测量结果和所述第二组测量结果，以评估所述左心室顺应性。
在一些范例中，评估所述左心室顺应性的步骤包括：将所述第一组测量结果中的每个测量结果乘以所述第二组测量结果中的对应测量结果，以产生测量结果的乘法集；对所述测量结果的乘法集进行平均化，以产生平均乘积测量结果；对所述第二组测量结果中的每个测量结果执行平方，以产生测量结果的平方集；对所述测量结果的平方集进行平均化，以产生均方测量结果；以及，通过确定所述平均乘积测量结果与所述均方测量结果之间的比率来评估所述左心室顺应性。
还提出一种包括计算机程序代码模块的计算机程序产品，当在具有处理系统的计算设备上运行所述计算机程序代码模块时，引起所述处理系统执行本文所描述的方法的全部步骤。计算机程序产品可以是(非暂时性)计算机存储介质。
还提出一种用于对对象的左心室顺应性执行评估的处理装置。
所述处理装置被配置为：获取所述对象的心脏的超声数据，其中，所述超声数据是在包括所述心脏的心动周期的至少一部分的时间段内捕获的，并且包括沿二尖瓣流入方向的速度；通过处理所述速度，确定在所述时间段内沿所述心脏的所述二尖瓣流入方向的速度分量；通过处理所获取的超声数据，确定左心室容积的时间变化；通过使用物理模型处理所述速度分量，根据所确定的速度分量，确定左心室压力的时间变化；以及，通过处理所确定的所述左心室容积的时间变化和所确定的所述左心室压力的时间变化来评估所述左心室顺应性。
还提出一种成像系统，包括：前述的所述处理装置；以及超声系统，其被配置为捕获所述对象的心脏的超声数据并将所述超声数据提供给所述处理装置。
还提出一种处理系统，包括：处理装置或成像系统；以及输出接口，其被配置为响应于由所述处理装置评估的所述左心室顺应性，提供用户可感知的输出。
本发明的这些和其他方面将根据下文描述的实施例而变得明显，讲讲参考这些实施例得以阐明。
附图说明
为了更好地理解本发明，以及为了更清楚地示出如何实施本发明，现在将仅以举例的方式参考附图，其中：
图1是示出根据一实施例的方法的流程图；
图2提供从超声数据导出的函数的视觉表示；
图3是左心室压力的函数的图示；
图4是左心室容积的时间导数的函数的图示；以及
图5图示处理装置。
具体实施方式
将参考附图来描述本发明。
应当理解，详细描述和具体范例虽然指示了装置、系统和方法的示范性实施例，但意图仅用于说明的目的，而非意图限制本发明的范围。根据以下描述、所附权利要求和附图，本发明的装置、系统和方法的这些及其他特征、方面和优点将变得更好地理解。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，在所有附图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。
本发明提供一种用于执行左心室顺应性的(无创)评估的机制。通过处理对象的超声数据来确定左心室容积的时间变化和左心室压力的时间变化。然后处理这两个时间变化以评估左心室顺应性。
实施例基于以下认识：对对象的左心室顺应性的度量可以从这样的测量导出，该测量能够根据对象的心脏的超声数据来评估。特别地，对超声数据的适当处理有助于对左心室顺应性的测量的确定。
对左心室顺应性的准确评估或计算对于射血分数保留的心力衰竭(又称“舒张性”心力衰竭)具有重要的诊断和预后价值。它将表示对顺应性的直接评估，而不是现在临床实践中使用的替代测量。
图1是图示根据实施例的(计算机实施的)方法100的流程图。所图示的方法100是无创的，例如因为它仅使用超声数据。
所述方法生成预测的左心室顺应性，其可以是左心室顺应性的函数(例如，时间的函数)和/或一个或多个离散值/测量结果的形式。
方法100包括获取对象的心脏的超声数据101的步骤110。超声数据是在包括心脏的心动周期的至少一部分的时间段内捕获的数据。
超声数据可以例如直接从超声成像设备或从存储器(例如，其存储由超声成像设备生成的数据)获取。
超声数据包括沿二尖瓣流入方向的速度数据。速度数据或“血流速度数据”是可被处理以识别至少在二尖瓣流入方向(即，通过二尖瓣的血流)的血流速度的任何超声数据。速度数据的合适范例包括(彩色)M-模式采集数据，即(彩色)M-模式轨迹，和/或其他多普勒超声数据。
方法100执行处理速度数据以确定在该时间段内沿心脏的二尖瓣流入方向的一个或多个速度分量的步骤120。合适的速度分量包括惯性分量和对流分量。速度分量可以是作为(至少)时间的函数的速度分量。
举例来说，(超声数据101的)速度数据可以提供作为时间和距离的函数的血流速度，即血流速度函数vr(r，t)，其中，vr表示血流速度的度量，r表示沿二尖瓣方向从左心房到左心室的距离，并且t表示时间。随着r的值的增大，左心房和左心室之间的位置改变。如本领域技术人员将容易理解的，血流速度函数可以是对象的心脏的(彩色)M模式轨迹的标准或常规输出。因此，用于产生血流速度函数的机制在本领域中已得到良好确立。
在步骤120中处理速度数据以确定一个或多个速度分量可以包括计算速度数据的内部分量或时间导数分量，和/或对流分量/>或距离导数分量。ρ是密度，并且假设为已知的或预定值。
技术人员将理解，r的不同值表示沿二尖瓣流入方向的不同位置。不同的解剖学元素可以与不同的r值相关联，表示解剖学元素沿着二尖瓣流入方向的位置。可以例如通过分割超声数据以识别解剖学元素并识别针对超声数据的位置的对应r值，识别针对特定解剖学元素(例如二尖瓣)的r值。这是可以实现的，因为超声数据中的位置与沿r标度的对应位置之间的位置关系是预定的或可导出的(因为超声数据将包含对沿二尖瓣的方向的表示)。
方法100然后移至通过使用物理模型处理速度分量根据(在步骤120中)所确定的速度分量来确定左心室压力的时间变化的步骤130。
用于步骤130的合适的物理模型由如下的纳维斯托克斯方程提供：
该方程利用了前面描述的速度数据的内部分量和对流分量。然而，本领域技术人员将容易理解可用于确定左心室压力的时间变化的其他途径和物理模型。
纳维斯托克斯方程输出作为距离和时间的函数的压力的距离变化即压力梯度。然后可以对该压力梯度执行积分(在r标度上从心房的位置到心室的位置)，以获取作为时间的函数的左心室压力(即，获取P(t))。通过对速度数据和/或超声数据的适当处理，可以容易地在r标度上识别心房和心室的位置。
然后可以通过将作为时间函数的左心室压力相对于时间做微分，来执行获取左心室函数的时间变化，即计算
方法100还执行处理超声数据以确定左心室容积的时间变化(即)的步骤140。这可以通过例如处理图像数据(例如2D或3D像素/体素数据)以确定在特定时间点处的容积的差异或变化来执行。
例如，超声数据可以包括作为时间的函数的像素/体素数据。可以例如使用自动分割法分割该像素/体素数据，以确定作为时间的函数的左心室的容积。然后可以对该函数做微分，以提取作为时间的函数的左心室容积的时间变化。
具体地，可以分割像素/体素数据的每一帧，以识别表示左心室的区域，即左心室的预测边界。可以基于针对每一帧对左心室所预测的边界来确定左心室的容积。可以将这些离散的容积值转换为函数，例如最佳拟合函数，从而产生作为时间的函数的左心室的预测容积。然后可以对该产生的函数做微分，以生成作为时间的函数的左心室容积的时间变化。
可供替代的方法可以是处理超声数据的速度数据，例如彩色M模式迹线。假设血流经过二尖瓣环处的恒定表面积S，则函数vr(t)，作为时间函数的血液速度的函数，可以从作为时间和位置的函数的(在速度数据中的)血液速度导出：vr(r，t)，其中，r的值被选择为识别二尖瓣中的二尖瓣环的预测/相对位置，例如为预定值。r的值可以基于二尖瓣环相对于r的已知位置来选择，例如，基于对超声数据和/或速度数据的估计。在一个范例中，可以选择(针对任意t)提供最大值vr(r，t)的r值。该范例反映最大血流速度将出现在二尖瓣环处(例如，横截面积最小的地方)的预期。
因此，确定左心室容积的时间变化可以包括将速度分量乘以表面积值S，该表面积值表示对象的心脏的二尖瓣环的表面积尺寸。
可以假设S的值为常数，例如预定的或预估的值。例如，S的值可以为平均值(例如全局平均或类似对象的平均)。
在其他范例中，有可能校准S，例如计算S的对象专属值。这可以通过查看收缩末期和舒张末期容积来执行，例如，如根据在收缩期结束时和在舒张期结束时获取的心脏的体素数据测量的。对在舒张期(即，从收缩期结束到舒张期结束)的时间积分应当等于在舒张期的容积增加。
因此，更一般地，所述方法可以包括确定表面积值S的步骤。所述步骤可以包括：通过处理超声数据，确定对象的心脏的左心室的第一容积，其中，第一容积是对象的心脏的左心室在对象的心脏的心动周期的部分期间的第一点处(例如，在收缩期结束时)的容积；通过处理超声数据，确定对象的心脏的左心室的第二容积，其中，第二容积是对象的心脏的左心室在对象的心脏的心动周期的该部分期间的第二稍后点处(例如，在舒张期结束时)的容积；确定第二容积与第一容积之间的差异；确定速度分量在对象的心脏的心动周期的该部分期间第一点与第二点之间的积分；以及确定第二容积与第一容积之差与该积分的比率，以由此计算表面积值。
使用此类途径处理速度数据的一个优点是根据在相同心动周期期间获取的数据以及在其中使用相同的数据(即在相同的时间点采样的数据)，对容积和压力的同步测量。
方法100然后执行通过处理所确定的左心室容积的时间变化和所确定的左心室压力的时间变化来评估左心室顺应性的步骤150。具体地，步骤150可以包括通过处理所确定的左心室容积的时间变化和左心室压力的时间变化来确定左心室顺应性的一个或多个值。
在一个范例中，步骤150包括确定左心室容积的时间变化与左心室压力的时间变化之间的比率。
因此，其中κ表示左心室顺应性，其可以使用以下方程来计算：
可以针对多个不同时间点中的每个来计算左心室顺应性的特定值或样本(例如，通过选择t的适当时间值)。
在一些范例中，平均左心室顺应性可以通过对已使用方程(2)针对不同的t值计算的左心室顺应性的多个值进行平均来计算。可以选择t的值，以使得它们全部落入对象的心脏的预定运动阶段内，例如，全部落如对象的心脏运动的舒张期内和/或全部落在对象的心脏的单个心动周期内。t的值可以均匀分布。
在一些其他范例中，评估左心室顺应性的步骤可以包括使用(左心室容积的时间变化的)第一组测量结果/样本和(左心室压力的时间变化的)第二组测量结果/样本。第一/第二组测量结果中的每个测量结果表示在特定时间点的测量结果(例如针对不同的t值)。
每个测量结果可以表示，例如在对象的心脏的运动的预定阶段内的特定时间点t处的测量结果。第一组测量结果中的每个测量结果对应于第二组测量结果中的测量结果，例如，表示相同时间点的测量结果。因此，第一组中的测量结果的总数与第二组中的测量结果的总数相同。
第一组测量结果和第二组测量结果可以与特定时间段相关联，例如，对象的单个心动周期的部分，例如对象的舒张末期的部分。在该情境下，第一/第二组中的全部测量结果都是针对落入该特定时间段内的t值所获取的测量结果。可以(针对第一/第二组测量结果中的测量结果)选择t的值，使得它们全部落入对象的心脏的运动的预定阶段内，例如，全部落入对象的心脏运动的舒张期内和/或全部落入对象的心脏的单个心动周期内。t的值可以均匀分布。
然后可以使用以下方程计算左心室顺应性κ的值：
其中，E(f(t))是平均化函数，其通过以下方程来计算
其中，f(t)表示t的某个任意函数(例如)，i表示第一时间点，j表示某个稍后的时间点，并且n表示获取的f(t)的值的总数。具体地，i表示第一/第二组测量结果中的第一个测量结果并且j表示第一/第二组测量结果中的最后一个测量结果。
因此，通过针对第一组测量结果中的每个测量结果确定所述测量结果与第二组测量结果中的对应测量结果的乘积来计算方程(3)中的的值。然后对该步骤中产生的乘积求和，并将所求和的乘积除以乘积总数(或第一/第二组测量结果中的测量结果总数)。
本领域技术人员将容易理解如何将该理解扩展到等式(3)中的其他函数，以及如何相应地采用该方法。
在利用第一/第二组测量结果的可替代但不太正规化的实施例中，可以使用以下方程来计算左心室顺应性κ的值：
前文已解释了第一/第二组测量结果如何可以是表示特定时间段的测量结果(例如，全部在对象的心脏的预定阶段内，例如舒张期或舒张末期)。
为了减小噪声的影响，优选地选择时间段以使得(方程(3)或(5)的，或利用比率用于计算左心室顺应性κ的任意其他方程)的分母是大的。
这可以通过选择由第一/第二组测量结果表示的时间段包含分母中的函数处于最大值的时间点t1(相对于例如在对象的心脏的特定心动周期内的所有已知的时间点)来实现。因此，仅通过举例参考方程(3)，由第一/第二组测量结果表示的时间段应当包含时间t1，针对时间t1时的值大于针对(例如在对象的心脏的相同心动周期内)任意其他t值时/>的值。由第一/第二组测量结果表示的时间段可以以该时间点t1为中心，例如以表示心动周期的预定部分。
可以针对第一组和第二组测量结果的不同版本生成左心室顺应性κ的多个值。第一组和第二组测量结果的每个版本都可以对应于与不同时间段(例如，对象的心脏的运动的不同部分)相关联的组的测量结果。
在一些范例中，与第一组/第二组测量结果的不同版本相关联的时间段可以表示对象的不同心动周期中的时间段。在其他范例中，与第一组/第二组测量结果的不同版本相关联的时间段可以是滑动窗口的时间段。其他方法对于本领域技术人员来说是明显的。
方法100还可以包括响应于由处理装置评估的左心室顺应性来控制用户可感知的输出的步骤160。
具体地，步骤160可以包括控制用户可感知的输出，以提供在步骤150中计算的左心室顺应性(的一个或多个值)的视觉表示。这可以是数字指示符(例如数字的视觉表示)、图形指示符、颜色指示符(例如表示左心室顺应性的不同量值的不同颜色)等的形式。
在一些范例中，步骤160可以包括控制用户可感知的输出以提供响应于左心室顺应性的视觉、听觉和/或触觉输出。例如，如果左心室顺应性的值突破某个预定阈值，则可以生成并输出视觉、听觉和/或触觉警报。作为另一个范例，步骤160可以包括控制用户可感知的输出以提供左心室顺应性的用户可感知的输出(例如度量)。
步骤160不是必需的。例如，可以理解，左心室顺应性可以充当用于分析对象的心脏的特性的其他(自动)方法的有价值的输入或特征。因此，即使不控制用户接口显示所评估的左心室顺应性，生成左心室顺应性(的一个或多个值)也有着很强的临床益处。
优选地，速度数据包括在心脏的心动周期的舒张期期间二尖瓣流入处的彩色M模式超声数据。该数据可以使用4腔视图或3腔视图来获取。多普勒波束优选地与二尖瓣血流的主方向对齐。彩色M模式超声数据确保足够的时间采样，以解析纳维-斯托克斯方程中的时间导数分量。
在前述范例中，假设左心房中的压力实际上是恒定的(即具有可忽略的变化)。该假设意味着(例如使用前文描述的纳维-斯托克斯方程)计算出的左心室压力的时间变化是准确的。
然而，为了提高所计算的左心室压力的准确性，有可能基于左心房压力的时间变化(dPa/dt)调整所计算的左心室压力的时间变化(dP/dt)。因此，在任何前述方程中，值(dP/dt)可以由值(dP'/dt＝dP/dt+dPa/dt)代替。可以使用超声数据来计算左心房压力的时间变化。在一些范例中，这可以从，例如位于对象中的左心房压力监测器获取。在一些范例中，肺毛细血管楔压可以被用于表示左心房压力，因为两者彼此相关或成比例。因此，左心房压力可以从肺毛细血管楔压监测器/传感器获取。使用肺毛细血管楔压的使用侵入性较小，因为它可以利用静脉通路采集，降低了对对象的风险。
图2提供部分处理的速度M型超声数据的各种表示。在每种视觉表示中，可以识别E舒张期充盈波201和A舒张期充盈波202。每个视觉表示都表示在囊括三个半心跳周期的时间段内捕获的信息。
第一视觉表示210表示在执行一些包括平滑化和混叠的后处理之后二尖瓣处的速度M模式。这有效地表示(在图1的步骤110中获取的超声数据的)速度数据的范例。
第一视觉表示210有效地提供了血流速度函数vr(r，t)的视觉表示，其中，x轴表示时间t，y轴表示(沿二尖瓣方向的)距离r，并且饱和度/灰度值表示(血液)速度vr。
第二视觉表示220表示速度M模式超声数据的对流分量。在该表示中，而饱和度/灰度值表示对流分量(而不是血流速度)。对流分量是通过对血流速度函数的适当处理来计算的。
第三视觉表示230表示速度M模式超声数据的惯性分量。在该表示中，而饱和度/灰度值表示惯性分量其是通过对血流速度函数的适当处理来计算的。
第四视觉表示240表示压力梯度，即纳维-斯托克斯方程的输出，其使用对流分量和惯性分量来确定。如前文解释的，可以对压力梯度执行积分以得到对左心室压力的评估。
图3提供积分压力梯度的表示，即，左心室压力随时间的函数。y轴表示相对压力，并且x轴表示时间。前文已描述了生成左心室压力的函数的途径。
图4提供在二尖瓣处的血流速度的表示。这可以实际上是第一视觉表示210的切片，即，识别二尖瓣的位置的r值。二尖瓣处的血流速度可以被用于计算或表示左心室容积的时间变化
本领域技术人员将能够容易地开发用于执行本文描述的任何方法的处理装置。因此，本文中图示的任何流程图的每个步骤都可以表示由处理系统执行的不同动作，并且可以由处理系统的各自模块来执行。
因此，实施例可以利用处理系统。处理装置可以用软件和/或硬件以多种方式来实现，以执行所需的各种功能。处理器是采用一个或多个微处理器的处理装置的一个范例，可以使用软件(例如，微代码)对其进行编程以执行所需的功能。然而，处理装置可以采用或不采用处理器来实现，并且还可以被实现为执行一些功能的专用硬件与执行其他功能的处理器(例如，一个或多个编程的微处理器和关联电路)的组合。
可以在本公开的各个实施例中采用的处理装置组件的范例包括但不限于常规微处理器、专用集成电路(ASIC)以及现场可编程门阵列(FPGA)。
在各种实施方式中，处理器或处理装置可以与一个或多个存储介质相关联，例如易失性和非易失性计算机存储器，如RAM、PROM、EPROM和EEPROM。存储介质可以被编码有一种或多种程序，当在一个或多个处理器和/或处理系统上被执行时，这些程序执行所需的功能。各种存储介质可以被固定在处理器或处理装置内，或者可以是可移动的，使得存储于其上的一个或多个程序可以被加载到处理器或处理系统中。
图5示出根据实施例的包括成像系统510和输出接口520的处理系统500。成像系统自身就是本发明的实施例。
成像系统510包括处理装置511和超声系统512。自身为本发明实施例的处理装置511，被配置为执行任何前文描述的方法。前文已描述了处理装置的合适范例。
超声系统512被配置为捕获对象的心脏的超声数据并将超声数据提供给处理装置。
输出接口520被配置为响应于由处理装置评估的左心室顺应性来提供用户可感知的输出。例如通过执行参照图1描述的步骤160，输出接口的操作可以由处理装置511控制。
将理解，所公开的方法优选地是计算机实施的方法。因此，还提出了包括代码模块的计算机程序的概念，用于当所述程序在诸如计算机的处理系统上运行时，实现任何所描述的方法。因此，根据一实施例的计算机程序的不同部分、代码行或块可以由处理装置或计算机来执行，以执行本文描述的任何方法。在一些替代性实施方式中，(一个或多个)框图或(一个或多个)流程图中标注的功能可以不按照图中标注的顺序发生。例如，连续示出的两个框事实上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。
本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，通过对附图、公开内容和所附权利要求的研究，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”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以履行权利要求中记载的几个项目的功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施这一仅有事实并不表明不能利用这些措施的组合。如果上面讨论了计算机程序，则其可以被存储/分布在适当的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分提供的光学存储介质或固态介质，但也可以被分布为其他形式，例如经由互联网或其他有线或无线电信系统。如果在权利要求或说明书中使用了术语“适应于”，则应注意术语“适应于”旨在等同于术语“配置为”。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制范围。

Claims (15)

1.一种用于对对象的左心室顺应性执行无创评估的计算机实施的方法(100)，所述计算机实施的方法(100)包括：
获取(110)所述对象的心脏的超声数据(101)，其中，所述超声数据是在包括所述心脏的心动周期的至少一部分的时间段内捕获的，并且包括沿二尖瓣流入方向的速度数据；
通过处理所述速度数据来确定(120)在所述时间段内沿所述心脏的所述二尖瓣流入方向的速度分量；
通过使用物理模型处理所述速度分量，根据所确定的速度分量来确定(130)左心室压力的时间变化；
通过处理所获取的超声数据来确定(140)左心室容积的时间变化；
通过处理所确定的所述左心室容积的时间变化和所确定的所述左心室压力的时间变化来评估(150)所述左心室顺应性。
2.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中，评估所述左心室顺应性的步骤包括确定所述左心室容积的所述时间变化与所述左心室压力的所述时间变化之间的比率。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的计算机实施的方法，其中，确定所述左心室压力的所述时间变化的步骤包括使用纳维-斯托克斯方程处理所述速度分量以确定所述左心室压力的所述时间变化。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的计算机实施的方法，其中，确定所述左心室容积的所述时间变化的步骤包括通过处理所述速度分量来确定所述左心室容积的所述时间变化。
5.根据权利要求4所述的计算机实施的方法，其中，确定所述左心室容积的所述时间变化的步骤包括将所述速度分量乘以表面积值，所述表面积值表示所述对象的心脏的二尖瓣环的表面积尺寸。
6.根据权利要求5所述的计算机实施的方法，还包括确定所述表面积值的步骤，所述步骤包括：
通过处理所述超声数据来确定所述对象的心脏的左心室的第一容积，其中，所述第一容积是在所述对象的心脏的所述心动周期的所述部分期间的第一点处所述对象的心脏的所述左心室的容积；
通过处理所述超声数据来确定所述对象的心脏的所述左心室的第二容积，其中，所述第二容积是在所述对象的心脏的所述心动周期的所述部分期间的第二稍后点处所述对象的心脏的所述左心室的容积；
确定所述第二容积与所述第一容积之间的差异；
确定在所述对象的心脏的所述心动周期的所述部分期间的所述第一点与所述第二点之间的所述速度分量的积分；并且
确定所述第二容积与所述第一容积之间的所述差异与所述积分的比率，由此计算所述表面积值。
7.根据权利要求6所述的计算机实施的方法，其中：
所述超声数据是在包括所述心脏的心动周期的至少一部分的时间段内捕获的，所述时间段包括所述心动周期的收缩末期和所述心动周期的舒张末期，
所述第一点是在所述心动周期的所述收缩末期中的点；并且
所述第二点是在所述心动周期的所述舒张末期中的点。
8.根据权利要求5所述的计算机实施的方法，其中，所述表面积值是预定的。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的计算机实施的方法，其中：
所述超声数据是在包括所述心脏的心动周期的至少一部分的时间段内捕获的，所述时间段包括所述心动周期的舒张末期；
所述左心室容积的所述时间变化是所述左心室容积在所述心动周期的舒张末期期间的时间变化；并且
所述左心室压力的所述时间变化是所述左心室压力在所述心动周期的舒张末期期间的时间变化。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机实施的方法，其中：
确定所述左心室容积的时间变化的步骤包括处理所述超声数据以确定第一组测量结果，所述第一组测量结果中的每个测量结果表示所述左心室容积在捕获所述超声数据的所述时间段期间的不同的、各自的时间点处的所述时间变化；
确定所述左心室压力的时间变化的步骤包括使用物理模型处理所述至少一个速度分量以确定第二组测量结果，所述第二组测量结果中的每个测量结果对应于所述第一组测量结果中的测量结果，并且表示所述左心室压力在与所述第一组测量结果中的对应测量结果相同的时间点处的所述时间变化；并且
评估所述左心室顺应性的步骤包括处理所述第一组测量结果和所述第二组测量结果，以评估所述左心室顺应性。
11.根据权利要求10所述的计算机实施的方法，其中，评估所述左心室顺应性的步骤包括：
将所述第一组测量结果中的每个测量结果乘以所述第二组测量结果中的所述对应测量结果，以产生测量结果的乘法集；
对所述测量结果的乘法集进行平均化，以产生平均乘积测量结果；
对所述第二组测量结果中的每个测量结果执行平方，以产生测量结果的平方集；
对所述测量结果的平方集进行平均化，以产生均方测量结果；以及
通过确定所述平均乘积测量结果与所述均方测量结果之间的比率来评估所述左心室顺应性。
12.一种包括计算机程序代码模块的计算机程序产品，当在具有处理系统的计算设备上运行所述计算机程序代码模块时，令所述处理系统执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法的全部步骤。
13.一种用于对对象的左心室顺应性执行评估的处理装置(511)，所述处理装置被配置为：
获取(110)所述对象的心脏的超声数据(101)，其中，所述超声数据是在包括所述心脏的心动周期的至少一部分的时间段内捕获的，并且包括沿二尖瓣流入方向的速度；
通过处理所述速度来确定(120)在所述时间段内沿所述心脏的所述二尖瓣流入方向的速度分量；
通过处理所获取的超声数据来确定(130)左心室容积的时间变化；
通过使用物理模型处理所述速度分量，根据所确定的速度分量来确定(140)左心室压力的时间变化；以及
通过处理所确定的所述左心室容积的时间变化和所确定的所述左心室压力的时间变化来评估(150)所述左心室顺应性。
14.一种成像系统(510)，包括：
根据权利要求13所述的处理装置(511)；以及
超声系统(512)，其被配置为捕获所述对象的心脏的超声数据并将所述超声数据提供给所述处理装置。
15.一种处理系统(500)，包括：
根据权利要求13所述的处理装置(511)或根据权利要求14所述的成像系统(510)；以及
输出接口(520)，其被配置为响应于由所述处理装置评估的所述左心室顺应性来提供用户可感知的输出。
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