醫(yī)學(xué)成像中的斑塊易損性評(píng)定的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)成像中的斑塊易損性評(píng)定。醫(yī)學(xué)成像及其它信息被機(jī)器實(shí)現(xiàn)的分類器用來預(yù)測(cè)斑塊破裂，而不是依賴于用于評(píng)定病人的斑塊易損性的從醫(yī)生到醫(yī)生的變化和有限的成像信息。解剖、形態(tài)、血液動(dòng)力學(xué)以及生物化學(xué)特征被組合地用來對(duì)斑塊進(jìn)行分類。
【專利說明】醫(yī)學(xué)成像中的斑塊易損性評(píng)定
[0001] 相關(guān)申請(qǐng) 本專利文檔根據(jù)35 use. §11S(e丨要求2015年2月13日提交的臨時(shí)美國專利申請(qǐng)序 列號(hào)62/115,713的提交日的權(quán)益，其通過引用并入本文。
【背景技術(shù)】
[0002] 本實(shí)施例涉及斑塊易損性評(píng)定。用于斑塊分析的主要目標(biāo)中的一個(gè)是識(shí)別和表征 特定斑塊破裂的易損性。針對(duì)諸如管狀動(dòng)脈和腦動(dòng)脈之類的關(guān)鍵血管中的斑塊，斑塊破裂 的事件可能是危急生命的，導(dǎo)致心臟病發(fā)作(心肌梗死)或中風(fēng)。
[0003] 諸如計(jì)算機(jī)斷層成像(CT)、x射線血管造影術(shù)(XA)、光學(xué)相干斷層成像(0CT)、超聲 (US)、血管內(nèi)超聲（IVUS)以及近紅外光譜(NIRS)之類的多個(gè)醫(yī)學(xué)成像模態(tài)已被用來分析血 管中的斑塊。然而，準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)斑塊破裂的能力可以變化。根據(jù)醫(yī)學(xué)成像的人類預(yù)測(cè)可能是 主觀的或者取決于人的預(yù)測(cè)而變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 通過介紹的方式，下面描述的優(yōu)選實(shí)施例包括用于在醫(yī)學(xué)成像中評(píng)定病人的斑塊 易損性的方法、系統(tǒng)、指令以及非臨時(shí)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。醫(yī)學(xué)成像及其它信息被機(jī)器實(shí)現(xiàn)的 分類器用來預(yù)測(cè)斑塊破裂，而不是依賴于從醫(yī)生到醫(yī)生的變化和有限的成像信息。解剖、形 態(tài)、血液動(dòng)力學(xué)以及生物化學(xué)特征中的兩個(gè)或更多被組合地用來對(duì)斑塊進(jìn)行分類。
[0005] 在第一方面，提供了一種用于在醫(yī)學(xué)成像中評(píng)定病人的斑塊易損性的方法。由醫(yī) 學(xué)成像掃描儀從病人的掃描提取血管或斑塊的解剖特征和斑塊的形態(tài)特征。基于所述掃描 從血液動(dòng)力學(xué)傳感器或血管的個(gè)性化模型獲得病人的血液動(dòng)力學(xué)特征。在接口處接收來自 病人的血液測(cè)試的生物化學(xué)特征。機(jī)器實(shí)現(xiàn)的分類器根據(jù)解剖、形態(tài)、血液動(dòng)力學(xué)以及生物 化學(xué)特征來計(jì)算針對(duì)病人的斑塊破裂的風(fēng)險(xiǎn)得分。針對(duì)病人的風(fēng)險(xiǎn)得分被傳輸?shù)斤@示器。
[0006] 在第二方面，提供了一種用于在醫(yī)學(xué)成像中評(píng)定病人的斑塊易損性的系統(tǒng)。醫(yī)學(xué) 掃描儀被配置成掃描病人的血管和斑塊。存儲(chǔ)器被配置成存儲(chǔ)來自血液測(cè)試的一個(gè)或多個(gè) 第一特征。圖像處理器被配置成從掃描的數(shù)據(jù)中提取血管、斑塊或者血管和斑塊的一個(gè)或 多個(gè)第二特征，并根據(jù)第一特征、第二特征以及針對(duì)血液動(dòng)力學(xué)的第三特征來確定斑塊破 裂的風(fēng)險(xiǎn)。輸出被配置成輸出針對(duì)病人的斑塊破裂的風(fēng)險(xiǎn)。
[0007]在第三方面，提供了一種用于在醫(yī)學(xué)成像中評(píng)定病人的斑塊易損性的方法。病人 的斑塊的形態(tài)特性、血液動(dòng)力學(xué)特性、具有斑塊的血管的解剖特性以及斑塊的生物化學(xué)特 性被加載為輸入特征向量。病人的斑塊被機(jī)器訓(xùn)練的分類器響應(yīng)于輸入特征向量而分類。 分類的結(jié)果被發(fā)信號(hào)通知給用戶。
[0008]本發(fā)明由隨后的權(quán)利要求定義，并且不應(yīng)將本節(jié)中的任何內(nèi)容理解為對(duì)那些權(quán)利 要求的限制。本發(fā)明的另外的方面和優(yōu)點(diǎn)下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例來討論，并且稍后可獨(dú)立地 或組合地要求保護(hù)。
【附圖說明】
[0009] 部件和附圖不一定按比例，而是重點(diǎn)代替地置于舉例說明本發(fā)明的原理。此外，在 圖中，相同的附圖標(biāo)記遍及不同的視圖指定對(duì)應(yīng)部分。
[0010] 圖1圖示出將各種斑塊評(píng)定有關(guān)的特征組合以計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)的一個(gè)示例； 圖2是用于在醫(yī)學(xué)成像中評(píng)定病人的斑塊易損性的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖； 圖3圖示出示出了血管中的斑塊的兩個(gè)位置之間的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的示例性圖像;以及 圖4是用于在醫(yī)學(xué)成像中評(píng)定病人的斑塊易損性的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 雖然不存在完全解釋動(dòng)脈中的斑塊的形成、生長以及最終破裂的機(jī)械論模型，但 已存在用以識(shí)別斑塊破裂的各種生理機(jī)制的相當(dāng)可觀的研究。多個(gè)因素已與斑塊破裂的傾 向有關(guān)，范圍從斑塊的形態(tài)特性、血液動(dòng)力學(xué)特性（例如，壁剪切應(yīng)力）、父血管（parent ves s e 1)的解剖學(xué)以及斑塊的生物化學(xué)特性。
[0012] 為了幫助臨床醫(yī)生理解斑塊破裂的風(fēng)險(xiǎn)并因此識(shí)別針對(duì)給定病人的穩(wěn)定和易損 斑塊，提供了一種機(jī)器實(shí)現(xiàn)的斑塊易損性評(píng)定?；跈C(jī)器的評(píng)定是第二意見或者通知醫(yī)生 以用于診斷和/或療法規(guī)劃。機(jī)器實(shí)現(xiàn)的分類提供風(fēng)險(xiǎn)信息的更客觀的源，而不是依賴于由 于不同的訓(xùn)練、技術(shù)水平、工作環(huán)境或其它因素而引起的變化性。由于使用機(jī)器實(shí)施方式， 所以可改善醫(yī)學(xué)成像中的斑塊評(píng)定。機(jī)器實(shí)施方式可更好地或者更一致地將與斑塊易損性 有關(guān)的不同類型的信息組合。
[0013] 該評(píng)定主要基于醫(yī)學(xué)成像，用來自計(jì)算建模和/或血液測(cè)試的信息增補(bǔ)。多個(gè)類型 的信息被收集以用于分類，而不是單獨(dú)依賴于成像。機(jī)器實(shí)施方式與人工執(zhí)行相比可更高 效和快速地收集和提供評(píng)定。
[0014] 在一個(gè)實(shí)施例中，執(zhí)行醫(yī)學(xué)成像。從醫(yī)學(xué)圖像提取表征斑塊和（一個(gè)或多個(gè))相關(guān) 血管(例如，父血管和/或分支血管）的解剖和形態(tài)特征。執(zhí)行血液動(dòng)力學(xué)計(jì)算以提取表征斑 塊的血液動(dòng)力學(xué)特征。使用侵入式或非侵入式流量和/或壓力測(cè)量來找到血液動(dòng)力學(xué)特征。 替換地或此外，使用基于根據(jù)醫(yī)學(xué)成像個(gè)性化的模型的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)分析。從由血 液測(cè)試提供的基于血液的生物標(biāo)志提取斑塊的生物化學(xué)特征。機(jī)器實(shí)現(xiàn)的分類器基于將解 剖、形態(tài)、血液動(dòng)力學(xué)以及生物化學(xué)特征組合來確定針對(duì)斑塊破裂的風(fēng)險(xiǎn)得分。該風(fēng)險(xiǎn)得分 將特定病人的特定斑塊指示為穩(wěn)定的或易損的。
[0015] 圖1示出了提出的方法的概覽。將異構(gòu)數(shù)據(jù)源的分析組合。由圖像處理器根據(jù)醫(yī)學(xué) 成像數(shù)據(jù)來檢測(cè)斑塊的形態(tài)，例如脂質(zhì)、纖維性或鈣化。使用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)將血液動(dòng)力學(xué) 應(yīng)力或其它力計(jì)算為冠狀流誘發(fā)的剪切應(yīng)力。針對(duì)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)，對(duì)病人的解剖學(xué)將模 型個(gè)性化，諸如使用醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)來個(gè)性化具有或沒有斑塊的血管的模型。從諸如血液測(cè) 試之類的臨床測(cè)試獲得生物化學(xué)標(biāo)志，諸如肌鈣蛋白（hs-TnT)、c反應(yīng)蛋白（cRP)或其它特 征。可使用與斑塊破裂的風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)或相關(guān)或被用來確定與風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)或相關(guān)的另外的特征的 附加、不同或更少的特征。由機(jī)器根據(jù)特征來計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)得分(例如，斑塊易損性或其它斑塊 相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)）。來自許多不同源的數(shù)據(jù)的組合增加了風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算的準(zhǔn)確度，幫助診斷。
[0016] 圖2是用于在醫(yī)學(xué)成像中評(píng)定病人的斑塊易損性的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。 來自三個(gè)或更多源和/或三個(gè)或更多不同類型的特征的信息被加載并用來對(duì)斑塊破裂或其 它斑塊相關(guān)事件的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分類。該風(fēng)險(xiǎn)基于不同類型的信息，諸如解剖、形態(tài)、生物化學(xué) 和/或血液動(dòng)力學(xué)，因此所得到的風(fēng)險(xiǎn)可更加準(zhǔn)確?？蓪碜耘c風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)或相關(guān)的任何特征 的信息組合以用機(jī)器來高效地和/或一致地確定風(fēng)險(xiǎn)。
[0017] 該方法由圖4的系統(tǒng)或另一系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。例如，該方法在與磁共振(MR)、計(jì)算機(jī)斷層 成像(CT)、超聲、發(fā)射、X射線(例如，血管造影術(shù))或其它成像系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的圖像處理器上實(shí) 現(xiàn)。作為另一示例，在圖像歸檔及通信系統(tǒng)(PACS)工作站或服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)該方法。在其它實(shí) 施例中，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、執(zhí)行不同動(dòng)作的此類不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或服務(wù)器中實(shí)現(xiàn)該方法。由成 像系統(tǒng)或PACS系統(tǒng)來執(zhí)行醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的獲取。輸出是在顯示器上或通過網(wǎng)絡(luò)的。
[0018] 按照所示的次序(例如，自上而下）或其它次序來執(zhí)行動(dòng)作。例如，并行地、同時(shí)地 或按照任何次序執(zhí)行動(dòng)作40、42、44和/或46。
[0019] 可提供附加、不同或更少的動(dòng)作。例如，在不在動(dòng)作52中傳輸風(fēng)險(xiǎn)的情況下執(zhí)行該 方法。作為另一示例，不執(zhí)行動(dòng)作42、44和/或46中的一個(gè)。
[0020] 在動(dòng)作40中，醫(yī)學(xué)掃描儀或成像器掃描病人。獲取醫(yī)學(xué)圖像或數(shù)據(jù)集。該醫(yī)學(xué)圖像 是表示病人的數(shù)據(jù)幀。該數(shù)據(jù)可以以任何格式。雖然使用了術(shù)語"圖像"和"成像"，但圖像或 成像數(shù)據(jù)可以以圖像的實(shí)際顯示之前的格式。例如，醫(yī)學(xué)圖像可以是用不同于顯示格式的 笛卡爾或極坐標(biāo)格式來表示不同位置的多個(gè)標(biāo)量值。作為另一示例，醫(yī)學(xué)圖像可以是被輸 出到顯示器以用于以顯示格式生成圖像的多個(gè)紅色、綠色、藍(lán)色（例如，RGB)值）。醫(yī)學(xué)圖像 可以是以顯示或其它格式的當(dāng)前或先前顯示的圖像。圖像或成像是可被用于成像的數(shù)據(jù) 集，諸如表示病人的掃描數(shù)據(jù)。
[0021] 可使用任何類型的醫(yī)學(xué)圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，醫(yī)學(xué)圖像是用CT系統(tǒng)獲取的計(jì)算 機(jī)斷層成像(CT)圖像。例如，CT數(shù)據(jù)集可用于檢測(cè)血管。作為另一示例，用MR成像器來獲取 表示病人的磁共振(MR)數(shù)據(jù)。使用用于掃描病人的成像序列來獲取MR數(shù)據(jù)。獲取表示病人 的體內(nèi)區(qū)域的數(shù)據(jù)。針對(duì)MR，磁共振數(shù)據(jù)是k空間數(shù)據(jù)。執(zhí)行傅立葉分析以將數(shù)據(jù)從k空間重 構(gòu)成三維對(duì)象或圖像空間。針對(duì)CT，將原始數(shù)據(jù)重構(gòu)成三維表示。用于獲取掃描數(shù)據(jù)的其它 醫(yī)學(xué)成像模態(tài)包括X射線血管造影術(shù)(XA)、光學(xué)相干斷層成像(0CT)、超聲(US)、血管內(nèi)超聲 (IVUS)以及近紅外光譜(NIRS)。
[0022] 醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)或掃描數(shù)據(jù)表示病人的組織。替換地，醫(yī)學(xué)圖像表示病人內(nèi)的流、速 度或流體。在其它實(shí)施例中，數(shù)據(jù)表示流和結(jié)構(gòu)兩者。
[0023] 醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)表示病人的一維、二維或三維區(qū)域。例如，醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)表示病人的區(qū)或切 片。針對(duì)分布于兩個(gè)或三個(gè)維度上的多個(gè)位置中的每一個(gè)提供值。獲取醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù) 幀。該數(shù)據(jù)幀表示在給定時(shí)間或時(shí)段的掃描區(qū)域。該數(shù)據(jù)集可表示隨時(shí)間推移的區(qū)或體積， 諸如提供病人的4D表示。
[0024] 醫(yī)學(xué)圖像或數(shù)據(jù)集是通過病人的掃描獲取的。該獲取作為掃描的一部分而發(fā)生。 替換地，該獲取是來自儲(chǔ)存器或存儲(chǔ)器的，諸如從PACS獲取先前創(chuàng)建的數(shù)據(jù)集。
[0025] 在動(dòng)作42中，由醫(yī)學(xué)成像掃描儀從病人的掃描提取血管或斑塊的解剖特征和斑塊 的形態(tài)特征。該特征提取由掃描儀(例如，在圖像重構(gòu)的時(shí)間期間）或由諸如成像工作站或 圖像處理器之類的另一設(shè)備執(zhí)行。
[0026] 提取基于醫(yī)學(xué)圖像的特征。可使用不同類型的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)來分析血管中的斑 塊。不同的醫(yī)學(xué)成像模態(tài)具有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。僅使用一個(gè)模態(tài)，但在其它實(shí)施例中使用 多個(gè)模態(tài)。成像研究指示斑塊信息(例如，鈣化狀態(tài)、子類型、總負(fù)擔(dān)、衰減、重新建模的范圍 等)和與破裂風(fēng)險(xiǎn)的最終相關(guān)性。基于該研究，識(shí)別用于預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)的模態(tài)和/或?qū)?yīng)特征。提 取所識(shí)別信息。
[0027] 提取一個(gè)或多個(gè)形態(tài)特征。該特征表示斑塊的形態(tài)特性。例如，從血管造影術(shù)掃描 提取斑塊的類型。可使用冠狀CT血管造影術(shù)來表征斑塊的形態(tài)并將形態(tài)表征成三個(gè)不同的 子類型一脂質(zhì)核、纖維性和鈣化斑塊。其它形態(tài)可包括斑塊材料的密度、彈性或其它特性。
[0028] 從醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)提取形態(tài)。通過分段來識(shí)別斑塊，諸如應(yīng)用閾值或其它圖像過程。 針對(duì)分段，將每個(gè)像素或體素識(shí)別為在內(nèi)腔、血管壁或斑塊中。替換地，在沒有內(nèi)腔和血管 壁的分段的情況下對(duì)斑塊的位置進(jìn)行分段。使用針對(duì)斑塊位置的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)來確定特 性。例如，像素強(qiáng)度值或衰減值(例如，CT中的Housenfield單元）的直方圖分析被用來確定 范圍，其然后可被分類為不同的斑塊子類型。
[0029] 從醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)提取斑塊和/或血管的解剖特征。圖像處理器或其它設(shè)備提取形 狀、幾何結(jié)構(gòu)、入口角、出口角、斑塊相對(duì)于血管的位置、血管狹窄、血管大小、血管形狀或其 組合?？商崛∨c斑塊風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)或被用來計(jì)算與斑塊風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的另外的特征的其它特征。例 如，CT血管造影術(shù)被用來量化冠狀血管樹的解剖學(xué)，包括狹窄（如果存在的話)及主和側(cè)分 支?？蓮腃T血管造影術(shù)圖像提取斑塊的其它解剖特征，諸如形狀、幾何結(jié)構(gòu)、入口和出口角、 位置(例如，分叉或其它）。
[0030] 由圖像處理器對(duì)解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位。識(shí)別是諸如血管之類的結(jié)構(gòu)的位置的識(shí)別。 可使用用以對(duì)解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位的任何現(xiàn)在已知或以后開發(fā)的方法。例如，使用適應(yīng)性區(qū) 域生長和骨架化方法。通過處理器或人工錄入對(duì)一個(gè)或多個(gè)種子( Seed)(諸如在血管中/針 對(duì)血管的那些)進(jìn)行定位。所述一個(gè)或多個(gè)種子在區(qū)域生長中被用來找到血管樹的位置?？?使用骨架化來對(duì)血管結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，諸如使用線來表示血管樹的分支的中心。
[0031] 可使用閾值、隨機(jī)游走(random walker)或其它方法對(duì)感興趣的血管和/或斑塊進(jìn) 行分段以用于計(jì)算解剖特征?？蓪?duì)如從針對(duì)特定病人的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)到的血管和/或 斑塊進(jìn)行建模。血管和/或斑塊的通用模型被擬合成分段解剖學(xué)或被識(shí)別為血管的位置?？?使用任何擬合。然后使用擬合的模型來計(jì)算一個(gè)或多個(gè)解剖特征，諸如狹窄中的最小面積。 替換地，在不擬合模型的情況下根據(jù)分段和/或位置信息來計(jì)算解剖特征。
[0032]用處理器來自動(dòng)地或者用處理器和用戶輸入半自動(dòng)地提取形態(tài)和/或解剖特征。 根據(jù)全自動(dòng)化方法，底層圖像處理算法檢測(cè)感興趣的解剖區(qū)域。例如，算法通過濾波、閾值 處理、模式匹配和/或其它圖像過程來自動(dòng)地檢測(cè)狹窄和/或斑塊。然后，由處理器從表示檢 測(cè)到的區(qū)域的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)提取解剖特征。該自動(dòng)方法在沒有解剖學(xué)的位置的用戶輸入的 情況下發(fā)生。
[0033] 根據(jù)半自動(dòng)化方法，可由算法自動(dòng)地提取某些特征，而可由人類注釋或編輯/修正 某些其它特征。替換地，用戶使用用戶輸入設(shè)備來輸入種子位置，并且處理器然后使用種子 位置來提取特征。在另一示例中，用戶放置卡鉗（caliper)或其它測(cè)量工具，并且處理器根 據(jù)卡鉗來確定特征的值。
[0034] 在替換方法中，人工地提取一個(gè)或多個(gè)特征。用戶查看圖像并人工地確定特征的 值。用戶錄入注釋或者用人工確定的特征的值來填充字段。
[0035] 在動(dòng)作44中，圖像處理器獲得病人的一個(gè)或多個(gè)血液動(dòng)力學(xué)特征。圖像處理器基 于掃描從血管的個(gè)性化建模和/或從傳感器獲得特征。從圖像處理器建模、從通過傳感器的 輸出和/或從存儲(chǔ)器獲得(一個(gè)或多個(gè))血液動(dòng)力學(xué)特征的（一個(gè)或多個(gè))值。血液動(dòng)力學(xué)傳 感器可以是流量和/或壓力傳感器，諸如來自壓力環(huán)帶和多普勒流量傳感器或者來自病人 內(nèi)的導(dǎo)管中的壓力和流量傳感器線。針對(duì)計(jì)算流動(dòng)建模，將基于物理學(xué)的或計(jì)算流體動(dòng)力 學(xué)模型擬合到從醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)檢測(cè)到（即，個(gè)性化)的病人的解剖學(xué)?？梢允褂糜糜陬A(yù)測(cè)流 量、壓力和/或剪切應(yīng)力的基于機(jī)器學(xué)習(xí)的模型來代替基于物理學(xué)的模型。替換地，可使用 相襯MR成像或其它成像來直接地測(cè)量特征的值。
[0036] 可使用傳感器和/或個(gè)性化模型來提取一個(gè)或多個(gè)特征以用于然后計(jì)算與斑塊風(fēng) 險(xiǎn)有關(guān)的特征。例如，提取壓力、流量或壓力和流量。根據(jù)壓力、流量或壓力和流量來計(jì)算由 斑塊施加于血管或施加于斑塊的應(yīng)力或其它力?？墒褂萌魏窝簞?dòng)力學(xué)特征。
[0037] 剪切應(yīng)力在冠狀斑塊的發(fā)展和最終破裂中具有機(jī)械性作用。可通過測(cè)量流量和/ 或壓力來評(píng)定壁應(yīng)力，諸如剪切應(yīng)力、法向應(yīng)力或總應(yīng)力?？商崛∑渌?。
[0038] 在其它實(shí)施例中，用以計(jì)算應(yīng)力的建模包括斑塊和/或血管的解剖模型和材料性 質(zhì)二者。例如，將從醫(yī)學(xué)圖像檢測(cè)到的斑塊與一個(gè)或多個(gè)材料性質(zhì)相關(guān)聯(lián)。然后可以與通過 解剖學(xué)的流動(dòng)建模相結(jié)合地使用材料性質(zhì)以執(zhí)行作用于斑塊上的（一個(gè)或多個(gè))力的流體-結(jié)構(gòu)相互作用(FSI)計(jì)算。
[0039] 在一個(gè)實(shí)施例中，在沒有對(duì)病人的侵入的情況下提取針對(duì)解剖、形態(tài)和/或血液動(dòng) 力學(xué)特征的值。被用來計(jì)算值的測(cè)量依賴于在病人外部的傳感器。例如，醫(yī)學(xué)成像掃描儀是 位于病人外的CT、MR或超聲傳感器(例如，檢測(cè)器、源、換能器和/或天線）。基于醫(yī)學(xué)成像導(dǎo) 出的解剖學(xué)的建?；騺碜圆∪送獾钠渌鼫y(cè)量被用來提取特征的值。
[0040] 在替換實(shí)施例中，使用一個(gè)或多個(gè)侵入式過程或設(shè)備，諸如來自病人內(nèi)的血管內(nèi) 超聲導(dǎo)管或壓力/流量傳感器。來自侵入式模態(tài)(諸如IVUS、0CR或NIRS)的特征與斑塊風(fēng)險(xiǎn) 相關(guān)。針對(duì)非侵入式，可從諸如CTA成像之類的非侵入式成像導(dǎo)出與風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的相同數(shù)據(jù)。 可使用針對(duì)與斑塊風(fēng)險(xiǎn)的聯(lián)系或相關(guān)性的相同假設(shè)，但是其基于來自非侵入式成像的測(cè) 量。例如，使用CTA成像來提取如在針對(duì)IVUS提出的假設(shè)中使用的形態(tài)特征。
[0041] 在動(dòng)作46中，接口接收針對(duì)一個(gè)或多個(gè)生物化學(xué)特征的值。接口是用于接收數(shù)據(jù) 的用戶輸入、端口、存儲(chǔ)器連接器或其它設(shè)備。生物化學(xué)特征值來自病人的血液測(cè)試。該血 液測(cè)試的結(jié)果被傳輸?shù)浇涌凇⑼ㄟ^接口從存儲(chǔ)器檢索、通過接口加載或輸入到接口。
[0042]可使用任何生物化學(xué)特征。例如，接收血清C反應(yīng)蛋白（CRP)、高敏肌鈣蛋白T或兩 者的水平?？墒褂门c斑塊風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)或相關(guān)的任何現(xiàn)在已知或以后開發(fā)的血液生物標(biāo)志。血 清CRP的水平是針對(duì)急性冠狀事件和心臟性猝死的預(yù)兆因素，并且與冠狀鈣化相關(guān)聯(lián)。CRP 和冠狀斑塊子類型可以相關(guān)。來自冠狀CTA和高敏肌鈣蛋白T(hsTnT)的高級(jí)斑塊分析可與 風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)并被用于風(fēng)險(xiǎn)分層(stratification)。
[0043]在動(dòng)作48中，圖像處理器加載病人的斑塊的形態(tài)特性、血液動(dòng)力學(xué)特性、具有斑塊 的血管的解剖特性以及斑塊的生物化學(xué)特性作為輸入特征向量。響應(yīng)于通過圖像處理器的 查詢或到圖像處理器的推送而從存儲(chǔ)器、任何接口訪問和/或接收針對(duì)各種類型的特征的 值。各種類型的特征的這些值被加載為用于分類的輸入向量。也可加載其它類型的值。所述 值被加載到存儲(chǔ)器、圖像處理器或數(shù)據(jù)庫中以供圖像處理器訪問。
[0044] 在動(dòng)作50中，圖像處理器或其它設(shè)備對(duì)病人的斑塊進(jìn)行分類。機(jī)器實(shí)現(xiàn)的分類器 根據(jù)輸入向量來計(jì)算破裂的風(fēng)險(xiǎn)或其它斑塊相關(guān)預(yù)測(cè)。分類器基于與斑塊有關(guān)的信息或輸 入特征向量來確定針對(duì)病人的風(fēng)險(xiǎn)得分。通過將解剖、形態(tài)、血液動(dòng)力學(xué)和/或生物化學(xué)特 征組合來實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)得分的確定。
[0045] 在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)器實(shí)現(xiàn)的分類器將風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算為加權(quán)和。輸入向量的某些或全 部特征單獨(dú)地或獨(dú)立地與風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)?；谘芯炕蚱渌R(shí)，與風(fēng)險(xiǎn)的此關(guān)系被用于每個(gè)特 征。加權(quán)可計(jì)及特征與風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性的強(qiáng)度和/或針對(duì)不同特征的值的不同動(dòng)態(tài)范圍。將來 自不同相關(guān)的特征的結(jié)果組合。機(jī)器實(shí)現(xiàn)的分類器將風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算為從解剖、形態(tài)、血液動(dòng)力學(xué) 以及生物化學(xué)特征中的每一個(gè)映射的秩的加權(quán)和。通過使用已建立的假設(shè)用于來自臨床文 獻(xiàn)的這些相應(yīng)因素而計(jì)算來自給定特征的每個(gè)單獨(dú)得分。這些得分被加權(quán)，并且加權(quán)得分 被加和，計(jì)算復(fù)合風(fēng)險(xiǎn)得分。
[0046] 可使用其它機(jī)器實(shí)現(xiàn)的分類器。例如，使用機(jī)械模型。機(jī)械模型使用輸入特征來對(duì) 對(duì)于病人的模型進(jìn)行個(gè)性化。然后使用該個(gè)性化模型來計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)。
[0047] 可使用其它機(jī)器實(shí)現(xiàn)的分類器，諸如數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的模型。在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)器實(shí)現(xiàn) 的分類器是機(jī)器學(xué)習(xí)分類器。從用已知風(fēng)險(xiǎn)來訓(xùn)練數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)將輸入向量(例如，特征）的 值與輸出風(fēng)險(xiǎn)得分相關(guān)(例如，用權(quán)重）的矩陣。圖像處理器或其它機(jī)器應(yīng)用該矩陣作為機(jī) 器實(shí)現(xiàn)的分類器。機(jī)器學(xué)習(xí)或機(jī)器訓(xùn)練的分類器將各種特征組合成風(fēng)險(xiǎn)得分。特征的不同 值導(dǎo)致不同的預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0048]機(jī)器學(xué)習(xí)分類器涉及兩個(gè)階段，訓(xùn)練階段和預(yù)測(cè)階段。在訓(xùn)練階段期間，在包含多 個(gè)訓(xùn)練示例連同基礎(chǔ)真實(shí)(ground truth)的數(shù)據(jù)庫上"訓(xùn)練"機(jī)器學(xué)習(xí)算法?？梢杂萌魏畏?式填充訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫。例如，正面訓(xùn)練示例是破裂的斑塊，并且負(fù)面示例（例如，來自相同病 人)是在急性冠狀綜合征事件期間并未破裂的斑塊。收集來自許多不同病人的訓(xùn)練示例。在 另一示例中，從破裂之前和之后的病人以及在相同時(shí)段內(nèi)但沒有破裂的其它病人收集訓(xùn)練 示例。在又另一示例中，可通過考慮來自一個(gè)或多個(gè)臨床醫(yī)生的輸入而不是通過實(shí)際事件 或破裂來準(zhǔn)備針對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)的"基礎(chǔ)真實(shí)"。分類器學(xué)習(xí)臨床醫(yī)生如何對(duì)關(guān)于斑塊的破裂風(fēng) 險(xiǎn)開處方(prescribe)。在另一示例中，可以使用基于專家乘積(product of experts，PoE) 的機(jī)器學(xué)習(xí)算法或深度學(xué)習(xí)算法來實(shí)現(xiàn)這。
[0049] 可使用任何機(jī)器學(xué)習(xí)或訓(xùn)練。在一個(gè)實(shí)施例中，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)?？捎?xùn)練并應(yīng)用其它 深度學(xué)習(xí)、稀疏自動(dòng)編碼分類器。在替換實(shí)施例中，訓(xùn)練并應(yīng)用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)或支持向量機(jī)。 可使用分級(jí)或其它方法?？墒褂帽O(jiān)督或半監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)?？墒褂萌魏螜C(jī)器學(xué)習(xí)方法。
[0050] 圖像處理器或其它機(jī)器通過特征的值的輸入來應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)分類器。輸出是風(fēng) 險(xiǎn)。該風(fēng)險(xiǎn)可以是二進(jìn)制的，諸如將斑塊指示為易損的或穩(wěn)定的。在其它實(shí)施例中，返回分 類中的概率或置信度，諸如以任何分辨率來預(yù)測(cè)破裂的風(fēng)險(xiǎn)。分類器輸出斑塊將破裂的可 能性或其它斑塊相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的指示。
[0051] 機(jī)器實(shí)現(xiàn)的分類器可被用于各種目的和/或病人分析中的任何一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施 例中，預(yù)測(cè)破裂的風(fēng)險(xiǎn)。在另一實(shí)施例中，提供風(fēng)險(xiǎn)分層。例如，在冠狀動(dòng)脈疾病分析中根據(jù) 或作為針對(duì)病人的風(fēng)險(xiǎn)得分而計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)分層和斑塊易損性評(píng)定二者。將心臟生物標(biāo)志（例 如，C反應(yīng)蛋白、肌鈣蛋白hsTnT)、成像生物標(biāo)志(例如，來自CTA的斑塊和狹窄分析）以及生 理學(xué)建模(例如，血流、剪切應(yīng)力、計(jì)算血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù))的組合分析用于針對(duì)穩(wěn)定冠狀動(dòng)脈疾 病病人的風(fēng)險(xiǎn)分層和斑塊易損性指數(shù)。在另一示例中，在急性冠狀綜合征分析中針對(duì)病人 計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)得分。將心臟生物標(biāo)志(例如，C反應(yīng)蛋白、肌鈣蛋白hsTnT)、成像生物標(biāo)志（例如， 來自非侵入式CTA和/或侵入式血管造影術(shù)、IVUS、OCT的斑塊和狹窄分析）以及生理學(xué)建模 (例如，血流、剪切應(yīng)力、計(jì)算血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù))的組合分析用于急性冠狀綜合征病人。
[0052]在動(dòng)作52中，圖像處理器或其它設(shè)備傳輸針對(duì)病人的風(fēng)險(xiǎn)得分。該傳輸是到存儲(chǔ) 器、網(wǎng)絡(luò)、顯示器、打印機(jī)或其它設(shè)備的。傳輸是有線地和/或無線地。
[0053]該傳輸將分類的結(jié)果發(fā)信號(hào)通知給一個(gè)或多個(gè)用戶。風(fēng)險(xiǎn)得分到顯示器、醫(yī)學(xué)記 錄、打印機(jī)或其它輸出的傳輸幫助用戶進(jìn)行診斷或療法規(guī)劃。
[0054]風(fēng)險(xiǎn)得分被呈現(xiàn)為字母數(shù)字文本。替換地，在圖像中呈現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)得分，諸如在一維血 管骨架或變平血管、二維圖像或三維再現(xiàn)上使用顏色編碼、注釋和/或風(fēng)險(xiǎn)的其它指示器。 例如，圖3示出了沿著血管的截面的CTA圖像，其中兩個(gè)斑塊區(qū)域被示出為比血管或周圍組 織更亮。注釋指示針對(duì)每個(gè)斑塊的分類的風(fēng)險(xiǎn)得分。可使用顏色或其它指示器，諸如用紅色 的陰影對(duì)易損斑塊著色并用藍(lán)色的陰影對(duì)穩(wěn)定斑塊著色。在血管的任何圖像上指示風(fēng)險(xiǎn)。
[0055] 給定病人和/或病人的血管可具有不同斑塊區(qū)域。針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)而評(píng)定每個(gè)斑塊。針對(duì) 每個(gè)斑塊重復(fù)解剖和/或形態(tài)特征的提取。針對(duì)每個(gè)斑塊獲得血液動(dòng)力學(xué)特征。在對(duì)每個(gè)斑 塊施加與在相同血管分支中所做的相同的應(yīng)力的情況下，血液動(dòng)力學(xué)特征的獲得可不被重 復(fù)。由于血管在不同位置處具有不同的形狀和/或大小，所以血液動(dòng)力學(xué)特征的獲得可被重 復(fù)，但使用對(duì)多個(gè)斑塊共同的模型。不重復(fù)生物化學(xué)特征的接收，因?yàn)檠簻y(cè)試結(jié)果適用于 給定病人中的任何斑塊。如果從斑塊的更直接采樣接收到生物化學(xué)特征，則可針對(duì)不同的 斑塊重復(fù)該接收。加載和分類被重復(fù)以對(duì)針對(duì)每個(gè)斑塊的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分類。對(duì)每個(gè)此類斑塊 單獨(dú)地應(yīng)用分類，生成單獨(dú)或斑塊特定風(fēng)險(xiǎn)得分。此外或替換地，可通過組合來自多個(gè)斑塊 的信息來將組合得分公式化。該組合是最大風(fēng)險(xiǎn)的平均或選擇。該組合表示針對(duì)病人發(fā)生 的斑塊破裂的風(fēng)險(xiǎn)而不是針對(duì)特定斑塊的風(fēng)險(xiǎn)。
[0056] 圖4示出了用于在醫(yī)學(xué)成像中評(píng)定病人的斑塊易損性的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括醫(yī)學(xué)掃 描儀80、流量/壓力傳感器81、臨床傳感器83、存儲(chǔ)器84、圖像處理器82以及顯示器86?？商?供附加、不同或更少的部件。例如，存儲(chǔ)器84、接口和/或病人醫(yī)學(xué)記錄數(shù)據(jù)庫被提供用于血 液動(dòng)力學(xué)和/或生物化學(xué)特征，而不是流量/壓力傳感器81和/或臨床傳感器83。作為另一示 例，接口被提供用于接收特征。在又另一示例中，提供了網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)連接，諸如用于在不使 用醫(yī)學(xué)掃描儀80的情況下與醫(yī)學(xué)成像網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)檔案系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。在另一示例中，用戶接口 被提供以用于特征的手動(dòng)錄入。
[0057]圖像處理器82、存儲(chǔ)器84以及顯示器86是醫(yī)學(xué)掃描儀80的部分。替換地，圖像處理 器82、存儲(chǔ)器84以及顯示器86是檔案和/或圖像處理系統(tǒng)的部分，諸如與醫(yī)學(xué)記錄數(shù)據(jù)庫工 作站或服務(wù)器相關(guān)聯(lián)，與醫(yī)學(xué)掃描儀80分離。在其它實(shí)施例中，圖像處理器82、存儲(chǔ)器84以 及顯示器86是個(gè)人計(jì)算機(jī)，諸如臺(tái)式或膝上型計(jì)算機(jī)、工作站、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)或其組合?？稍?沒有用于通過掃描病人來獲取數(shù)據(jù)的其它部件的情況下提供圖像處理器82、顯示器86以及 存儲(chǔ)器84。
[0058]醫(yī)學(xué)掃描儀80是醫(yī)學(xué)診斷成像系統(tǒng)?？墒褂贸?、 造影術(shù)、熒光透視法、正電子發(fā)射斷層成像、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像、NIRS和/或MR系 統(tǒng)。醫(yī)學(xué)掃描儀80可包括發(fā)射機(jī)并包括用于掃描或接收表示病人的體內(nèi)的數(shù)據(jù)的檢測(cè)器。 醫(yī)學(xué)掃描儀80掃描病人中的血管和/或斑塊。
[0059]在一個(gè)實(shí)施例中，醫(yī)學(xué)掃描儀80是CT系統(tǒng)。X射線源與構(gòu)臺(tái)（gantry)連接。檢測(cè)器 也被與X射線源相對(duì)地與構(gòu)臺(tái)連接。病人位于源與檢測(cè)器之間。源和檢測(cè)器在病人的相對(duì)側(cè) 并繞著病人旋轉(zhuǎn)和/或平移。穿過病人的檢測(cè)到的X射線能量被轉(zhuǎn)換、重構(gòu)或變換成表示病 人內(nèi)的不同空間位置的數(shù)據(jù)。針對(duì)CTA，在病人的血液中提供輻射不透明造影劑。可使用其 它血管造影系統(tǒng)，諸如X射線或?qū)Ｓ醚茉煊跋到y(tǒng)。血管造影系統(tǒng)包括X射線源和檢測(cè)器。
[0060] 作為超聲或IVUS，換能器被定位成使得用聲能來掃描血管。換能器中的元件陣列 被用來對(duì)聲能進(jìn)行導(dǎo)向。接收到的聲回聲被轉(zhuǎn)換成電能，波束成形并檢測(cè)到，諸如用多普勒 和/或B模式檢測(cè)。
[0061] 在另一實(shí)施例中，醫(yī)學(xué)掃描儀80是MR系統(tǒng)。MR系統(tǒng)包括主場(chǎng)磁體，諸如低溫磁體以 及梯度線圈。提供了用于發(fā)射和/或接收的整體線圈?？墒褂帽镜鼐€圈，諸如以用于接收由 原子響應(yīng)于脈沖而發(fā)射的電磁能?？商峁┢渌幚聿考?，諸如用于基于序列來規(guī)劃并生成 用于線圈的發(fā)射脈沖并用于接收和處理接收到的k空間數(shù)據(jù)。接收到的k空間數(shù)據(jù)被用傅立 葉處理轉(zhuǎn)換成對(duì)象或圖像空間數(shù)據(jù)。
[0062] 流量和/或壓力傳感器81是侵入式或非侵入式傳感器。例如，環(huán)帶被用來測(cè)量壓 力。諸如專用流量傳感器或通過使用超聲掃描儀的多普勒傳感器測(cè)量流量。在另一示例中， 導(dǎo)管上的流量和/或壓力傳感器測(cè)量病人內(nèi)的流量和/或壓力。
[0063]臨床傳感器83是任何臨床測(cè)試設(shè)備。例如，使用光譜儀、顯微鏡檢查、化學(xué)反應(yīng)或 其它測(cè)試設(shè)備。為了獲得用于臨床傳感器83的血液，從病人的手臂抽取血液。替換地，諸如 使用導(dǎo)管從在斑塊附近的位置抽取血液。
[0064]存儲(chǔ)器84可以是圖形處理存儲(chǔ)器、視頻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、系統(tǒng)存 儲(chǔ)器、高速緩存存儲(chǔ)器、硬驅(qū)動(dòng)、光學(xué)介質(zhì)、磁介質(zhì)、閃速驅(qū)動(dòng)、緩沖器、數(shù)據(jù)庫、其組合或用 于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或視頻信息的其它現(xiàn)在已知或以后開發(fā)的存儲(chǔ)器設(shè)備。存儲(chǔ)器84是醫(yī)學(xué)掃描儀 80的部分、與圖像處理器82相關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)的部分、數(shù)據(jù)庫的部分、另一系統(tǒng)的部分、圖像 檔案存儲(chǔ)器或獨(dú)立設(shè)備。
[0065] 存儲(chǔ)器84存儲(chǔ)表示病人的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)、分段信息、針對(duì)特征的獲取的值、模型、 個(gè)性化模型的參數(shù)、分類結(jié)果、機(jī)器學(xué)習(xí)矩陣和/或圖像。存儲(chǔ)從其它源(諸如醫(yī)學(xué)掃描儀 80、流量/壓力傳感器81或臨床傳感器83)接收到的任何特征。可存儲(chǔ)被用來導(dǎo)出特征的來 自掃描儀80或傳感器81、83的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)在接口處接收到或由圖像處理器82計(jì)算的針對(duì)特 征的值。例如，在用戶輸入上錄入、從實(shí)驗(yàn)室接收或由另一源提供的來自血液測(cè)試的生物化 學(xué)特征被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器84中。存儲(chǔ)器84可替換地或此外在處理期間存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0066] 存儲(chǔ)器84或其它存儲(chǔ)器替換地或此外是非臨時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)表示 由編程圖像處理器82可執(zhí)行的指令的數(shù)據(jù)。在非臨時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)或存儲(chǔ)器(諸如 高速緩存、緩沖器、RAM、可移除介質(zhì)、硬驅(qū)或其它計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)）上提供用于實(shí)現(xiàn)本 文所討論的過程、方法和/或技術(shù)的指令。非臨時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括各種類型的易失 性和非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)。響應(yīng)于存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中或在其上的一個(gè)或多個(gè)指令 集而執(zhí)行圖中所示或本文所述的功能、動(dòng)作或任務(wù)。所述功能、動(dòng)作或任務(wù)獨(dú)立于特定類型 的指令集、存儲(chǔ)介質(zhì)、處理器或處理策略，并且可由單獨(dú)地或組合地操作的軟件、硬件、集成 電路、固件、微代碼等執(zhí)行。同樣地，處理策略可包括多重處理、多重任務(wù)、并行處理等。
[0067]在一個(gè)實(shí)施例中，將指令存儲(chǔ)在可移除介質(zhì)設(shè)備上以供本地或遠(yuǎn)程系統(tǒng)讀取。在 其它實(shí)施例中，指令被存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程位置以供通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或通過電話線傳輸。在又其它 實(shí)施例中，指令被存儲(chǔ)在給定計(jì)算機(jī)、CPU、GPU或系統(tǒng)內(nèi)。
[0068]圖像處理器82是用于評(píng)定斑塊風(fēng)險(xiǎn)的中央處理單元、控制處理器、圖形處理器、數(shù) 字信號(hào)處理器、三維再現(xiàn)處理器、專用集成電路、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列、數(shù)字電路、模擬電路、 其組合或其它現(xiàn)在已知或以后開發(fā)的設(shè)備。圖像處理器82是串行地、并行地或單獨(dú)地操作 的單個(gè)設(shè)備或多個(gè)設(shè)備。圖像處理器82可以是計(jì)算機(jī)(諸如膝上型計(jì)算機(jī)或臺(tái)式計(jì)算機(jī))的 主處理器，或者可以是用于在較大系統(tǒng)中、諸如在成像系統(tǒng)中處理某些任務(wù)的處理器。圖像 處理器82被指令、設(shè)計(jì)、硬件和/或軟件配置成執(zhí)行本文所討論的動(dòng)作。
[0069]圖像處理器82被配置成從通過醫(yī)學(xué)掃描儀80的掃描的數(shù)據(jù)提取血管、斑塊或血管 和斑塊的一個(gè)或多個(gè)特征。提取血管、斑塊或血管和斑塊的任何解剖、形態(tài)或解剖和形態(tài)特 征。使用分段、模式匹配、分類或其它圖像處理來確定針對(duì)血管和/或斑塊的特征的值。
[0070] 在一個(gè)實(shí)施例中，圖像處理器82被配置成計(jì)算斑塊經(jīng)受的或在血管中的應(yīng)力和/ 或其它力。可使用流量和/或壓力的測(cè)量。替換地，圖像處理器82實(shí)現(xiàn)建模以計(jì)算應(yīng)力或其 它力。例如，通用血管和/或斑塊模型被擬合到來自病人的掃描數(shù)據(jù)。除掃描數(shù)據(jù)之外，還可 使用壓力和/或流量的測(cè)量來擬合模型。使用個(gè)性化模型來計(jì)算根據(jù)其計(jì)算應(yīng)力的流量或 壓力?？墒褂脗€(gè)性化模型來直接地計(jì)算應(yīng)力，而不是使用流量和/或壓力的中間計(jì)算。在一 個(gè)方法中，使用從通過醫(yī)學(xué)掃描儀80的掃描導(dǎo)出的流體-結(jié)構(gòu)相互作用計(jì)算來計(jì)算(一個(gè)或 多個(gè))血液動(dòng)力學(xué)特征。
[0071] 圖像處理器82被配置成根據(jù)特征來確定斑塊破裂的風(fēng)險(xiǎn)。使用解剖、形態(tài)、生物化 學(xué)和/或血液動(dòng)力學(xué)特征中的兩個(gè)或更多的組合來確定風(fēng)險(xiǎn)?？墒褂媒o定類型的任何數(shù)目 的特征。由圖像處理器82實(shí)現(xiàn)的分類器確定風(fēng)險(xiǎn)。分類器可使用加權(quán)和或者機(jī)械模型。在一 個(gè)實(shí)施例中，分類器是具有作為機(jī)器學(xué)習(xí)分類器的輸入向量的部分的特征的機(jī)器學(xué)習(xí)分類 器。特征的值被輸入到分類器。圖像處理器82基于輸入向量而輸出風(fēng)險(xiǎn)。
[0072]顯示器86是輸出。可使用其它輸出，諸如接口、網(wǎng)絡(luò)連接器或打印機(jī)。輸出被配置 成輸出與針對(duì)病人的斑塊有關(guān)的破裂風(fēng)險(xiǎn)或其它風(fēng)險(xiǎn)。
[0073] 顯示器86是用于輸出視覺信息的監(jiān)視器、IXD、投影儀、等離子體顯示器、CRT、打印 機(jī)或其它現(xiàn)在已知或以后開發(fā)的設(shè)備。顯示器86從圖像處理器82、存儲(chǔ)器84或醫(yī)學(xué)掃描儀 80接收?qǐng)D像、圖形、文本、量或其它信息。顯示一個(gè)或多個(gè)醫(yī)學(xué)圖像。所述圖像是病人的區(qū)域 的圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，圖像是血管或血管樹的圖像。由圖像處理器82定位的斑塊的位置 被在沒有加亮的其它組織或流體的情況下加亮或顯示。圖像包括針對(duì)每個(gè)斑塊或通常針對(duì) 病人的斑塊的風(fēng)險(xiǎn)的指示，諸如圖形或色化。替換地或此外，圖像包括基于分類的量，諸如 風(fēng)險(xiǎn)得分值?？稍跊]有病人的醫(yī)學(xué)圖像表示的情況下將該量顯示為圖像。
[0074]雖然上文已通過參考各種實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解的是在不脫離本發(fā)明的 范圍的情況下可進(jìn)行許多改變和修改。因此意圖在于將前文的詳細(xì)描述視為說明性而非限 制性的，并且應(yīng)理解的是以下權(quán)利要求(包括所有等價(jià)物)意圖限定本發(fā)明的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于在醫(yī)學(xué)成像中評(píng)定病人的斑塊易損性的方法，該方法包括： 從通過醫(yī)學(xué)成像掃描儀的病人的掃描提取血管或斑塊的解剖特征和斑塊的形態(tài)特征； 基于所述掃描從血液動(dòng)力學(xué)傳感器或血管的個(gè)性化建模獲得病人的血液動(dòng)力學(xué)特征； 在接口處從病人的血液測(cè)試接收生物化學(xué)特征； 由機(jī)器實(shí)現(xiàn)的分類器根據(jù)解剖、形態(tài)、血液動(dòng)力學(xué)以及生物化學(xué)特征來計(jì)算針對(duì)病人 的斑塊破裂的風(fēng)險(xiǎn)得分；以及 將針對(duì)病人的風(fēng)險(xiǎn)得分傳輸?shù)斤@示器。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，提取形態(tài)特征包括從作為掃描的血管造影術(shù)提取 斑塊的類型。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，提取解剖特征包括提取形狀、幾何結(jié)構(gòu)、入口角、 出口角、斑塊相對(duì)于血管的位置、血管的狹窄、血管大小、血管形狀或其組合。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，提取包括用處理器來自動(dòng)地或者用處理器和用戶 輸入來半自動(dòng)地提取。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，獲得包括獲得壓力、流量或壓力和流量并根據(jù)壓 力、流量或壓力和流量來計(jì)算應(yīng)力。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，接收包括接收血清C反應(yīng)蛋白、高敏肌鈣蛋白T或 兩者的水平。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，計(jì)算包括由機(jī)器實(shí)現(xiàn)的分類器計(jì)算作為從解剖、 形態(tài)、血液動(dòng)力學(xué)以及生物化學(xué)特征中的每一個(gè)映射的秩的加權(quán)和。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，計(jì)算包括由包括機(jī)械模型的機(jī)器實(shí)現(xiàn)的分類器計(jì) 算。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，計(jì)算包括由包括機(jī)器學(xué)習(xí)分類器的機(jī)器實(shí)現(xiàn)的分 類器計(jì)算。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，計(jì)算包括計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)得分作為冠狀動(dòng)脈疾病分析 中的針對(duì)病人的風(fēng)險(xiǎn)分層和斑塊易損性評(píng)定的部分。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，計(jì)算包括計(jì)算急性冠狀綜合征分析中的針對(duì)病 人的風(fēng)險(xiǎn)得分。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括針對(duì)另一斑塊重復(fù)提取、獲得以及計(jì)算。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括用包括非侵入式模態(tài)的醫(yī)學(xué)成像掃描儀來執(zhí)行 掃描，其中，解剖、形態(tài)以及血液動(dòng)力學(xué)特征全部是在沒有對(duì)病人的侵入的情況下獲得的。14. 一種用于在醫(yī)學(xué)成像中評(píng)定病人的斑塊易損性的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括： 醫(yī)學(xué)掃描儀，其被配置成掃描病人的血管和斑塊； 存儲(chǔ)器，其被配置成存儲(chǔ)來自血液測(cè)試的一個(gè)或多個(gè)第一特征； 圖像處理器，其被配置成從掃描的數(shù)據(jù)中提取血管、斑塊或者血管和斑塊的一個(gè)或多 個(gè)第二特征，并根據(jù)第一特征、第二特征以及針對(duì)血液動(dòng)力學(xué)的第三特征來確定斑塊破裂 的風(fēng)險(xiǎn)；以及 輸出，其被配置成輸出針對(duì)病人的斑塊破裂的風(fēng)險(xiǎn)。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述醫(yī)學(xué)掃描儀包括血管造影掃描儀，并且所 述第二特征包括血管、斑塊或血管和斑塊的解剖、形態(tài)或解剖和形態(tài)特征。16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述第一特征包括病人的血液的生物化學(xué)特 征。17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像處理器被配置成將第三特征計(jì)算為根 據(jù)流量、壓力或流量和壓力測(cè)量或估計(jì)計(jì)算的斑塊、血管或斑塊和血管上的力。18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像處理器被配置成根據(jù)從掃描導(dǎo)出的流 體-結(jié)構(gòu)相互作用計(jì)算來計(jì)算第三特征。19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像處理器被配置成以第一、第二以及第 三特征作為機(jī)器學(xué)習(xí)分類器的輸入向量的部分用機(jī)器學(xué)習(xí)分類器來確定風(fēng)險(xiǎn)。20. -種用于在醫(yī)學(xué)成像中評(píng)定病人的斑塊易損性的方法，該方法包括： 將病人的斑塊的形態(tài)特性、血液動(dòng)力學(xué)特性、具有斑塊的血管的解剖特性以及斑塊的 生物化學(xué)特性加載為輸入特征向量； 由機(jī)器訓(xùn)練的分類器響應(yīng)于輸入特征向量對(duì)病人的斑塊進(jìn)行分類；以及 將分類的結(jié)果發(fā)信號(hào)通知給用戶。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK106056126SQ201610086127
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年2月15日 公開號(hào)201610086127.9, CN 106056126 A, CN 106056126A, CN 201610086127, CN-A-106056126, CN106056126 A, CN106056126A, CN201610086127, CN201610086127.9
【發(fā)明人】D.科馬尼西尤, P.沙馬
【申請(qǐng)人】西門子公司