用于确定可植入医疗装置在血管结构中展开之后、在部署位置上的定位的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于确定可展开医疗装置型植入物在部署位置上的定位的方法，该方法：从包括血管结构的感兴趣区域的三维图像，包括以下步骤：确定所述血管结构的中心线；根据初始位置围绕所述中心线定位IMD；模拟IMD在部署之后、随着所述血管结构的壁在IMD上施加的应力的变化的最终位置，确定中心线包括放置点以便使再输入点和输出点之间、流体沿着所述点的行进时间最小化，所述行进时间通过使用梯度下降算法最小化，所述IMD的最终位置的模拟考虑意图在IMD的植入期间施加于IMD的纵向推拉的水平。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定可植入医疗装置在血管结构中展开之后、在部署位置上的定位的方法
本专利技术涉及血管植入物在植入物操作之前或期间的数字模拟的领域。更具体地说，本专利技术涉及可植入医疗装置(或IMD)的机械行为的预测，对于所述预测来说，患有局部病状(诸如动脉瘤)的血管结构(诸如动脉)的三维测绘在按照血管内路线插入所述植入物之前是可用的。该预测对于临床医生在干预期间选择装置的最佳尺寸和最佳初始定位、或者甚至选择最佳型号是有用的。
技术介绍
普遍做法是使用可展开、可植入医疗装置(IMD)类型的植入物(诸如“支架”、“囊内支架”或“引流器”)来处置例如受动脉瘤影响的动脉。希望避免动脉瘤的扩张和破裂，此外，希望避免在动脉瘤囊形成的凝块迁移并且局部地阻挡动脉。这样的植入物可以通过经皮植入被插入。植入物可以在导管中保持处于径向压缩状态，并且在定位在要处置的区域中之后部署。IMD可以是圆柱形、球形、椭球体形状或者围绕其旋转轴具有可变半径的管状形状。重要的是在植入之前预测植入物采用的部署位置。例如，就“引流器”来说，植入物可以在该植入物被插入之后沿着其纵轴延伸(相对于其静止时的长度)。就具有可变的几何形状的囊内支架或动脉瘤内支架而言，植入物可以在其被部署在动脉瘤囊中之后围绕其旋转轴纵向地和径向地延伸，以使得植入物在展开之后紧贴动脉瘤囊的形状一直达到机械平衡。为了处置动脉瘤，植入物的最终长度、其准确的定位、其直径、其紧靠动脉的壁的并置是其控制重要的许多参数。部署过长的长度的装置可能以不合需要的方式覆盖动脉分叉处。太短的长度的装置可能以不足的方式处置动脉瘤病状。另外，如果装置紧靠动脉的壁的并置并不令人满意，则存在形成血栓的风险。按照血管内路线规划植入物插入一般是借助于动脉的二维或三维图像来执行的。直到现在，将被部署的IMD参考的选择一直是——至少——基于医生在患者的成像上执行的局部平面测量(2D)。这些测量使得IMD一旦被部署、就不可能以可靠的方式预测IMD的并置或其最终长度。为了考虑血管结构的形态以估计部署之后的血管内植入物的最终位置，基于算盘的技术是已知的。算盘给出装置在部署之后的长度及其直径之间的关系。假定植入物的展开受到围绕它的血管结构的最小直径的限制，那么可以获得部署之后的长度估计。然而，该技术假定具有恒定的圆形截面的血管结构。因此，存在对于用于确定植入物在部署之后的最终位置、尤其是其在部署之后的径向展开的、非常精确的且可靠的方法的需要。另外还存在对于能够给出植入物紧靠血管结构的壁的并置的估计的模型的需要。
技术实现思路
本专利技术使得可以抵消前述缺点，并且根据第一方面，提出了一种用于确定可展开、可植入医疗装置或IMD在部署位置上的定位的方法，所述医疗装置意图被部署在血管结构中，所述方法包括，从其中已经定义IMD在血管结构内的定位点的、包括血管结构的感兴趣区域的三维图像，以下步骤：确定血管结构的中心线；根据初始位置，围绕中心线定位IMD；模拟IMD在部署之后、随着血管结构的壁在IMD上施加的应力的变化的最终位置，确定中心线在于在沿着血管结构的不同的纵向位置处放置点，以便使在血管结构中的输入点和血管结构中的输出点之间、流体沿着所述点的行进时间最小化，所述行进时间通过使用梯度下降算法最小化，所述点形成中心线，并且IMD的最终位置的模拟是随着意图在IMD的植入期间施加于IMD的纵向推拉的水平的变化而执行的。本专利技术具有多个优点。适用于在人类中以及在动物中模拟植入物的本专利技术改进了中心线的确定，血管结构的三维图像用于确定中心线的点。另外，梯度下降算法的使用使得可以获得更靠近物理现实的中心线。如此确定的中心线更忠实于植入物在部署之后的实际纵轴。该中心线用作校正IMD的位置的基础，以确定IMD的最终位置，尤其是其在部署之后的长度。在IMD的位置的校正期间考虑推拉的水平使得该校正更可靠，因为考虑到了在植入物插入期间施加的机械应力，所述机械应力例如是从植入物的径向展开的意义上来说的。植入物局部地采取不同于旋转形状的圆柱体的平衡位置的情况然后被建模。实际上，对于非零水平的推拉，植入物施加的径向力使植入物的壁和血管结构的表面更靠近地挨在一起。根据本专利技术的第一方面的方法的另外的非限制性的特性是权利要求2至12中的每个中限定的那些特性，这些特性被单独地采用或者被按它们的任何技术上可能的组合采用。根据第二方面，本专利技术涉及一种包括代码指令的计算机程序产品，当所述代码指令被处理单元的处理部件执行时，所述代码指令用于执行诸如上述的方法。根据另一方面，本专利技术涉及一种处理单元，所述处理单元被配置为获得从获取单元获取的血管结构的三维图像，并且被进一步配置为通过实现根据诸如上述的方法来模拟可展开IMD的最终位置。附图说明本专利技术的其他的特性、目标和优点从下面的伴有附图的描述将变得清楚，下面的描述纯粹是说明性的和非限制性的，在附图中：图1例示说明能够执行根据本专利技术的方法的系统；图2例示说明根据本专利技术的用于确定最终的植入物位置的方法的步骤序列；图3a是患有动脉瘤的动脉的血管造影；图3b对应于同一动脉的三维视图，在该视图中，表示了动脉的中心线；图3c对应于同一三维视图，在该视图中，表示了“引流器”类型的IMD；图4a例示说明根据实施例的用于确定“引流器”在部署之后的位置的方法的步骤序列；图4b例示说明用于确定IMD在部署之后的位置的几何部署的校正的步骤序列；图4c例示说明用于确定IMD在部署之后的位置的机械部署的校正的步骤序列；图5a、5b、5c和5d示意性地例示说明考虑几何应力的、“引流器”的最终位置的模拟步骤内的连续的迭代；图6示意性地例示说明几种可能的情况下的、配备有“引流器”类型的IMD的动脉的横向截面；图7例示说明为IMD提供的并置的程度的三维测绘。图8a例示说明IMD在其初始位置上的定位的步骤的结果，图8b例示说明IMD的最终位置的几何模拟的步骤的结果，图8c例示说明机械校正的模拟的步骤的结果。具体实施方式以下描述涉及IMD在动脉内的最终位置的确定。然而，对于人类或动物身体的任何血管结构，本专利技术可以被以相同的优点使用。以下，“植入物”或“可植入医疗装置”(IMD)不加区别地指代能够在动脉内采取不同于其初始位置(在部署之前)、而且还不同于其静止位置(自由空气中的部署)或“标称位置”的最终位置的可展开植入物。“动脉的形态特性”被看作意指对植入物的最终位置在局部具有影响的一组特性(尤其是，但不限制性地是，植入物的最小直径、周长、曲率半径和空间导数)。此外，包括要处置的动脉的感兴趣区域可以是指定的“ROI”。此外，下面的描述具体地涉及基本上圆柱形或管状形状的“引流器”类型的假体。该植入物由与人类组织生物相容的材料制成的网状物形成。它在插入之前保持在径向压缩的且纵向延长的位置上，例如保持在导管中。然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于确定可展开、可植入医疗装置或IMD在部署位置上的定位的方法，所述医疗装置意图被部署在血管结构(1)中，所述方法：从其中已经定义所述IMD的定位点(D)的、包括所述血管结构的感兴趣区域的三维图像，包括以下步骤：/n-确定(300)动脉的中心线(C)；/n-根据初始位置，围绕所述中心线(C)定位(400)所述IMD(M)；/n-模拟(500、800)所述IMD在部署之后、随着所述血管结构(1)的壁在所述IMD上施加的应力的变化的最终位置(M),/n所述方法的特征在于，确定(300)中心线(C)包括在沿着所述血管结构的不同的纵向位置处放置点，以便使在所述血管结构中的输入点(I)和所述血管结构中的输出点(S)之间、流体沿着所述点(C

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171219 FR 17624901.用于确定可展开、可植入医疗装置或IMD在部署位置上的定位的方法，所述医疗装置意图被部署在血管结构(1)中，所述方法：从其中已经定义所述IMD的定位点(D)的、包括所述血管结构的感兴趣区域的三维图像，包括以下步骤：
-确定(300)动脉的中心线(C)；
-根据初始位置，围绕所述中心线(C)定位(400)所述IMD(M)；
-模拟(500、800)所述IMD在部署之后、随着所述血管结构(1)的壁在所述IMD上施加的应力的变化的最终位置(M),
所述方法的特征在于，确定(300)中心线(C)包括在沿着所述血管结构的不同的纵向位置处放置点，以便使在所述血管结构中的输入点(I)和所述血管结构中的输出点(S)之间、流体沿着所述点(Ci)的行进时间最小化，
所述行进时间通过使用梯度下降算法最小化，所述点形成所述中心线(C)，
并且所述IMD的最终位置的模拟是随着意图在所述IMD的植入期间施加于所述IMD的纵向推拉的水平的变化而执行的。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定(300)中心线(C)包括子步骤，所述子步骤包括：
-绘制(302)通过所述点(Ci)的中心线(C)；
-将所述血管结构离散化(303)以便获得所述血管结构沿着所述中心线的一连串三维部分。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中根据初始位置定位IMD的步骤的后面接着是将所述IMD离散化为一组纵向三维段，
模拟最终位置的步骤(500)通过以下子步骤来考虑所述血管结构的壁在所述IMD上施加的几何应力：
a)对于每个段(Mj)，根据作为所述血管结构在所述段附近的周长的函数修改(501)所述段的直径，并且借助于所述IMD的将所述长度链接到所述段的所述直径的行为法则来修改(502)所述段的长度；
b)将所述IMD的长度计算(503)为所述段在步骤a)结束时的长度之和；
c)比较(504)在步骤b)计算的两个最终长度，其中
-如果IMD的所述两个计算的最终长度之间的差值的绝对值低于阈值，则所述IMD在最终位置上的长度是在步骤b)计算的最终长度，并且
-如果所述差值的所述绝对值高于所述阈值，则校正步骤包括在考虑所述段在步骤a)结束时的长度的修改的同时、调整所述IMD的每个段的位置的步骤，并且在所述段...

【专利技术属性】
技术研发人员：里卡多·费拉拉，
申请(专利权)人：西姆医疗公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR