腹主动脉瘤生物标记物的制作方法

本发明涉及腹主动脉瘤领域。特别地，本发明涉及用于腹主动脉瘤的生物标记物。背景技术：1、腹主动脉瘤(aaa)是超过正常血管直径的50％的肾下主动脉的局部扩大。aaa与显著的发病率和死亡率风险相关联，并且造成全球每年超过175000人死亡。aaa破裂是与aaa相关联的最具灾难性的并发症，并且通常导致80％死亡率。2、当前临床指南使aaa破裂风险基于形态学特征，诸如最大直径和生长速率。大于或等于5.5cm的动脉瘤直径或大于1cm/年的生长速率通常被接受为用于修复的指示。一旦患者被转诊给外科医师，则计算机断层摄影(ct)成像通常用于评估直径，因为ct具有相对高的空间分辨率。3、然而，ct成像具有高安装和维护成本，并且在图像采集期间释放电离辐射。此外，ct既缺乏时间信息(除非与心电图一起使用门控)又缺乏流动信息(除非以计算流体动力学(cfd)模拟来补充)。在缺乏患者功能流数据的情况下，添加的cfd模拟假设患者的血液动力学状况。然而，cfd通常是复杂而缓慢的过程。4、因此，ct成像通常使ct对于早期诊断和患者监测不可行。5、还出现了一个问题，其中，许多aaa可以在小于5.5cm的直径的情况下破裂，而较大的aaa可能直到很久以后才破裂(或不破裂)。出于该原因，形态学评估受到广泛争论，并且需要朝向更好的生物标记物的进展。这些生物标记物应该比直径和生长速率更敏感，以指导临床决策，尤其是在无症状患者中的临床决策。6、生物物理学可以用于提供这些生物标记物。实际上，已经知晓，血液动力学在起始、发展和潜在aaa破裂中发挥至关重要的作用。一方面，来自3d速度场的血流模式与剪切力、流体停留时间和aaa内血栓形成相关联，血栓形成与动脉壁退化和弱化有关。另一方面，局部血压是造成壁破裂的原因。7、流动模式可以通过磁共振成像(mri)捕获，并且部分利用2d超声(us)成像来捕获。然而，描述流体动力学的信息的部分(诸如压力场)仍然缺失。8、通常，现有的采集实践没有提供提取aaa生物标记物的必要信息。在mri的情况下，形态学和功能信息两者是可用的，但mri与us相比较非常昂贵。mri不是便携的并且非常难以大众化。因此，mri主要为诊断不明确的对象保留。9、在us成像的情况下，使用2d彩色多普勒成像的当前临床协议不能正确地捕获流动的旋转(平面外次级流动)，并且因此，仍然缺乏完整的3d流动表征。此外，us提供了有限的视场，这使得难以检索导致腹主动脉中的旋转流动特征的形态学特征(主要地腹主动脉颈或髂分叉)。10、因此，需要一种改进的并且更容易访问的用于确定aaa生物标记物的方法。技术实现思路1、本发明由权利要求定义。2、根据依据本发明的方面的示例，提供了一种用于确定腹主动脉瘤的血液动力学生物标记物的方法，所述方法包括：3、获得对象的腹部区域中的主动脉的几何结构；4、获得所述对象的所述腹部区域中的所述主动脉的至少三个超声多普勒平面，其中：5、所述多普勒平面中的一个多普勒平面捕获所述主动脉的主轴；并且6、其他两个多普勒平面捕获所述主动脉的两个不同截面；7、使用所述三个超声多普勒平面和所述主动脉几何结构来导出所述主动脉内的三维3d速度场并导出所述主动脉内的3d相对压力场；8、获得来自所述对象的参考压力测量结果；并且9、基于所述相对压力场和所述参考压力测量结果来导出所述主动脉内的3d绝对压力场，以用作针对腹主动脉瘤的生物标记物。10、超声成像解决了上文解释的与mri或ct成像的使用有关的问题，因为设备通常更便宜并且更容易访问。然而，超声成像通常仅捕获2d流动(即多普勒)，并且由于其有限的视场而仅提供有限的信息。11、因此，提出从三个超声多普勒平面导出所述主动脉中的流动信息(3d速度和压力场)。三个多普勒平面捕获所述主动脉的三个不同平面，并且因此它们提供所述主动脉中的血流的信息。由于所述主动脉具有管状几何结构，可以准确地假设所述流动模式将可能由流体流动惯性和几何结构主导，并且因此可以假设相对平滑的场。由于可以假设平滑场，因此所述三个多普勒平面提供了足够的信息来准确地重建所述主动脉中的流动信息。12、因此，所述流动信息(即3d速度场和3d压力场)可以用作针对aaa的生物标记物，并且通知临床医师所述动脉瘤的破裂的风险。13、可以使用袖带压力测量结果来获得参考压力测量结果。也可以使用该主题方法的其他压力测量结果。14、导出所述3d速度场和所述3d相对压力场例如包括：15、针对所述多普勒平面中的每个多普勒平面，导出相对于所述主动脉几何结构的二维2d速度场；通过在所述2d速度场之间对速度进行插值来重建所述主动脉内的所述3d速度场；并且16、根据所述3d速度场导出所述3d相对压力场。17、这提供了一种用于以相对小的处理要求来重建流动信息的方法。实质上，所述主动脉几何结构划定了流体域，其定义了所述流动的物理边界。因此，根据所述2d速度场，可以在所述主动脉几何结构的边界内重建3d速度场。18、导出所述3d速度场和所述3d相对压力场可以相反包括：19、通过以下操作来执行通过所述主动脉的血流的计算流体动力学cfd模拟：20、使用所述多普勒平面来生成参考速度值；并且21、使用所述主动脉几何结构来定义计算域，22、其中，所述cfd模拟被配置为输出所述3d速度场和所述3d相对压力场。23、这提供了一种用于以更高的准确度和精度重建流动信息的方法。所述多普勒平面提供输入参考速度值，并且所述主动脉几何结构提供针对所述cfd的计算域。该信息可以被输入到所述cfd的生成中，以生成所述对象的主动脉中的血流的准确模拟。24、获得所述主动脉几何结构例如包括获得所述对象的所述主动脉的超声体积并从所述超声体积分割所述主动脉的所述几何结构。25、使用超声体积成像来获得所述主动脉几何结构使得能够使用超声来采集和可视化所述几何结构和所述多普勒平面。因此，可以使用相同的超声探头采集它们，从而改进获得所述主动脉几何结构和所述多普勒平面的效率。26、此外，如果利用相同的探头来采集它们，则它可以使得所述多普勒平面能够相对于所述主动脉几何结构更快地定位，因为所述用户可能在所述采集期间不移动所述探头，或者可以获得所述探头的移动。27、获得所述三个多普勒平面例如包括获得一个或多个多普勒电影环路，其中，所述一个或多个多普勒电影环路的至少一个平面对应于所述主动脉的主轴，并且至少两个平面对应于所述主动脉的不同截面。28、多普勒电影环路还提供所述主动脉中的血流的时间信息，因此改进了导出的流动信息的准确度。29、所述方法还可以包括：将至少三个多普勒平面和所述主动脉几何结构配准到公共坐标系。30、所述方法还可以包括：通过识别所述主动脉几何结构的区域来生成凝块的风险，其中，所述3d速度场的对应的区域指示低于速度阈值的速度。31、凝块可能损伤主动脉壁，这增加了aaa破裂的风险。因此，凝块的指示(即是否可能存在凝块)可以提供关于aaa破裂如何可能和它是否可能过早破裂(即以小于通常的直径)的信息。32、所述方法例如还包括：通过识别所述主动脉几何结构的区域来生成破裂的风险，其中，对应的3d绝对压力场指示高于压力阈值的压力。33、所述主动脉中的高压力可能是aaa可能破裂的指示。34、本发明还提供了一种包括计算机程序代码的计算机程序，当所述程序在计算机上运行时所述计算机程序代码适于实施上文定义的方法。35、本发明还提供了一种用于确定腹主动脉瘤的血液动力学生物标记物的系统，包括：36、3d超声成像单元；以及37、处理器，其用于处理从所述3d超声成像单元接收到的超声图像，38、其中，所述处理器适于操作上文定义的方法。39、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。