15、介入心脏病学中的计算机视觉

介入心脏病学中的计算机视觉

1. 引言

计算机视觉在介入心脏病学中的应用正在逐步扩大，特别是在冠状动脉疾病(CAD)的诊断和治疗中。微创治疗心血管疾病已经从冠状动脉球囊血管成形术和支架植入扩展到主动脉瓣置换和二尖瓣修复。影像和生理学指导，包括相关计算机视觉技术，在经皮冠状动脉介入治疗(PCI)中发挥了重要作用，并在经导管瓣膜修复中扮演着越来越关键的角色。本文将探讨计算机视觉在冠状动脉和瓣膜心脏干预中的应用，重点在于如何通过图像数据提取信息来指导治疗。

2. 冠状动脉疾病

冠状动脉疾病估计影响了美国超过1600万成年人。每年约有785,000名美国人经历首次心脏病发作，另有470,000人经历复发性心脏病发作。2007年，为了治疗CAD患者，共进行了约618,000例PCI（即球囊血管成形术），此外还有约560,000例支架植入手术。

2.1. 是否进行治疗

心肌需要氧气来支持生理过程。当由于心外膜（狭窄）和/或微血管阻力导致血流受限时，可能会发生缺血。血流减少可能导致氧气短缺以及胸痛（心绞痛）。如果缺血持续足够长的时间，可能会导致心肌受损或死亡，从而引发心脏病发作（心肌梗死）。

并非所有狭窄病变都是等同的。那些被特征化为（血管造影）狭窄介于40%至70%冠状动脉腔径的中度病变，可能具有或不具有功能性意义。从血管造影中并不明显一个动脉粥样硬化病变是否限制了足够的血流以引起缺血。近年来，压力导线被用来测量分数血流储备（FFR），以确定是否可以推迟血运重建。FFR的作用日益增加，这得益于FAME I试验的结果，该试验表明，与血管造影指导的PCI相比，FFR指导的PCI减少了主要不良心脏事件。

压力导