[go: up one dir, main page]

KR101944854B1 - 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법 및 그 장치 - Google Patents

선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법 및 그 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101944854B1
KR101944854B1 KR1020170027033A KR20170027033A KR101944854B1 KR 101944854 B1 KR101944854 B1 KR 101944854B1 KR 1020170027033 A KR1020170027033 A KR 1020170027033A KR 20170027033 A KR20170027033 A KR 20170027033A KR 101944854 B1 KR101944854 B1 KR 101944854B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
blood flow
coronary artery
branch tube
injection
artery branch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020170027033A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180100790A (ko
Inventor
장혁재
이상욱
민 투안 웬
홍영택
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 연세대학교 산학협력단 filed Critical 연세대학교 산학협력단
Priority to KR1020170027033A priority Critical patent/KR101944854B1/ko
Publication of KR20180100790A publication Critical patent/KR20180100790A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101944854B1 publication Critical patent/KR101944854B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
    • A61B6/504—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for diagnosis of blood vessels, e.g. by angiography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/48—Diagnostic techniques
    • A61B6/485—Diagnostic techniques involving fluorescence X-ray imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5205—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of raw data to produce diagnostic data

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

본 발명은 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법에 관한 것으로, 도관을 관상동맥 분지관에 위치시키는 도관 배치단계; 상기 도관으로부터 상기 관상동맥 분지관으로부터 연장되는 관상동맥 분지관에 조영제를 주입하는 조영제 주입단계; 상기 관상동맥 분지관에 주입되는 조영제의 주입 압력, 주입량 및 주입시간을 계측하는 조영제 주입 정보 계측단계; 상기 조영제 주입 정보를 이용하여 상기 관상동맥 분지관에서의 저항값을 계산하는 저항값 계산단계; 상기 관상동맥 분지관에서의 저항값을 이용하여 상기 관상동맥 분지관에서의 혈류량을 계산하는 혈류량 계산단계; 상기 관상동맥 분지관에서의 혈류량을 이용하여 혈류 모델링을 수행하는 모델링 단계;를 포함한다.

Description

선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법 및 그 장치{METHOD FOR MODELING OF BLOOD FLOW USING SELECTIVE COMPUTERIZED TOMOGRAPHY, AND AN APPARATUS THEREOF}
본 발명은 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용함으로써 관상동맥의 영상을 획득함과 동시에 심장에서의 혈류 데이터를 획득할 수 있는 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 및 혈류역학 시뮬레이션 방법 및 그 장치에 관한 발명이다.
관상 동맥은 심장의 심근조직으로 혈액을 공급하는 주요 혈관으로써 동맥경화 등에 의해 생성되는 혈관 협착으로 인해 혈액 공급이 제한되고, 궁극적으로 심근경색과 같은 심각한 증상을 초래할 수 있다.
이러한 협착부 병변의 심각도에 대한 보다 정확한 진단을 위해 심근분획혈류예비력(Fractional Flow Reserve) 및 벽전단응력(Wall Shear Stress)등의 혈류역학적 기능성 진단인자에 대한 정보가 중요한 역할을 가진다.
이러한 데이터를 확보하기 위해 심전도, 생체진단지표 검사, 운동부하 심전도 검사, SPECT(Single Positron Emission Computed Tomography), PET(Positron Emission Tomography) 등과 같은 비침습적 검사를 수행할 수 있다. 그러나 이러한 방법들로는 병변에 대한 직접적인 평가는 제공하기 어렵고, 더 나아가 혈류 역학적 기능성 정보를 추출하기는 곤란하다.
따라서, 관상동맥의 미세혈관반의 저항을 추론하고 이에 기초하여 각 관상동맥 분지관으로의 혈류량 분할값과의 관계를 도출하고, 이를 기반으로 관상동맥 혈류 역학 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하여 혈류 역학적 기능성 정보를 추출할 수 있는 새로운 방법이 요구된다.
한국등록특허 제10-1524955호
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 선택적 컴퓨터 단층촬영을 수행하여 관상동맥에 대한 3차원 영상을 획득함과 동시에 관상동맥 내부의 혈류 정보를 획득할 수 있는 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 도관을 관상동맥 분지관에 위치시키는 도관 배치단계; 상기 도관으로부터 상기 관상동맥 분지관에 조영제를 주입하는 조영제 주입단계; 상기 관상동맥 분지관에 주입되는 조영제의 주입 압력, 주입량 및 주입시간을 계측하는 조영제 주입 정보 계측단계; 상기 조영제 주입 정보를 이용하여 상기 관상동맥 분지관에서의 저항값을 계산하는 저항값 계산단계; 상기 관상동맥 분지관에서의 저항값을 이용하여 상기 관상동맥 분지관에서의 혈류량 분할값을 계산하는 혈류량 분할값 계산단계; 상기 관상동맥 분지관에서의 혈류량 분할값 정보를 이용하여 혈류 모델링을 수행하는 모델링 단계;를 포함하는 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법이 제공될 수 있다.
여기서, 상기 조영제 주입단계 이후에 상기 관상동맥 분지관의 혈관조영영상을 획득하는 촬영단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 촬영단계 및 상기 모델링 단계 이후에 상기 모델링 단계로부터 획득하는 혈류 모델링 데이터 및 상기 촬영단계를 통해 획득하는 혈관조영영상을 이용하여 혈류 역학 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 조영제 주입 정보 계측단계에서 상기 주입 압력, 주입량 및 주입시간을 이용하여 조영제 주입 평균 압력 및 조영제 주입 유량을 계산하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 저항값 계산단계에서 상기 관상동맥 분지관에서의 저항값은 상기 조영제 주입 평균 압력 및 조영제 주입 유량을 이용하여 계산하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 혈류량 분할값 계산단계에서 상기 관상동맥 분지관에서의 혈류량은 상기 관상동맥 분지관에서의 저항값의 반비례하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 혈류량 분활값 계산단계에서 상기 관상동맥 분지관에서의 혈류량은 상기 관상동맥 분지관 각각으로 유입되는 혈류량을 계산하거나, 또는 상기 관상동맥 분지관 각각으로 유입되는 혈류량의 비율로 계산하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공될 수 있다.
본 발명에 따르면, 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용하여 관상동맥에서의 혈관조영영상을 획득함과 동시에 혈류 모델링에 요구되는 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 선택적 컴퓨터 단층촬영을 통해 획득한 영상과 혈류 모델링 데이터를 결합하여 혈류역학 컴퓨터 시뮬레이션을 위한 경계조건을 추출함으로써 보다 정확한 혈류 역학 컴퓨터 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법을 개략적으로 도시한 순서도이고,
도 2는 도 1에 따른 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법의 적용대상이 되는 관상동맥 영역을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 3은 도 1에 따른 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법에서 도관 배치단계를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 도 1에 따른 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법에 따른 조영제 주입 정보 계측단계에서 시간에 따른 조영제의 주입 압력의 변화 정도를 개략적으로 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법을 수행하도록 구성되는 영상 처리 장치의 개략적인 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법에 대하여 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법(S100)은 선택적 컴퓨터 단층촬영을 수행할 시 혈관에 주입되는 조영제를 이용하여 혈류 역학 모델링을 위한 경계 조건을 동시에 획득할 수 있는 것으로서, 도관 배치단계(S110)와 조영제 주입단계(S120)와 조영제 주입 정보 계측단계(S130)와 저항값 계산단계(S140)와 혈류량 계산단계(S150)와 모델링 단계(S160)를 포함한다.
참고로, 도 1에 도시된 각각의 단계(S110 내지 S160)는 본 발명의 용이한 이해를 위한 일 예에 해당하고, 따라서 도 1에 도시되지 않은 추가의 단계가 더 수행될 수도 있음은 명백할 것이다.
또한, 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법(S100)을 구성하는 일련의 단계들(S110 내지 S160)은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로서 작성가능하고, 예컨대 컴퓨터는 영상 처리 장치(image processing apparatus/device)로서 구현될 수 있으며, 컴퓨터 판독가능한 기록매체를 이용해 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
일반적으로, 의료 영상 처리의 분야에서, CT 영상, MRI 영상, X-ray 영상 등을 처리하는 것은 영상을 조작하고, 영상을 분석하며, 영상을 인식하고, 연상을 통신하는 등의 동작을 수반하여, 이러한 일련의 영상 처리의 동작들은 영상 처리 장치에 의해서 수행될 수 있다. 또한, 이러한 일련의 과정들(단계들)은 저장 매체 또는 기록 매체 등에 미리 프로그래밍되어, 소정의 장치(예컨대, 영상 처리 장치)에 의해서 구현될 경우 소정의 목적을 달성하도록 실행된다.
도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법(S100)을 구성하는 일련의 단계들(S110 내지 S160) 또한 영상 처리 장치를 구성하는 하드웨어와 소프트웨어의 결합을 이용한 구체적인 수단에 의해서 수행되고, 본 발명의 방법 단계들을 수행하도록 구성되는 영상 처리 장치의 구체적인 구성 및 설명은 이하의 도 5에서 보다 상술하기로 한다.
상기 도관 배치단계(S110)는 도관(Catheter)(C)를 관상동맥의 분지관(d)에 위치시키는 단계이다.
도 2는 도 1에 따른 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법의 적용대상이 되는 관상동맥 영역을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하여 더 자세히 설명하면, 관상동맥은 좌관상동맥(Left Coronary Artery:LCA)과 우관상동맥(Right Coronary Artery:RCA)으로 구분할 수 있으며, 좌관상동맥(LCA)는 좌전하행지(LAD)와 좌회선지(LCX)로 구분할 수 있다.
따라서, 우관상동맥(RCA)을 따라 유동하는 구간을 제1 분지관(d1), 좌관상동맥(LCA)에서 좌전하행지(LAD)를 따라 유동하는 구간을 제2 분지관(d2), 좌회선지(LCX)를 따라 유동하는 구간을 제3 분지관(d3)으로 정의할 수 있다.
도 3은 도 1에 따른 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법에서 도관 배치단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에서는 설명의 편의를 위해 제2 분지관(d2)에 도관(C)을 배치시키는 것으로 전제한다.
상기 조영제 주입단계(S120)는 도관(C)으로부터 관상동맥 분지관(d)으로 조영제를 주입시키는 단계이다.
여기서, 제2 분지관(d2) 및 제3 분지관(d3) 각각에 순차적으로 조영제를 주입한 이후 좌관상동맥(LCA) 전체에 대하여 촬영을 진행할 수 있고, 제2 분지관(d2) 및 제3 분지관(d3) 중 어느 하나에 대한 촬영이 완료된 후에 다른 분지관에 대하여 조영제를 주입하여 촬영을 진행할 수 있다.
한편, 조영제는 특별히 어느 종류의 조영제로 제한되는 것은 아니며, 선택적 컴퓨터 단층촬영을 수행할 수 있는 조영제라면 어떠한 조영제라도 사용될 수 있다.
상기 조영제 주입 정보 계측단계(S130)는 상술한 조영제 주입단계(S120)를 통해 관상동맥 분지관(d)에 주입되는 조영제의 주입 정보를 획득하는 단계이다.
여기서, 조영제 주입 정보는 조영제의 주입압력, 조영제의 주입량 및 조영제의 주입시간을 포함한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 조영제 주입 정보는 후술할 저항값 계산단계(S140)에서 활용될 수 있도록 가공될 수 있다.
먼저, 조영제의 주입압력(Pi) 및 주입시간(Ti)을 이용하여 조영제 주입 평균 압력을 계산하며, 하기의 수식을 이용한다.
Figure 112017021041886-pat00001
도 4는 도 1에 따른 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법에 따른 조영제 주입 정보 계측단계에서 시간에 따른 조영제의 주입 압력의 변화 정도를 개략적으로 도시한 그래프이다.
도 4를 참조하면, 시간에 따른 조영제의 주입 압력은 매우 복잡한 그래프를 형성할 수 있으므로, 상기의 수식을 활용하는 것이 더 정확한 값을 획득하는 데 바람직할 것이다.
한편, 조영제의 주입 유량(Vi) 및 주입시간(Ti)을 이용하여 조영제 주입 평균 유량을 계산하며, 하기의 수식을 이용한다.
Figure 112017021041886-pat00002
상기 저항값 계산단계(S140)는 상술한 조영제 주입 정보 계측단계(S130)에서 계측된 조영제 주입 정보를 이용하여 관상동맥 분지관(d)에서의 저항값을 계산하는 단계이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 조영제 주입 평균 압력과 조영제 주입 평균 유량을 변수로 하는 유체역학 이론 기반의 압력과 혈류량에 대한 선형적 상관관계식을 이용하여 관상동맥 분지관에서의 저항값(Rd)을 계산하며, 하기의 수식을 이용한다.
Figure 112017021041886-pat00003
물론, 상기의 수식을 이용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 수식을 이용하여 저항값을 계산하는 경우까지 배제하는 것은 아니다.
상기 혈류량 계산단계(S150)는 상술한 저항값 계산단계(S140)에서 계산된 저항값(Rd)를 이용하여 관상동맥 분지관(d)에서의 혈류량을 계산하는 단계이다.
본 발명의 일실시예에서는 각각의 관상동맥 분지관(d)으로 유입되는 혈류량의 비율을 계산하게 되나, 이에 제한되는 것은 아니며 각각의 분지관(d)으로 유동하는 혈류량을 직접 계산할 수 있다.
각각의 관상동맥 분지관(d)에서의 혈류량 분할비는 하기의 수식과 같이 관상동맥 분지관(d)에서의 저항값(Rd)와의 반비례 관계식을 이용하여 추론할 수 있다.
Figure 112017021041886-pat00004
한편, 같이 각각의 관상동맥 분지관(d)으로 유입되는 혈류량(Qd)을 계산하기 위해, 상술한 저항값 계산단계(S140)에서 각각의 관상동맥 분지관(d)에서의 저항값을 모두 계산할 수 있다.
상기 모델링 단계(S160)는 상술한 혈류량 계산단계(S150)에서 계산된 관상동맥 분지관(d)에서의 혈류량(Qd)을 입력 조건으로 하여 혈류 모델링 및 시뮬레이션을 수행하는 단계이다.
즉, 관상동맥 분지관(d)에서의 혈류량(Qd)을 경계조건으로 수치해석을 수행하여 혈류 모델링을 수행한다.
한편, 종래에도 관상동맥 분지관(d)에서의 혈류량을 이용하여 혈류 모델링을 수행하였으나, 이를 추정할 방법이 없었기 때문에 기존에 잘 알려진 이론인 머레이 법칙을 적용하는 경우가 일반적이었다. 머레이 법칙은 혈류량(Qd)이 혈관 직경의 거듭제곱식과 비례관계를 갖는다는 법칙을 의미하며 하기의 수식으로 표현할 수 있다.
Figure 112017021041886-pat00005
여기서, d는 혈관의 직경이고, α는 거듭제곱 상수값으로 보통 1.5 내지 3으로 정해지며 정확하게 정의되어 있지는 않다.
그러나, 관상동맥 영역에서 거듭제곱 상수값을 정확히 결정된 것이 아니며, 혈관 직경이 길이방향을 따라 연속적으로 변화하기 때문에 대표 혈관직경을 결정하는데 어려움이 존재한다.
이에 비해, 본 발명의 일실시예에 따른 혈류량 계산단계(S150)는 직접적으로 관상동맥 분지관(d)에서의 저항값을 직접적으로 계산할 수 있고, 이를 통해 분지관(d)에서의 혈류량을 보다 정확하게 추출할 수 있으므로, 본 발명의 일실시예에 따른 모델링 단계(S160)에서 보다 정확한 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 조영제 주입단계(S120) 이후에 조영제가 주입된 영역의 혈관조영영상을 획득하기 위한 촬영단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 촬영단계(미도시)는 상술한 조영제 주입단계(S120)를 통해 관상동맥에 주입된 조영제를 이용하여 혈관조영영상을 획득하는 단계이다.
본 발명의 일실시예에 따른 촬영단계(미도시)는 선택적 컴퓨터 단층촬영(Selective Computerized Tomography)를 수행하는 것으로, 선택적 컴퓨터 단층촬영방법의 자세한 설명은 생략한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상술한 촬영단계(미도시)는 모델링 단계(S160) 이전에 수행되어 모델링 단계(S160)시 관상동맥에서의 혈관조영영상을 제공할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상술한 모델링 단계(S160)를 통해 획득한 혈류 모델링 데이터 및 촬영단계(미도시)를 통해 획득한 혈관조영영상을 이용하여 혈류 역학 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 시뮬레이션 단계(미도시)를 통해 컴퓨터 시뮬레이션을 수행함으로써 환자 신체의 관상 동맥 혈류에 관한 정보, 가령, 압력, 속도, 심근분획혈류예비력(Fractional Flow Reserve: FFR) 혈관벽 전단응력(Vascular Wall Shear Stress:WSS) 등을 구하여 외부로 출력할 수 있다.
다시 설명하면, 시뮬레이션 단계(미도시)는 컴퓨터 시스템을 이용하여 혈류의 3차원 방정식을 해석할 수 있고, 수치 해법 등의 방법을 이용할 수 있다. 이러한 시뮬레이션 단계(미도시)를 통해 관상동맥, 더 자세하게는 제1 분지관(d1), 제2 분지관(d2) 및 제3 분지관(d3) 각각에서의 혈류 및 혈압 등을 포함하는 다양한 혈류 역학 특성, 또는 파라미터 등을 산출할 수 있다.
더 나아가, 상기 산출된 특성 또는 파라미터 등을 혈관조영영상 등에 외부로 디스플레이할 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법(S100)을 활용하면, 각각의 분지관에서의 저항값을 직접적으로 계산할 수 있으므로, 각각의 분지관에서의 혈류량을 보다 정확하게 추론할 수 있고, 결과적으로 더 정확한 혈류 역학 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법(S100)은 선택적 컴퓨터 단층촬영과 병행하여 수행할 수 있는 것으로, CT 영상 및 혈류 역학 데이터를 동시에 획득할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법(S100)을 구현하도록 구성되는 영상 처리 장치(500)의 개략적인 블록도이다.
참고로, 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법(S100)을 구성하는 일련의 단계들(S110 내지 S160)은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로서 작성가능하고, 예컨대 컴퓨터는 영상 처리 장치로서 구현될 수 있으며, 컴퓨터 판독가능한 기록매체를 이용해 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있으며, 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법(S100)을 구현하도록 구성되는 영상 처리 장치(500)의 블록도를 예시한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치(500)는 제어부(510)와, 영상수신부(520)와, 영상처리부(530)와, 그리고 디스플레이부(540)를 포함할 수 있다.
참고로, 도 5에 도시된 블록도의 영상 처리 장치(500)의 각 엘리먼트들은 본 발명의 용이한 이해를 위한 일 예에 불과할 뿐, 도 5에 도시된 엘리먼트 이외의 엘리먼트가 영상 처리 장치(500)에 추가적으로 포함될 수 있음은 명백할 것이다.
영상수신부(520)는 CT 영상 등을 수신하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따르면 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용하여 혈류 모델링을 수행하는 것을 특징으로 하는바, 이러한 선택적 컴퓨터 단층촬영을 통한 영상들이 상기 영상수신부(520)를 통해 수신하는 것이 가능하다.
영상처리부(530)는 영상수신부(520)를 통해 수신된 심장 영상을 처리하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상처리부(530)는 도관배치유닛(531), 조영제주입유닛(532), 조영제주입정보 계측유닛(533), 저항값계산유닛(534), 혈류량계산유닛(535) 및 모델링유닛(536)을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 도관배치유닛(531)은 도관을 관상동맥 분지관에 위치시키도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 조영제주입유닛(532)은 상기 도관으로부터 상기 관상동맥 분지관에 조영제를 주입하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 조영제주입정보 계측유닛(533)은 상기 관상동맥 분지관에 주입되는 조영제의 주입 압력, 주입량 및 주입시간을 계측하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 저항값계산유닛(534)은 상기 조영제 주입 정보를 이용하여 상기 관상동맥 분지관에서의 저항값을 계산하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 혈류량계산유닛(535)은 상기 관상동맥 분지관에서의 저항값을 이용하여 상기 관상동맥 분지관에서의 혈류량 분할값을 계산하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 모델링유닛(536)은 상기 관상동맥 분지관에서의 혈류량 분할값 정보를 이용하여 혈류 모델링을 수행하도록 구성될 수 있다.
참고로, 상기 유닛들(531 내지 536)의 구체적인 기능 및 동작들에 대해서는 이미 상술하였고, 따라서 본 단락에서는 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
상기 모델링유닛(536)에 의해서 혈류 모델링이 수행되면, 그 혈류 모델링 정보가 디스플레이부(540)로 전달될 수 있다. 상기 디스플레이부(540)는 생성된 혈류 모델링을 사용자에게 시각적으로 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제어부(510)는 영상수신부(520), 영상처리부(530) 및 디스플레이부(540)를 총괄적으로 제어하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 상기 제어부(510)는 단일의 제어기(controller)로서 구현될 수 있거나, 또는 복수의 마이크로제어기(micro-controller)로서 구현될 수도 있다.
한편, 상술한 본 발명의 일실시예는 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 판독가능한 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 또는 변형할 수 있고, 그러한 수정례 또는 변형례들도 본 발명의 권리범위에 속한다고 볼 것이다.
S100: 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법
S110: 도관 배치단계 S120: 조영제 주입단계
S130: 조영제 주입 정보 계측단계 S140: 저항값 계산단계
S150: 혈류량 계산단계 S160: 모델링 단계
500: 영상 처리 장치 510: 제어부
520: 영상수신부 530: 영상처리부
531: 도관배치유닛 532: 조영제주입유닛
533: 조영제주입정보 계측유닛 534: 저항값계산유닛
535: 혈류량계산유닛 536: 모델링유닛
540: 디스플레이부

Claims (9)

  1. 영상 처리 장치에 의해 수행되는 관상동맥 분지관에 위치한 도관으로 조영제를 주입하여 혈류를 모델링하기 위한 방법으로서,
    상기 조영제 주입 이후에 상기 관상동맥 분지관의 혈관조영영상을 획득하는 촬영단계;
    상기 관상동맥 분지관에 주입되는 조영제의 주입 압력, 주입량 및 주입시간을 계측하는 조영제 주입 정보 계측단계;
    상기 조영제 주입 정보를 이용하여 상기 관상동맥 분지관에서의 저항값을 계산하는 저항값 계산단계;
    상기 관상동맥 분지관에서의 저항값을 이용하여 상기 관상동맥 분지관에서의 혈류량 분할값을 계산하는 혈류량 분할값 계산단계; 및
    상기 관상동맥 분지관에서의 혈류량 분할값 정보를 이용하여 혈류 모델링을 수행하는 모델링 단계;를 포함하는 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 촬영단계 및 상기 모델링 단계 이후에 상기 모델링 단계로부터 획득하는 혈류 모델링 데이터 및 상기 촬영단계를 통해 획득하는 혈관조영영상을 이용하여 혈류 역학 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 단계;를 더 포함하는 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조영제 주입 정보 계측단계에서 상기 주입 압력, 주입량 및 주입시간을 이용하여 조영제 주입 평균 압력 및 조영제 주입 유량을 계산하는 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 저항값 계산단계에서 상기 관상동맥 분지관에서의 저항값은 상기 조영제 주입 평균 압력 및 조영제 주입 유량을 이용하여 계산하는 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 혈류량 분할값 계산단계에서 상기 관상동맥 분지관에서의 혈류량은 상기 관상동맥 분지관에서의 저항값의 반비례하는 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 혈류량 분할값 계산단계에서 상기 관상동맥 분지관에서의 혈류량은 상기 관상동맥 분지관 각각으로 유입되는 혈류량을 계산하거나, 또는 상기 관상동맥 분지관 각각으로 유입되는 혈류량의 비율로 계산하는 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법.
  8. 제1항 및 제 3항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  9. 제1항 및 제 3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 구성되는 영상 처리 장치로서,
    심장의 CT 영상을 수신하도록 구성되는 영상 수신부와,
    상기 영상 수신부에서 수신된 심장 CT 영상을 처리하도록 구성되는 영상 처리부와,
    상기 영상 처리부에서 생성된 혈류 모델링을 디스플레이하도록 구성되는 디스플레이부와, 그리고
    상기 영상 수신부, 상기 영상 처리부 및 상기 디스플레이부를 제어하도록 구성되는 제어부
    를 포함하고,
    상기 영상 처리부는,
    관상동맥 분지관에 위치한 도관으로부터 상기 관상동맥 분지관에 조영제를 주입하도록 구성되는 조영제주입유닛;
    상기 관상동맥 분지관에 주입되는 조영제의 주입 압력, 주입량 및 주입시간을 계측하도록 구성되는 조영제주입정보 계측유닛;
    상기 조영제 주입 정보를 이용하여 상기 관상동맥 분지관에서의 저항값을 계산하도록 구성되는 저항값계산유닛;
    상기 관상동맥 분지관에서의 저항값을 이용하여 상기 관상동맥 분지관에서의 혈류량 분할값을 계산하도록 구성되는 혈류량계산유닛; 및
    상기 관상동맥 분지관에서의 혈류량 분할값 정보를 이용하여 혈류 모델링을 수행하도록 구성되는 모델링유닛
    을 포함하는,
    영상 처리 장치.
KR1020170027033A 2017-03-02 2017-03-02 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법 및 그 장치 Active KR101944854B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170027033A KR101944854B1 (ko) 2017-03-02 2017-03-02 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법 및 그 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170027033A KR101944854B1 (ko) 2017-03-02 2017-03-02 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법 및 그 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180100790A KR20180100790A (ko) 2018-09-12
KR101944854B1 true KR101944854B1 (ko) 2019-02-01

Family

ID=63592878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170027033A Active KR101944854B1 (ko) 2017-03-02 2017-03-02 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법 및 그 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101944854B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110130668A1 (en) 2009-11-27 2011-06-02 Shigeharu Ohyu Blood flow perfusion analyzing apparatus, blood flow perfusion analyzing method, fluid analyzing apparatus and fluid analyzing method
KR101524955B1 (ko) 2010-08-12 2015-06-01 하트플로우, 인크. 환자별 혈류 모델링 방법 및 시스템

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE0501889L (sv) * 2005-08-25 2007-02-26 Millicore Ab Kärlresistansmätare
JP5642398B2 (ja) * 2009-04-24 2014-12-17 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 血流動態解析装置、磁気共鳴イメージング装置、およびプログラム
KR101623186B1 (ko) * 2015-07-20 2016-05-20 강원대학교산학협력단 생리학적 압력-유량 관계를 이용한 관상동맥 유량과 압력을 구하는 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110130668A1 (en) 2009-11-27 2011-06-02 Shigeharu Ohyu Blood flow perfusion analyzing apparatus, blood flow perfusion analyzing method, fluid analyzing apparatus and fluid analyzing method
KR101524955B1 (ko) 2010-08-12 2015-06-01 하트플로우, 인크. 환자별 혈류 모델링 방법 및 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180100790A (ko) 2018-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10580526B2 (en) System and method for calculating vessel flow parameters based on angiography
US10803994B2 (en) Vascular flow assessment
CN105792738B (zh) 用于改善功能狭窄分析的局部ffr估计和可视化
US10134129B2 (en) Method and system for hemodynamic computation in coronary arteries
RU2717885C1 (ru) Оценка потока, сопротивления или давления на основании измерений давления или потока и ангиографии
US10896530B2 (en) Medical information processing apparatus and medical information processing method
EP3713482B1 (en) Apparatus, computer program and computer-readable medium for assessing a coronary vasculature
JP2024020363A (ja) ハイブリッドな画像－侵襲性－圧力血行動態機能評価
JP6981807B2 (ja) 医用情報処理装置、ｘ線ｃｔ装置、医用情報処理プログラム、医用情報処理方法及び医用情報処理システム
US11664128B2 (en) Estimating flow to vessel bifurcations for simulated hemodynamics
CN103430211B (zh) 用于灌注比较和量化的数据动态归一化
US11369278B2 (en) Methods and systems for determining lumen volume and coronary blood flow
EP3456243A1 (en) Improved vessel geometry and additional boundary conditions for hemodynamic ffr/ifr simulations from intravascular imaging
US20230252628A1 (en) Estimating flow to vessel bifurcations for simulated hemodynamics
CN109350102B (zh) 用于确定血管容量和冠状血流量的方法、装置及系统
JP2025016783A (ja) 医用情報処理装置、医用情報処理プログラム、医用情報処理システム
CN113907720A (zh) 测量血管功能学指标的方法、装置与处理器
US12023189B2 (en) Blood flow measurement based on vessel-map slope
KR20170090284A (ko) 협착 병변의 수학적 모델링을 이용한 심혈관 정보 결정 방법
KR101967226B1 (ko) 관상동맥 분지관의 체적을 이용한 혈류 역학 모델링 방법
KR101944854B1 (ko) 선택적 컴퓨터 단층촬영을 이용한 혈류 모델링 방법 및 그 장치
KR20180008134A (ko) 분획 혈류 예비력 예측 방법
KR102000614B1 (ko) 심근 체적의 분할을 이용한 혈류 역학 시뮬레이션 방법
KR20180077140A (ko) 협착 병변의 수학적 모델링을 이용한 심혈관 정보 결정 방법
JP5591512B2 (ja) 血流動態解析装置およびその制御プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20170302

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20180502

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20181114

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20190128

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20190128

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20220103

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20221121

Start annual number: 5

End annual number: 5