JP6484760B2 - 非侵襲的血流予備量比(ffr)に対する側副血流モデル化 - Google Patents
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Description
前記イメージャは、対象をスキャンし、体積冠動脈造影画像データを生成するように構成される。前記コンソールは、前記イメージャを制御するように構成される。前記コンソールは、血流予備量比を計算する命令を有するメモリと、前記命令を実行するように構成されたプロセッサとを含む。前記命令は、前記プロセッサにより実行される場合に、前記プロセッサに、前記体積冠動脈造影画像データにおいて冠状血管をセグメント化させ、前記冠状血管に対する側副血流が存在するかどうかを決定させ、前記側副血流の存在を決定することに応答して前記側副血流の境界条件を決定させ、ここで前記側副血流の前記境界条件が前記側副血流の抵抗をモデル化し、前記冠状血管に対する境界条件パラメータモデルを取得させ、前記側副血流の前記境界条件に対して前記境界条件パラメータモデルを適応させ、前記境界条件パラメータモデルを用いて前記冠状血管に対する血流予備量比指標を計算させる。
式1:
式2:
式3:
式4:
式5:
式6:
RS=R0+εR0
ここでRSは、閉塞の存在を説明するように正常出口抵抗から調整された割り当てられた出口抵抗であり、R0は、前記出口における正常抵抗であり、εは、関心の冠状血管における閉塞の量を表す。前記正常出口抵抗及びパラメータεは、グラウンドトゥルースとして侵襲的FFR測定を有するトレーニングセットに対して誤差関数を最適化することにより見つけられることができる。
式7:
Rc=Rs+αFc
ここで、Rcは、前記側副血流を説明する調整された抵抗を表し、Rsは、(例えば、特許出願PCT/EP2015/064168に記載された)適切な境界条件モデルを使用して計算された冠動脈出口抵抗である。Fcは、側副血流識別器204により及び/又は他の形で決定された側副血流を表し、αは、重み付けパラメータを表す。
式8:
は、前記最適化により見つけられたパラメータαに対する最適値であり、Cは、データベース(トレーニングケース)からの一人の患者の冠動脈モデルであり、Fcは、前記側副血流識別器により決定された側副血流であり、FFR_CT(C,Fc)は、パラメータαに対する所定の値を用いて入力C、Fcに基づいて計算されたFFR値であり、FFR_GT(C)は、この患者に対する侵襲的に測定されたFFR値である。
Claims (16)
- 対象の冠状血管を含む体積画像データを取得するステップと、
前記体積画像データにおいて前記冠状血管を識別するステップと、
前記識別された冠状血管に対する側副血流の存在を識別するステップであって、前記冠状血管の心門からの距離の関数として前記冠状血管に沿った前記体積画像データの強度の変化を分析することにより側副血流の大きさ及び/又は方向を間接的に評価することを含み、前記冠状血管に対する側副血流が側副血流を支える新しい細動脈を作成する自己調節機構である、ステップと、
前記側副血流の境界条件を決定するステップであって、前記側副血流の前記境界条件が前記側副血流の抵抗をモデル化する、ステップと、
前記側副血流の前記境界条件を表す項を含む境界条件パラメータモデルを構築するステップであって、前記境界条件パラメータモデルが、前記冠状血管の境界条件を表す項を更に含み、前記冠状血管の境界条件が前記冠状血管の抵抗をモデル化する、ステップと、
前記境界条件パラメータモデルを用いて前記冠状血管に対する血流予備量比指標を決定するステップと、
を有する方法。 - 前記境界条件パラメータモデルを構築するステップが、前記側副血流に基づいて前記側副血流の存在を反映するように前記冠状血管の抵抗を調整するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記境界条件パラメータモデルを構築するステップが、前記側副血流を表すように前記冠状血管に仮想的な血管系を追加するステップを含み、前記冠状血管の前記境界条件が、前記冠状血管及び前記追加された血管系の抵抗をモデル化する、請求項1乃至2のいずれか一項に記載の方法。
- 前記側副血流の存在を識別するステップが、
前記体積画像データにおいて前記冠状血管の前記心門を識別するステップと、
前記冠状血管の中心線を識別するステップと、
前記体積画像データから、前記中心線に沿った、前記心門からの前記識別された冠状血管における血流の大きさ及び方向を推定するステップと、
前記推定された大きさ及び前記推定された方向を持つ前記側副血流の存在を識別するステップと、
を含む、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記体積画像データから前記中心線に沿った平均ボクセル強度を推定するステップと、
前記平均ボクセル強度に多項式関数をフィッティングするステップであって、前記大きさ及び方向を推定するステップが、前記フィッティングされた多項式関数の係数及び前記フィッティングされた多項式関数の導関数を決定するステップを含む、ステップと、
を有する、請求項4に記載の方法。 - 前記フィッティングが、最小二乗アプローチに基づく、請求項5に記載の方法。
- 前記フィッティングされた多項式関数が凸型であることに応答して前記側副血流を逆行性血流として識別するステップ、
を有する、請求項5乃至6のいずれか一項に記載の方法。 - 前記フィッティングされた多項式関数が凹型であることに応答して前記側副血流を順行性血流として識別するステップ、
を有する、請求項5乃至7のいずれか一項に記載の方法。 - 前記体積画像データが、コンピュータ断層撮影冠動脈造影画像データを含む、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の方法。
- 対象をスキャンし、体積冠動脈造影画像データを生成するイメージャと、
前記イメージャを制御するコンソールと、
を有するシステムにおいて、
前記コンソールが、血流予備量比を計算する命令を記憶するメモリ及び前記命令を実行するプロセッサを含み、前記命令を実行することが、前記プロセッサに、
前記体積冠動脈造影画像データにおいて冠状血管をセグメント化させ、
前記冠状血管に対する側副血流が存在するかどうかを決定させ、ここで前記決定が、前記冠状血管の心門からの距離の関数として前記冠状血管に沿った前記体積冠動脈造影画像データの強度の変化の分析による側副血流の大きさ及び/又は方向の間接評価を含み、前記冠状血管に対する側副血流が、側副血流を支える新しい細動脈を作成する自己調節機構であり、
前記側副血流の存在を決定することに応答して前記側副血流の境界条件を決定させ、ここで前記側副血流の前記境界条件が前記側副血流の抵抗をモデル化し、
前記冠状血管に対する境界条件パラメータモデルを取得させ、
前記側副血流の前記境界条件を用いて前記境界条件パラメータモデルを適応させ、ここで前記境界条件パラメータモデルが前記冠状血管の境界条件を表す項を更に含み、前記冠状血管の境界条件が前記冠状血管の抵抗をモデル化し、
前記境界条件パラメータモデルを用いて前記冠状血管に対する血流予備量比指標を計算させる、
システム。 - 前記プロセッサが、前記側副血流の存在を反映するように前記冠状血管の出口抵抗を調整することにより前記境界条件パラメータモデルを適応する、請求項10に記載のシステム。
- 前記プロセッサが、前記側副血流を表すように前記冠状血管に仮想的な血管系を追加することにより前記境界条件パラメータモデルを適応する、請求項10乃至11のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記プロセッサが、
前記体積冠動脈造影画像データにおいて前記冠状血管の心門を位置特定し、
前記冠状血管の中心線を推定し、
前記体積冠動脈造影画像データから前記中心線に沿った、前記心門からの前記冠状血管における血流の大きさ及び方向を推定し、
前記推定された大きさ及び前記推定された方向を持つ前記側副血流の存在を決定する、
ことにより前記側副血流の存在を決定する、請求項10乃至12のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記プロセッサが、
前記体積冠動脈造影画像データから前記中心線に沿った平均ボクセル強度を推定し、
前記平均ボクセル強度に多項式関数をフィッティングし、
前記フィッティングされた多項式関数の係数及び前記フィッティングされた多項式関数の導関数を決定する、
ことにより前記側副血流の存在を決定する、請求項13に記載のシステム。 - 前記プロセッサは、前記フィッティングされた多項式関数が凸型であることに応答して前記側副血流を逆行性血流として識別し、前記フィッティングされた多項式関数が凹型であることに応答して前記側副血流を順行性血流として識別する、請求項14に記載のシステム。
- プロセッサにより実行される場合に、前記プロセッサに、
体積画像データにおいて冠状血管を位置特定させ、
前記冠状血管に対する側副血流の存在を決定させ、ここで前記決定が、前記冠状血管の心門からの距離の関数として前記冠状血管に沿った前記体積画像データの強度の変化の分析による側副血流の大きさ及び/又は方向の間接評価を含み、前記冠状血管の側副血流が、側副血流を支える新しい細動脈を作成する自己調節機構であり、
前記側副血流の抵抗境界条件を決定させ、
前記側副血流の前記抵抗境界条件及び前記冠状血管の出口の抵抗を含む境界条件パラメータモデルを構築させ、
前記境界条件パラメータモデルを用いて前記冠状血管に対する血流予備量比指標を決定させる、
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