JP7314025B2 - 動脈の分析および査定のための深層学習 - Google Patents
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Description
52 ・・・訓練入力
54 ・・・入力層
56 ・・・ニューロン、ノード
58A ・・・隠れ層
58B ・・・隠れ層
60 ・・・出力層、ネットワーク出力
62 ・・・誤差関数、損失関数
64 ・・・訓練ターゲット、パラメータセット
110 ・・・撮像システム
112 ・・・X線放射源
114 ・・・コリメータ
116 ・・・X線ビーム
118 ・・・患者、物体
120 ・・・X線放射、入射X線
122 ・・・検出器
124 ・・・システムコントローラ
126 ・・・X線コントローラ
128 ・・・データ取得システム
130 ・・・処理構成要素
132 ・・・回転サブシステム
134 ・・・線形位置決めサブシステム
136 ・・・モータコントローラ
138 ・・・メモリ
140 ・・・オペレータワークステーション
142 ・・・ディスプレイ
144 ・・・プリンタ
146 ・・・医療用画像管理システム(PACS)
148 ・・・遠隔クライアント
170 ・・・CTA画像
172 ・・・解剖学的セグメンテーション情報
174A ・・・訓練された人工ニューラルネットワーク
174B ・・・訓練された人工ニューラルネットワーク
174C ・・・訓練された人工ニューラルネットワーク
174D ・・・訓練された人工ニューラルネットワーク
178 ・・・出力、カルシウム寄与
180 ・・・流量情報、HUスコアリング、管腔
182 ・・・血圧分布、FFR分布、プラーク
184 ・・・管腔
186 ・・・プラーク
190 ・・・CTシミュレーションルーチン
192 ・・・合成CTA画像
194 ・・・システム&プロトコルシミュレーションパラメータ
x ・・・平面
y ・・・平面
z ・・・方向
Claims (12)
- 血管画像ボリュームを処理するための方法であって、
撮像システム(110)を使用して1つまたは複数の血管画像ボリュームを取得することと、
前記1つまたは複数の血管画像ボリュームを1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)に提供することであって、前記1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)は、少なくとも1つまたは複数の合成画像を使用して訓練され、前記1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)の提供により、
前記血管画像ボリュームのすべてまたは一部のカルシウムの影響を除去すること、
前記カルシウムの影響が除去された後に、前記血管画像ボリューム内の1つまたは複数の血管をセグメント化すること、
前記セグメント化された血管のすべてまたは一部の1つまたは複数の血行動態パラメータを導出すること
の実行が行われ、
前記セグメント化された血管の1つまたは複数のセクションのコントラストレベルをニューラルネットワークによって決定することを含み、前記コントラストレベルを決定することは、前記セグメント化された血管に沿った1つまたは複数の位置のハウンズフィールド単位推定値を決定することを含み、前記ハウンズフィールド単位スコアに基づいて前記セグメント化された血管の流量情報が推定され、
前記方法は、
前記1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)の内の第1のニューラルネットワーク(174B)を利用して、前記血管画像ボリュームのすべてまたは一部のカルシウムの影響の出力(178)を得ることと、
前記1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)の内の第2のニューラルネットワーク(174A)に前記カルシウムの影響の出力(178)を入力して、前記血管画像ボリューム内の1つまたは複数の血管をセグメント化すること、
前記1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)の内の第3のニューラルネットワーク(174C)に前記カルシウムの影響の出力(178)を入力して、前記セグメント化された血管に沿った1つまたは複数の位置の流量情報(180)を推定することと、
前記流量情報(180)及び、前記1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)の内の第4のニューラルネットワーク(174D)を利用して、前記セグメント化された血管のすべてまたは一部の血圧分布または冠血流予備量比分布(182)を導出することとを含む、方法。 - 血管画像ボリュームを処理するための方法であって、
撮像システム(110)を使用して1つまたは複数の血管画像ボリュームを取得することと、
前記1つまたは複数の血管画像ボリュームを1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)に提供することであって、前記1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)は、少なくとも1つまたは複数の合成画像を使用して訓練され、前記1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)の提供により、
前記1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)の内の第1のニューラルネットワーク(174B)を利用して、前記血管画像ボリュームのすべてまたは一部のカルシウムの影響の出力(178)を得ることと、
前記1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)の内の第2のニューラルネットワーク(174A)に前記カルシウムの影響の出力(178)を入力して、前記血管画像ボリューム内の1つまたは複数の血管をセグメント化すること、
前記1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)の内の第3のニューラルネットワーク(174C)に前記カルシウムの影響の出力(178)を入力して、前記セグメント化された血管の1つまたは複数のセクションのコントラストレベルを決定すること、
前記コントラストレベルを使用して、セグメント化された血管のすべてまたは一部の1つまたは複数の血行動態パラメータを導出することと
の実行が行われ、
前記コントラストレベルを決定することは、前記セグメント化された血管に沿った1つまたは複数の位置のハウンズフィールド単位スコアを決定することを含む、方法。 - 前記血管画像ボリュームのすべてまたは一部のカルシウムの影響を除去することを含み、前記1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)は、画像ボリューム内の血管のセグメント化の1つまたは複数を行い、前記画像のすべてまたは一部の前記カルシウムの影響を除去し、前記画像内の血管のセグメントに対応するハウンズフィールド単位スコアを決定し、または前記画像内の前記血管の血行動態パラメータを推定するように訓練される、請求項2に記載の方法。
- 前記血管画像ボリュームは、コンピュータ断層撮影血管造影(CTA)を含む、請求項1乃至3のいずれかに記載の方法。
- 前記1つまたは複数の合成画像は、関心のある1つまたは複数の特徴またはパラメータについて既知のグランドトゥルース値を有する、請求項1乃至4のいずれかに記載の方法。
- 前記1つまたは複数の血行動態パラメータは、冠血流予備量比を含む、請求項1乃至5のいずれかに記載の方法。
- 数値流体力学モデルを使用せずに、前記1つまたは複数の前記血行動態パラメータが導出される、請求項1乃至6のいずれかに記載の方法。
- プロセッサ実行可能ルーチンをエンコードするメモリ(138)と、
前記メモリ(138)にアクセスして前記プロセッサ実行可能ルーチンを実行するように構成された処理構成要素(130)とを備え、前記ルーチンは、前記処理構成要素(130)によって実行されると、前記処理構成要素(130)に、
1つまたは複数の血管画像ボリュームを取得させ、
前記1つまたは複数の血管画像ボリュームを1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)に提供させ、前記1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)は、少なくとも1つまたは複数の合成画像を使用して訓練され、前記1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)の提供により、
前記1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)の内の第1のニューラルネットワーク(174B)を利用して、前記血管画像ボリュームのすべてまたは一部のカルシウムの影響の出力(178)を得ることと、
前記1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)の内の第2のニューラルネットワーク(174A)に前記カルシウムの影響の出力(178)を入力して、前記血管画像ボリューム内の1つまたは複数の血管をセグメント化することと、
前記1つまたは複数のニューラルネットワーク(174A、174B、174C、174D)の内の第3のニューラルネットワーク(174C)に前記カルシウムの影響の出力(178)を入力して、前記セグメント化された血管の1つまたは複数のセクションのコントラストレベルを決定することと、
前記コントラストレベルを使用して、前記セグメント化された血管のすべてまたは一部の1つまたは複数の血行動態パラメータを導出することとが行われ、
コントラストレベルを決定することは、前記セグメント化された血管に沿った1つまたは複数の位置のハウンズフィールド単位スコアを決定することを含み、前記ハウンズフィールド単位スコアに基づいて前記セグメント化された血管の流量情報が推定される、
撮像システム(110)。 - 前記撮像システム(110)は、コンピュータ断層撮影システムを備える、請求項8に記載の撮像システム(110)。
- 前記血管画像ボリュームのすべてまたは一部のカルシウムの影響をニューラルネットワークによって除去することを含み、前記1つまたは複数の血管は、前記カルシウムの影響が除去された後にセグメント化される、請求項8または9に記載の撮像システム(110)。
- 前記1つまたは複数の合成画像は、関心のある1つまたは複数の特徴またはパラメータについて既知のグランドトゥルース値を有する、請求項8乃至10のいずれかに記載の撮像システム(110)。
- 前記1つまたは複数の血行動態パラメータは、冠血流予備量比を含む、請求項8乃至11のいずれかに記載の撮像システム(110)。
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