JPWO2021087968A5

JPWO2021087968A5 -

Info

Publication number: JPWO2021087968A5
Application number: JP2022525374A
Authority: JP
Publication date: 2023-07-18
Anticipated expiration: 2039-11-08

Description

任意選択的に、
前記血流速v、大動脈圧波形、生理パラメータに基づき、最大充血状態における微小血管抵抗指数iFMRを取得するステップは、
前記血流速度vの最大値である拡張期の最大血流速度v_maxを選び取るステップと、
前記v_maxに対応する期間は拡張期であり、前記大動脈圧波形に基づき、大動脈拡張期の平均圧を取得するステップと、
を含み、
iFMRは、
であり、
は、
であり、
但し、
は大動脈拡張期の平均圧を表し、P_a1、P_a2、P_ajはそれぞれ大動脈圧波形上の拡張期内の第1の点、第2の点、第jの点に対応する大動脈圧力値を表し、jは拡張期内の大動脈圧波形上に含まれる圧力点の数を表し、v_hは最大充血状態における血流速度を表し、全ての血流速度vから最大値を選び取ることにより取得され、k、cは影響パラメータk=1～3、c=0～10を表す、
上記の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する方法。

任意選択的に、
前記任意の2つのフレームの冠状動脈二次元造影画像において造影剤が前記血管段を流れた時間の差を計算し、その差の値をΔtとし、且つ、前記分段中心線の差を計算し、その差の値をΔLとし、且つ、前記ΔLと前記Δtの比に基づき、血流速度を求めるステップは、
造影剤が冠状動脈入口である前記血管段の最初の点まで流れた時の冠動脈造影画像を第1フレーム画像とし、造影剤が前記血管段の最後の点まで流れた時の冠動脈造影画像を第Nフレーム画像とするステップと、
第Nフレーム画像から第N-1フレーム、...、第N-bフレーム、...、第N-aフレーム、...、第1フレーム画像までの時間差及び中心線の長さの差を順に求め、時間差をそれぞれΔt₁,..., Δt_b,..., Δt_a,..., Δt_N-1とし、中心線の長さの差をそれぞれΔL₁,..., ΔL_b,..., ΔL_a,..., ΔL_N-1とするステップと、
v=ΔL/Δtに基づき、但し、vは血流速度を表し、第Nフレーム画像から第N-1フレーム、...、第N-bフレーム、...、第N-aフレーム、...、第1フレーム画像までの血流速度をそれぞれ得て、血流速度をそれぞれv₁,..., v_b,..., v_a,..., v_N-1とするステップと、
を含む、
上記の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する方法。

［実施例2］
本出願は以下のステップを含む微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する方法を提供する。
S100 血流速度v、大動脈圧波形、生理パラメータに基づき、拡張期の微小血管抵抗指数iFMRを取得するステップ、
当該ステップにおいて、
1）図2に示されるように、二次元造影画像により血流速度を取得する時、血流速度vを取得する方法は以下のステップを含む。
S110 少なくとも一つの体位の冠状動脈二次元造影画像組を読み取るステップ、
S120 冠状動脈二次元造影画像組から、注目する血管段を取得するステップ、
当該ステップの具体的な方法は図3に示されるように、以下のステップを含む。
S121 冠状動脈二次元造影画像組からNフレーム冠状動脈二次元造影画像を選び取るステップ、
S122 冠状動脈二次元造影画像において、注目する血管の最初と最後の点をピックアップし、注目する血管段を取得するステップ、
S130 血管段の中心線を取得するステップ、
当該ステップの具体的方法は図4に示されるように以下のステップを含む。
S131 冠状動脈二次元造影画像から血管骨格を抽出するステップ、
S132 血管段の延在方向、および2点間の最短経路を取る原則に基づくステップ、
S133 血管骨格に沿って、血管段の中心線を取得するステップ、
S140 任意の2つのフレームの冠状動脈二次元造影画像において造影剤が血管段を流れた時間の差を計算し、その差の値をΔtとし、且つ、分段中心線の差を計算し、その差の値をΔLとするステップ、
S150 ΔLとΔtの比に基づき、血流速度vを求めるステップ、
2）大動脈圧波形の取得方法は以下のステップを含む。
侵襲血圧センサ又は非侵襲血圧器によりリアルタイムの大動脈圧P_aj（但しjは1以上の正整数である）を取得し、その後、時間に基づき大動脈圧波形を生成するステップ、
3）拡張期の微小血管抵抗指数iFMRを取得するステップは以下のステップを含む。
S160 S150で解を求めて得られた血流速度vにおいて最大値である拡張期の最大血流速度v_maxを選び取るステップ、
S170 v_maxに対応する期間は拡張期であり、大動脈圧波形に基づき、大動脈拡張期の平均圧を取得するステップ、即ち、
である、
S180 計算式
に基づきiFMR値を取得するステップ、
但し、
は大動脈拡張期の平均圧を表し、P_a1、P_a2、P_ajはそれぞれ大動脈圧波形上の拡張期内の第1の点、第2の点、第jの点に対応する大動脈圧力値を表し、jは拡張期内の大動脈圧波形上に含まれる圧力点の数を表し、v_hは最大充血状態における血流速度を表し、全ての血流速度vから最大値を選び取ることにより取得され、好ましくは、本出願は再帰的アルゴリズムまたはバブルソートにより血流速度vの最大値を選び取り、k、cは影響パラメータk=1～3、c=0～10を表す、
S200 拡張期の微小血管抵抗指数がiFMR＜Kである場合、調節パラメータをr=1とし、且つ、拡張期の微小血管抵抗指数がiFMR≧Kである場合、調節パラメータを
（但しKは100未満の正数であり、好ましくは、K=50とする）とするステップ。

本出願の一つの実施例において、S140は二種類の取得方法を含み、方法（1）は図5に示されるように、以下のステップを含む。
S141I 造影剤が冠状動脈入口である血管段の最初の点まで流れた時の冠動脈造影画像を第1フレーム画像とし、造影剤が血管段の最後の点まで流れた時の冠動脈造影画像を第Nフレーム画像とするステップ、
S142I 第Nフレーム画像から第N-1フレーム、...、第N-bフレーム、...、第N-aフレーム、...、第1フレーム画像までの時間差及び中心線の長さの差を順に求め、時間差をそれぞれΔt₁,..., Δt_b,..., Δt_a,..., Δt_N-1とし、中心線の長さの差をそれぞれΔL₁,..., ΔL_b,..., ΔL_a,..., ΔL_N-1とするステップ、
S143I v=ΔL/Δtに基づき、但し、vは血流速度を表し、第Nフレーム画像から第N-1フレーム、...、第N-bフレーム、...、第N-aフレーム、...、第1フレーム画像までの血流速度をそれぞれ得て、血流速度はそれぞれv₁,..., v_b,..., v_a,..., v_N-1とするステップ。

Claims

拡張期の微小血管抵抗指数ユニットによって、血流速度v、大動脈圧波形、生理パラメータに基づき、拡張期の微小血管抵抗指数iFMRを取得するステップと、
調節パラメータユニットによって、前記拡張期の微小血管抵抗指数がiFMR＜Kである場合、調節パラメータをr=1とし、且つ、
前記拡張期の微小血管抵抗指数がiFMR≧Kである場合、調節パラメータを
（但しKは100未満の正数である）とするステップと、
血流速度取得ユニットによって、式v'=rv_hに基づき、補正後の最大充血状態における血流速度を取得するステップと、
を含み、
但し、v'は補正後の最大充血状態における血流速度を表し、v_hは最大充血状態における血流速度を表す、
ことを特徴とする微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する方法。
v_hは、
であり、
但し、v_hは最大充血状態における血流速度を表し、
は一つの心周期区域内における平均血流速度を表し、zの値の範囲は1～3の定数であり、xの値の範囲は50～300の定数であり、K=50とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する方法。
前記拡張期の微小血管抵抗指数ユニットによって、血流速度v、大動脈圧波形、生理パラメータに基づき、最大充血状態における微小血管抵抗指数iFMRを取得するステップは、
前記血流速度vの最大値である拡張期の最大血流速度v_maxを選び取るステップと、
前記最大血流速度v_maxに対応する期間は拡張期であり、前記大動脈圧波形に基づき、大動脈拡張期の平均圧を取得するステップと、
を含み、
iFMRは、
であり、
は、
であり、
但し、
は大動脈拡張期の平均圧を表し、P_a1、P_a2、P_ajはそれぞれ大動脈圧波形上の拡張期内の第1の点、第2の点、第jの点に対応する大動脈圧力値を表し、jは拡張期内の大動脈圧波形上に含まれる圧力点の数を表し、v_hは最大充血状態における血流速度を表し、全ての血流速度vから最大値を選び取ることにより取得され、k、cは影響パラメータk=1～3、c=0～10を表す、
ことを特徴とする請求項１に記載の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する方法。
前記影響パラメータはk=a×bであり、
但しaは糖尿病特徴値を表し、bは高血圧特徴値を表し、cは性別を表す、
ことを特徴とする請求項3に記載の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する方法。
患者に糖尿病がない場合、0.5≦a≦1とされ、患者に糖尿病がある場合、1＜a≦2とされ、
患者の血圧値が90mmHg以上である場合、1＜b≦1.5とされ、患者の血圧値が90mmHg未満である場合、0.5≦b≦1とされ、
患者が男性である場合、c=0とされ、患者が女性である場合、c=3～10とされる、
ことを特徴とする請求項4に記載の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する方法。
患者に糖尿病がない場合、a=1とされ、患者に糖尿病がある場合、a=2とされ、
患者の血圧値が90mmHg以上である場合、b=1.5とされ、患者の血圧値が90mmHg未満である場合、b=1とされ、
患者が男性である場合、c=0とされ、患者が女性である場合、c=5とされる、
ことを特徴とする請求項5に記載の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する方法。
前記血流速度を取得するステップは、
画像読み取りユニットによって、少なくとも一つの体位の冠状動脈二次元造影画像組を読み取るステップと、
血管段抽出ユニットによって、前記冠状動脈二次元造影画像組から、注目する血管段を抽出するステップと、
中心線抽出ユニットによって、前記血管段の中心線を抽出するステップと、
時間差ユニットによって、任意の2つのフレームの冠状動脈二次元造影画像において造影剤が前記血管段を流れた時間の差を計算し、その差の値をΔtとし、且つ、中心線差ユニットによって、前記中心線の差を計算し、その差の値をΔLとするステップと、
血流速度計算ユニットによって、前記ΔLと前記Δtの比に基づき、血流速度vを求めるステップと、
を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する方法。
前記血管段抽出ユニットによって、前記冠状動脈二次元造影画像組から、注目する血管段を抽出するステップは、
前記冠状動脈二次元造影画像組からNフレーム冠状動脈二次元造影画像を選び取るステップと、
前記冠状動脈二次元造影画像において、注目する前記血管の最初と最後の点をピックアップし、注目する前記血管段を取得するステップと、
を含む、
ことを特徴とする請求項7に記載の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する方法。
前記中心線抽出ユニットによって、前記血管段の中心線を抽出するステップは、
血管骨格抽出ユニットによって、前記冠状動脈二次元造影画像から血管骨格を抽出するステップと、
前記血管段の延在方向、および2点間の最短経路を取る原則に基づくステップと、
前記血管骨格に沿って、前記血管段の中心線を抽出するステップと、
を含む、
ことを特徴とする請求項7に記載の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する方法。
前記時間差ユニットによって、任意の2つのフレームの冠状動脈二次元造影画像において造影剤が前記血管段を流れた時間の差を計算し、その差の値をΔtとし、且つ、前記中心線差ユニットによって、前記中心線の差を計算し、その差の値をΔLとし、且つ、前記血流速度計算ユニットによって、前記ΔLと前記Δtの比に基づき、血流速度を求めるステップは、
造影剤が冠状動脈入口である前記血管段の最初の点まで流れた時の冠動脈造影画像を第1フレーム画像とし、造影剤が前記血管段の最後の点まで流れた時の冠動脈造影画像を第Nフレーム画像とするステップと、
第Nフレーム画像から第N-1フレーム、...、第N-bフレーム、...、第N-aフレーム、...、第1フレーム画像までの時間差及び中心線の長さの差を順に求め、時間差をそれぞれΔt₁,..., Δt_b,..., Δt_a,..., Δt_N-1とし、中心線の長さの差をそれぞれΔL₁,..., ΔL_b,..., ΔL_a,..., ΔL_N-1とするステップと、
v=ΔL/Δtに基づき、但し、vは血流速度を表し、第Nフレーム画像から第N-1フレーム、...、第N-bフレーム、...、第N-aフレーム、...、第1フレーム画像までの血流速度をそれぞれ得て、血流速度をそれぞれv₁,..., v_b,..., v_a,..., v_N-1とするステップと、
を含む、
ことを特徴とする請求項7に記載の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する方法。
前記時間差ユニットによって、任意の2つのフレームの冠状動脈二次元造影画像において造影剤が前記血管段を流れた時間の差を計算し、その差の値をΔtとし、且つ、前記中心線差ユニットによって、前記中心線の差を計算し、その差の値をΔLとし、且つ、前記血流速度計算ユニットによって、前記ΔLと前記Δtの比に基づき、血流速度を求めるステップは、
第Nフレームから第bフレームまで、第N-1フレームから第b-1フレームまで、...、第N-b-aフレームから第N-aフレームまで、...、第N-b+1から第1フレームの画像までの時間差及び中心線の長さの差を順に求め、
v=ΔL/Δtに基づき、但し、vは血流速度を表し、第Nフレームから第bフレームまで、第N-1フレームから第b-1フレームまで、...、第N-b-aフレームから第N-aフレームまで、...、第N-b+1から第1フレーム画像までの血流速度をそれぞれ得るステップと、
を含む、
ことを特徴とする請求項7に記載の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する方法。
前記血管段の中心線を抽出するステップの後、前記時間差ユニットによって、任意の2つのフレームの冠状動脈二次元造影画像において造影剤が前記血管段を流れた時間の差を計算し、その差の値をΔtとし、且つ、前記中心線差ユニットによって、前記中心線の差を計算し、その差の値をΔLとするステップの前にさらに、
少なくとも2つの体位の冠状動脈二次元造影画像組を読み取るステップと、
前記血管段のジオメトリ構造情報を取得するステップと、
注目する前記血管段に対して図形処理を行うステップと、
前記血管段の血管輪郭線を抽出するステップと、
前記血管段のジオメトリ構造情報に基づき、少なくとも2つの体位の血管の前記中心線、輪郭線を抽出した冠状動脈二次元造影画像を三次元平面上に投影し、三次元血管モデルを合成するステップと、
を含む、
ことを特徴とする請求項7に記載の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する方法。
前記血流速度計算ユニットによって、前記ΔLと前記Δtの比に基づき、血流速度を求めるステップは、
前記三次元血管モデルに基づき、三次元血管モデルの中心線を取得し、前記冠状動脈二次元造影画像により抽出した中心線に対して補正を行い、且つ、中心線差分値ΔLに対して補正を行い、ΔL'を得るステップと、
前記ΔL'と前記Δtの比に基づき、血流速度vを求めるステップと、
を含む、
ことを特徴とする請求項12に記載の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する方法。
請求項13に記載の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する方法を含むことを特徴とする生理パラメータに基づき冠状動脈血管評定パラメータを取得する方法。
血流速度取得ユニット、大動脈圧波形取得ユニット、生理パラメータ取得ユニット、拡張期の微小血管抵抗指数ユニット及び調節パラメータユニットを備え、
前記拡張期の微小血管抵抗指数ユニットは前記血流速度取得ユニット、前記大動脈圧波形取得ユニット、前記生理パラメータ取得ユニットに接続され、
前記血流速度取得ユニットは、血流速度vを取得するためのものであり、
前記大動脈圧波形取得ユニットは、時間に伴い変わる大動脈圧波形をリアルタイムに取得するためのものであり、
前記生理パラメータ取得ユニットは、性別及び既往歴を含む患者の生理パラメータを取得するためのものであり、
前記拡張期の微小血管抵抗指数ユニットは、前記血流速度取得ユニット、前記大動脈圧波形取得ユニット、前記生理パラメータ取得ユニットが送信した血流速度v、大動脈圧波形、生理パラメータを受信し、それから血流速度v、大動脈圧波形、生理パラメータに基づき、拡張期の微小血管抵抗指数iFMRを取得するためのものであり、
前記調節パラメータユニットは、前記拡張期の微小血管抵抗指数ユニットのiFMR値を受信し、前記拡張期の微小血管抵抗指数がiFMR＜Kである場合、調節パラメータをr=1とし、且つ、前記拡張期の微小血管抵抗指数がiFMR≧Kである場合、調節パラメータを
（但しKは100未満の正数であり）とするためのものである、
ことを特徴とする前記請求項1～13のいずれかに記載の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する方法に用いられる微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する装置。
さらに、
順に接続される画像読み取りユニット、血管段抽出ユニット、中心線抽出ユニット、前記画像読み取りユニットに接続される時間差ユニット、前記生理パラメータ取得ユニット、及び前記時間差ユニット、中心線差ユニットにそれぞれ接続される血流速度取得ユニットを備え、
前記中心線差ユニットは前記中心線抽出ユニットに接続され、
前記画像読み取りユニットは、少なくとも一つの体位の冠状動脈二次元造影画像組を読み取るためのものであり、
前記血管段抽出ユニットは、前記画像読み取りユニットが送信した冠状動脈二次元造影画像を受信し、前記画像中の注目する血管段を抽出するためのものであり、
前記中心線抽出ユニット、は前記血管段抽出ユニットが送信した血管段を受信し、前記血管段の中心線を抽出するためのものであり、
前記時間差ユニットは、前記画像読み取りユニットが送信した任意の2つのフレームの冠状動脈二次元造影画像を受信し、前記2つのフレームの冠状動脈二次元造影画像において造影剤が前記血管段を流れた時間の差を計算し、その差の値をΔtとするものであり、
前記中心線差ユニットは、前記中心線抽出ユニットが送信した2つのフレームの冠状動脈二次元造影画像において造影剤が血管段を流れた分段中心線を受信し、前記分段中心線の差を計算し、その差の値をΔLとするものであり、
前記血流速度取得ユニットは、血流速度計算モジュール、拡張期血流速度計算モジュールを備え、
前記血流速度計算モジュールは前記時間差ユニット、前記中心線差ユニットにそれぞれ接続され、
前記拡張期血流速度計算モジュールは前記血流速度計算モジュールに接続され、
血流速度計算モジュールは、前記時間差ユニット及び前記中心線差ユニットが送信した前記ΔLと前記Δtを受信し、前記ΔLと前記Δtの比に基づき、血流速度を求めるためのものであり、
前記拡張期血流速度計算モジュールは、前記血流速度計算モジュールが送信した血流速度値を受信し、前記血流速度の最大値である拡張期の血流速度を選び取るためのものであり、
前記生理パラメータ取得ユニットは、前記画像読み取りユニットの冠状動脈二次元造影画像を受信し、患者の生理パラメータ及び画像撮影角度を取得し、生理パラメータ及び画像撮影角度を前記拡張期の微小血管抵抗指数ユニットに伝達するためのものである、
ことを特徴とする請求項15に記載の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する装置。
さらに、
前記画像読み取りユニットにそれぞれ接続される血管骨格抽出ユニット、三次元血管再構成ユニット、及び前記血管骨格抽出ユニットに接続される輪郭線抽出ユニットを備え、
前記三次元血管再構成ユニットは前記生理パラメータ取得ユニット、前記中心線抽出ユニット、前記輪郭線抽出ユニットに接続され、
前記血管骨格抽出ユニットは、前記画像読み取りユニットが送信した冠状動脈二次元造影画像を受信し、前記冠状動脈二次元造影画像中の血管骨格を抽出するためのものであり、
前記輪郭線抽出ユニットは、前記血管骨格抽出ユニットの血管骨格を受信し、前記血管骨格に基づき、注目する前記血管段の輪郭線を抽出するためのものであり、
前記三次元血管再構成ユニットは、前記輪郭線抽出ユニット、前記生理パラメータ取得ユニット、前記中心線抽出ユニットが送信した輪郭線、画像撮影角度及び中心線を受信するため、且つ、前記画像読み取りユニットが送信した冠状動脈二次元造影画像を受信するため、且つ、前記血管段のジオメトリ構造情報に基づき、少なくとも2つの体位の血管の前記中心線、輪郭線を抽出した冠状動脈二次元造影画像を三次元平面上に投影し、三次元血管モデルを合成するためのものであり、
前記中心線抽出ユニットは、前記三次元血管再構成ユニットの三次元血管モデルから新たに前記血管段の中心線を抽出し、且つ新たに前記中心線の長さを取得するためのものである、
ことを特徴とする請求項16に記載の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する装置。
請求項15～17のいずれかに記載の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する装置を含むことを特徴とする冠状動脈分析システム。
コンピュータプログラムがプロセッサにより実行される時に請求項1～13のいずれかに記載の微小血管抵抗指数に基づき最大充血状態における血流速度を調節する方法を実現することを特徴とするコンピュータ記憶媒体。