KR102232202B1 - Myocardial Ischemia Diagnosis System And Operating Method Thereof - Google Patents
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Abstract
심근 허혈 진단 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독 가능한 기록매체가 개신된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 심근 허혈 진단 방법은, 컴퓨터를 이용하여, 심장 이미지를 획득하는 단계, 상기 심장 이미지로부터 심근 및 관상동맥의 이미지(관상동맥 트리)를 획득하는 단계, 상기 관상동맥 트리에 포함되는 복수의 혈관들에 대응하는 복수의 부분적 심근 질량을 산출하는 단계, 상기 부분적 심근 질량을 기초로 복수의 부분적 심근에 대응하는 혈관의 혈류량의 상대적인 비율을 산출하는 단계, 상기 혈류량의 상대적인 비율과 상기 부분적 심근 질량을 경계조건으로 하여 상기 복수의 혈관들 각각에 대응하는 혈관의 혈압을 산출하는 단계 및 상기 혈관의 혈압을 기초로 혈관의 심근 허혈의 위험도를 판단하는 단계를 포함한다.A method, a system and a computer-readable recording medium for diagnosing myocardial ischemia are renovated. A method for diagnosing myocardial ischemia according to an embodiment of the present invention includes: obtaining a heart image using a computer, obtaining images of the myocardium and coronary arteries (coronary artery tree) from the heart image, and the coronary artery tree Calculating a plurality of partial myocardial masses corresponding to a plurality of blood vessels included in, calculating a relative ratio of blood flow of blood vessels corresponding to the plurality of partial myocardium based on the partial myocardial mass, and a relative ratio of the blood flow And calculating a blood pressure of a blood vessel corresponding to each of the plurality of blood vessels using the partial myocardial mass as a boundary condition, and determining a risk of myocardial ischemia of the blood vessel based on the blood pressure of the blood vessel.
Description
본 발명은 심근 허혈 진단 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 비침습적 방법을 이용하여 혈류 예비력을 산출하고 이를 통해 심근 허혈 위험도 판단의 정확도를 향상시킬 수 있는 심근 허혈 진단 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것이다.The present invention relates to a method, a system, and a computer-readable recording medium for diagnosing myocardial ischemia, and more specifically, to calculate a blood flow reserve by using a non-invasive method, and thereby, diagnose myocardial ischemia, which can improve the accuracy of determining the risk of myocardial ischemia. It relates to a method, a system and a computer-readable recording medium.
관상동맥의 해부학적 모양과 협착 여부를 동영상으로 촬영하는 진단기법으로 심혈관 조영술이 적용되고 있다. 이는 도자(관)를 경피적 경로를 통해 심장근육에 혈액을 공급하는 좌우 관상동맥 기시부에 관을 위치시킨 후 선택적으로 각 혈관에 방사선 조영제를 주입하면서 여러 각도에서 관상동맥의 해부학적 모양을 동영상으로 촬영하는 진단기법이다.Cardiovascular angiography is being applied as a diagnostic technique in which the anatomical shape and stenosis of the coronary artery are photographed as a video. This is done by placing the tube at the origin of the left and right coronary arteries that supply blood to the heart muscle through a percutaneous path through the catheter (tube), and then selectively injecting a radiographic contrast agent into each blood vessel, and taking a video of the anatomical shape of the coronary artery from various angles. It is a diagnostic technique.
또한, 협착 병변의 진단을 위해 심근분획 혈류 예비력을 측정할 수 있는데, 이를 측정하기 위해서는 환자에게 아데노신(adenosine)을 투여한 후, 동맥 내부로 미세 압력센서가 장착된 pressure guidewire를 넣어 직접 압력을 측정한다.In addition, the myocardial fractional blood flow reserve can be measured for the diagnosis of constricted lesions.To measure this, adenosine is administered to the patient, and then a pressure guidewire equipped with a micro pressure sensor is inserted into the artery to directly measure the pressure. do.
이와 같은 침습적인 방법으로 혈류 예비력을 산출할 경우 환자에게 경제적 부담과 고통을 초래하는 문제가 발생할 수 있다.
본원 발명의 배경이 되는 기술로는 ⅰ)한국 공개특허공보 공개번호 10-2014-0015984(2014.02.07.)호 (발명 명칭 : 필요 혈류량 결정 방법 및 장치, 혈류 영상 생성 방법 및 장치, 심근 관류 영상 처리 방법 및 장치), ⅱ) 한국 공개특허공보 공개번호 10-2017-0098643(2017,08.30.)호 (발명 명칭 :관상동맥 분지관의 체적을 이용한 혈류 역학 모델링 방법) 및, ⅲ) 한국 공개특허공보 공개번호 10-2012-0026040(2012.03.16.)호 (발명 명칭 : 관류 이미징)가 있다.If the blood flow reserve is calculated by such an invasive method, a problem may arise that causes economic burden and pain to the patient.
The technology behind the present invention is i) Korean Patent Application Laid-Open Publication No. 10-2014-0015984 (2014.02.07.) (Invention name: method and apparatus for determining required blood flow, method and apparatus for generating blood flow images, and myocardial perfusion image. Treatment method and apparatus), ii) Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2017-0098643 (2017,08.30.) (invention name: hemodynamic modeling method using the volume of the coronary branch duct), and iii) Korean Patent Publication There is Publication Publication No. 10-2012-0026040 (2012.03.16.) (invention name: perfusion imaging).
본 발명은 비침습적 방법으로 보다 정확하게 심근 허혈 위험도를 판단할 수 있는 심근 허혈 진단 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method, a system and a computer-readable recording medium for diagnosing myocardial ischemia capable of more accurately determining the risk of myocardial ischemia by a non-invasive method.
본 발명의 일 실시예에 따른 심근 허혈 진단 방법은, 컴퓨터를 이용하여, 심장 이미지를 획득하는 단계, 상기 심장 이미지로부터 심근 및 관상동맥의 이미지(관상동맥 트리)를 획득하는 단계, 상기 관상동맥 트리에 포함되는 복수의 혈관들에 대응하는 복수의 부분적 심근 질량을 산출하는 단계, 상기 부분적 심근 질량을 기초로 복수의 부분적 심근에 대응하는 혈관의 혈류량의 상대적인 비율을 산출하는 단계, 상기 혈류량의 상대적인 비율 및 혈류량을 경계조건으로 하여 상기 복수의 혈관들 각각에 대응하는 혈관의 혈압을 산출하는 단계 및 상기 혈관의 혈압을 기초로 혈관의 심근 허혈의 위험도를 판단하는 단계를 포함한다.A method for diagnosing myocardial ischemia according to an embodiment of the present invention includes: obtaining a heart image using a computer, obtaining images of the myocardium and coronary arteries (coronary artery tree) from the heart image, and the coronary artery tree Calculating a plurality of partial myocardial masses corresponding to a plurality of blood vessels included in, calculating a relative ratio of blood flow of blood vessels corresponding to the plurality of partial myocardium based on the partial myocardial mass, and a relative ratio of the blood flow And calculating a blood pressure of a blood vessel corresponding to each of the plurality of blood vessels using the blood flow as a boundary condition, and determining a risk of myocardial ischemia of the blood vessel based on the blood pressure of the blood vessel.
또한, 상기 부분적 심근 질량을 산출하는 단계에서는, 상기 관상동맥 트리로부터 복수의 주요 혈관들을 분절하고, 분절된 상기 복수의 주요 혈관들에 각각 대응하는 부분적 심근에 대한 상기 부분적 심근 질량을 산출할 수 있다.In addition, in the step of calculating the partial myocardial mass, a plurality of main blood vessels may be segmented from the coronary artery tree, and the partial myocardial mass for the partial myocardium corresponding to each of the segmented main blood vessels may be calculated. .
또한, 상기 부분적 심근 질량은 이에 대응하는 혈관의 길이에 비례하여 산출될 수 있고, 상기 혈류량의 상대적인 비율을 산출하는 단계에서는, 상기 부분적 심근 질량의 크기에 기초하여 산출할 수 있다.In addition, the partial myocardial mass may be calculated in proportion to the length of the blood vessel corresponding thereto. In the step of calculating the relative ratio of the blood flow, the partial myocardial mass may be calculated based on the size of the partial myocardial mass.
또한, 상기 혈압을 산출하는 단계에서는, 입구 경계조건으로 혈류량을 적용하고 출구 경계조건으로 혈류량의 분배 비율을 적용하여 혈압을 산출할 수 있다.In addition, in the step of calculating the blood pressure, the blood pressure may be calculated by applying a blood flow volume as an inlet boundary condition and applying a distribution ratio of the blood flow volume as an outlet boundary condition.
또한, 상기 심근 허혈의 위험도를 판단하는 단계에서는, 해당 혈관의 혈압 변화를 고려할 수 있다.In addition, in determining the risk of myocardial ischemia, a change in blood pressure of a corresponding blood vessel may be considered.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 심근 허혈 진단 시스템은, 심장 이미지를 획득하는 이미지 획득부, 상기 심장 이미지로부터 심근 이미지 및 관상동맥 트리를 획득하는 데이터 획득부, 상기 관상동맥 트리에 포함되는 복수의 혈관들에 대응하는 복수의 부분적 심근 질량을 산출하는 심근 질량 산출부, 상기 부분적 심근 질량을 기초로 복수의 부분적 심근에 대응하는 혈관의 혈류량의 상대적인 비율을 산출하는 혈류량 산출부, 상기 혈류량의 상대적인 비율 및 혈류량을 경계조건으로 하여 상기 복수의 혈관들 각각에 대응하는 혈관의 혈압을 산출하는 혈압 산출부 및 상기 혈관의 혈압을 기초로 혈관의 심근 허혈의 위험도를 판단하는 판단부를 포함한다.Meanwhile, the system for diagnosing myocardial ischemia according to an embodiment of the present invention includes an image acquisition unit for acquiring a heart image, a data acquisition unit for acquiring a myocardial image and a coronary artery tree from the heart image, and a plurality of units included in the coronary artery tree. A myocardial mass calculation unit that calculates a plurality of partial myocardial masses corresponding to the blood vessels of, a blood flow rate calculation unit that calculates a relative ratio of blood flow of blood vessels corresponding to the plurality of partial myocardium based on the partial myocardial mass, and the relative blood flow And a blood pressure calculation unit that calculates blood pressure of a blood vessel corresponding to each of the plurality of blood vessels based on the ratio and blood flow as boundary conditions, and a determination unit that determines a risk of myocardial ischemia of a blood vessel based on the blood pressure of the blood vessels.
또한, 상기 심근 질량 산출부는 상기 관상동맥 트리로부터 복수의 주요 혈관들을 분절하고, 분절된 상기 복수의 주요 혈관들에 각각 대응하는 부분적 심근에 대한 상기 부분적 심근 질량을 산출할 수 있다.In addition, the myocardial mass calculation unit may segment a plurality of major blood vessels from the coronary artery tree and calculate the partial myocardial mass for a partial myocardium corresponding to each of the segmented major blood vessels.
또한, 상기 심근 질량 산출부는 해당 부분적 심근에 대응하는 혈관의 길이에 비례하여 상기 부분적 심근 질량을 산출할 수 있고, 상기 혈류량 산출부는 상기 부분적 심근 질량의 크기게 기초하여 상기 혈관의 혈류량의 상대적인 비율을 산출할 수 있다.In addition, the myocardial mass calculation unit may calculate the partial myocardial mass in proportion to the length of the blood vessel corresponding to the partial myocardium, and the blood flow calculation unit calculates a relative ratio of the blood flow of the blood vessel based on the size of the partial myocardial mass. Can be calculated.
또한, 상기 혈압 산출부는 입구 경계조건으로 혈류량을 적용하고 출구 경계조건으로 혈류량의 분배 비율을 적용하여 혈압을 산출할 수 있다.In addition, the blood pressure calculator may calculate the blood pressure by applying a blood flow rate as an inlet boundary condition and a distribution ratio of the blood flow quantity as an outlet boundary condition.
또한, 상기 판단부는 해당 혈관의 혈압 변화를 고려하여 상기 심근 허혈의 위험도를 판단할 수 있다.In addition, the determination unit may determine the risk of myocardial ischemia in consideration of a change in blood pressure of a corresponding blood vessel.
한편, 본 발명에 따른 심근 허혈 진단 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체가 제공될 수 있다.Meanwhile, a computer-readable recording medium in which a program for performing the method for diagnosing myocardial ischemia according to the present invention is recorded may be provided.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해 질 것이다.Other aspects, features, and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.
본 발명은 비침습적 방법으로 보다 정확하게 심근 허혈 위험도를 판단할 수 있는 심근 허혈 진단 방법, 시스템 및 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공할 수 있다.The present invention can provide a method, a system for diagnosing myocardial ischemia, and a computer-readable recording medium capable of more accurately determining the risk of myocardial ischemia through a non-invasive method.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 심근 허혈 진단 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 2는 심장 이미지와 이로부터 획득되는 심근 및 관상동맥 트리의 이미지를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 분절된 혈관에 대응하는 복수의 부분적 심근을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 산출된 혈관을 따라 변화하는 혈압을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 심근 허혈 진단 방법을 이용하여 산출된 관상동맥의 심근 분획 혈류 예비력(Fractional Flow Reserve, FFR)을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 심근 허혈 진단 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a flowchart schematically illustrating a method for diagnosing myocardial ischemia according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a heart image and an image of a myocardial and coronary artery tree obtained therefrom by way of example.
3 is a diagram illustrating a plurality of partial myocardium corresponding to a segmented blood vessel.
4 is a diagram illustrating a blood pressure that changes along a blood vessel calculated according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an exemplary myocardial fractional blood flow reserve (FFR) of a coronary artery calculated using the method for diagnosing myocardial ischemia according to the present invention.
6 is a diagram schematically showing the configuration of a system for diagnosing myocardial ischemia according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to embodiments described in detail together with the accompanying drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the embodiments presented below, but may be implemented in a variety of different forms, and includes all transformations, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. do. The embodiments presented below are provided to complete the disclosure of the present invention, and to completely inform the scope of the invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance. Terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 심근 허혈 진단 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.1 is a flowchart schematically illustrating a method for diagnosing myocardial ischemia according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 심근 허혈 진단 방법은, 심장 이미지 획득 단계(S10), 관상동맥 트리 획득 단계(S20), 부분적 심근 질량 산출 단계(S30), 혈류량 비 산출 단계(S40), 혈관 유압 산출 단계(S50) 및 심근 허혈 위험도 판단 단계(S60)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a method for diagnosing myocardial ischemia according to an embodiment of the present invention includes a cardiac image acquisition step (S10), a coronary artery tree acquisition step (S20), a partial myocardial mass calculation step (S30), and a blood flow ratio calculation step. (S40), vascular hydraulic pressure calculation step (S50), and myocardial ischemia risk determination step (S60).
본 발명의 일 실시예에 따른 심근 허혈 진단 방법은, 컴퓨터(Computer)와 같이 소정의 프로세서(Processor)를 포함하는 전자 장치를 통해 구현될 수 있으며, 이하에서 설명되는 각 단계 또한 컴퓨터를 통해 구현될 수 있다.The method for diagnosing myocardial ischemia according to an embodiment of the present invention may be implemented through an electronic device including a predetermined processor, such as a computer, and each step described below may also be implemented through a computer. I can.
심장 이미지 획득 단계(S10)에서는 심장의 이미지를 획득한다. 상기 심장의 이미지는 컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography, CT), 선택적 컴퓨터 단층촬영(Selective Computed Tomography) 또는 자기공명영상법(Magnetic Resonance Imaging, MRI)을 통해 획득될 수 있다.In the heart image acquisition step S10, an image of the heart is acquired. The image of the heart may be obtained through Computed Tomography (CT), Selective Computed Tomography, or Magnetic Resonance Imaging (MRI).
관상동맥 트리 획득 단계(S20)에서는 상기 심장 이미지로부터 심근(Myocardium) 및 관상동맥(Coronary Artery)의 이미지를 획득한다. 획득된 3차원 심장 이미지로부터 심근 이미지와 관상동맥 이미지를 분리하여 획득하는 방법은 공지의 기술이므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.In the coronary artery tree acquisition step S20, images of myocardium and coronary artery are acquired from the heart image. A method of separating and obtaining a myocardial image and a coronary artery image from the acquired three-dimensional heart image is a known technique, so a detailed description thereof will be omitted.
또한, 이하에서는 상기 관상동맥 이미지를 '관상동맥 트리'로 정의하여 설명하도록 한다. 상기 관상동맥 트리는 상기 관상동맥 이미지와 실질적으로 동일하며, 대동맥에서 분기되어 심근에 산소를 공급하는 관상동맥의 형태를 3차원 형태로 나타내는 이미지로 이해할 수 있다.In addition, in the following, the coronary artery image is defined as a'coronary artery tree' and described. The coronary artery tree is substantially the same as the coronary artery image, and can be understood as an image representing a shape of a coronary artery branching from the aorta to supply oxygen to the myocardium in a three-dimensional form.
도 2는 심장 이미지와 이로부터 획득되는 심근 및 관상동맥 트리의 이미지를 예시적으로 나타내는데, 도 2(a)는 심장 이미지를 나타내고, 도 2(b)는 심근 이미지와 관상동맥 트리의 이미지를 나타낸다.FIG. 2 exemplarily shows a heart image and images of the myocardium and coronary artery tree obtained therefrom. FIG. 2(a) shows a heart image, and FIG. 2(b) shows a myocardial image and an image of a coronary artery tree. .
단계(S10) 및 단계(S20)에서 획득되는 이미지는 도 2에 도시되는 바와 같이 관상동맥의 분기 구조를 파악할 수 있도록 3차원 이미지로 획득되는 것이 바람직하다.The images obtained in steps S10 and S20 are preferably acquired as a three-dimensional image so that the branching structure of the coronary artery can be grasped, as shown in FIG. 2.
부분적 심근 질량 산출 단계(S30)에서는 상기 관상동맥 트리에 포함되는 복수의 혈관들에 대응하는 복수의 부분적 심근 질량을 산출한다.In the partial myocardial mass calculation step (S30), a plurality of partial myocardial masses corresponding to a plurality of blood vessels included in the coronary artery tree are calculated.
관상동맥은 좌관상동맥(Left Coronary Artery, LCA)과 우관상동맥(Right Coronary Artery, RCA)으로 구분할 수 있으며, 좌관상동맥은 좌전하행동맥(Left Anterior Descending Artery, LAD), 좌회선지동맥(Left Circumplex Artery. LCX)을 포함한다.Coronary arteries can be divided into left coronary artery (LCA) and right coronary artery (RCA), and left coronary artery is left anterior descending artery (LAD), Left Circumplex Artery.LCX).
좌관상동맥 및 우관상동맥은 주요 관상동맥으로 분류할 수 있으며, 넓게는 우관상동맥, 좌전하행동맥 및 좌회선지동맥을 주요 관상동맥으로 분류할 수 있다.The left coronary artery and the right coronary artery can be classified as major coronary arteries, and broadly, the right coronary artery, left anterior descending artery, and left groin artery can be classified as major coronary arteries.
따라서, 심근을 2개의 부분적 심근으로 구분하는 경우에는 좌관상동맥에 대응하는 부분적 심근과 우관상동맥에 대응하는 부분적 심근으로 구분할 수 있으며, 심근을 3개의 부분적 심근으로 구분하는 경우에는 우관상동맥에 대응하는 부분적 심근, 좌전하행동맥에 대응하는 부분적 심근 및 좌회선지동맥에 대응하는 부분적 심근으로 구분할 수 있다.Therefore, when the myocardium is divided into two partial myocardium, it can be divided into a partial myocardium corresponding to the left coronary artery and a partial myocardium corresponding to the right coronary artery. It can be divided into a corresponding partial myocardium, a partial myocardium corresponding to the left anterior descending artery, and a partial myocardium corresponding to the left gyrolateral artery.
다만, 상기 2개 또는 3개의 주요 관상동맥으로부터 분기하여 연장되는 더 많은 관상동맥이 존재하므로 상기 부분적 심근의 개수 또한 2개나 3개로 제한되는 것은 아니다.However, since there are more coronary arteries that branch and extend from the two or three main coronary arteries, the number of partial myocardium is also not limited to two or three.
예컨대, 우관상동맥은 Right Acute Marginal Artery로 분기될 수 있고, 좌관상동맥은 Left Obtuse Marginal Artery로 분기될 수 있으며, 좌전하행동맥은 Diagonal Arteries로 분기될 수 있으므로, 상기 부분적 심근의 개수 또한 3개 보다 많을 수 있다.For example, the right coronary artery can be branched into the Right Acute Marginal Artery, the left coronary artery can be branched into the Left Obtuse Marginal Artery, and the left anterior descending artery can be branched into Diagonal Arteries, so the number of partial myocardium is also 3 Can be more than
한편, 상기 부분적 심근 질량을 산출하기 위해서 이에 대응하는 혈관의 길이를 이용할 수 있는데, 앞서 설명한 관상동맥의 주요 혈관 또는 주요 분지(branch)들의 길이는 상기 관상동맥 이미지로부터 획득될 수 있다. 또한, 부분적 심근 질량은 이에 대응하는 관상동맥 혈관의 길이에 비례한다.Meanwhile, in order to calculate the partial myocardial mass, the length of the blood vessel corresponding thereto may be used, and the lengths of the main blood vessels or main branches of the coronary artery described above may be obtained from the coronary artery image. In addition, the partial myocardial mass is proportional to the length of the corresponding coronary artery vessel.
예를 들어, Left Obtuse Marginal Artery의 길이가 l1으로 측정된 경우 심근 전체의 질량이 M이라면, Left Obtuse Marginal Artery에 대응하는 부분적 심근의 질량은 관상동맥의 전체 길이에 대한 l1의 비율을 심근 전체의 질량 M에 적용하여 산출될 수 있다.For example, if the length of the Left Obtuse Marginal Artery is measured as l 1 and the total mass of the myocardium is M, the mass of the partial myocardium corresponding to the Left Obtuse Marginal Artery is the ratio of l 1 to the total length of the coronary artery. It can be calculated by applying it to the total mass M.
또는, Left Obtuse Marginal Artery에 대응하는 부분적 심근의 질량을 m1이라고 정의하면 l1과 m1 사이에는 다음과 같은 관계가 성립할 수 있다.Or, if the mass of the part corresponding to the myocardial Obtuse Marginal Left Artery defined as m 1 between l 1 and m 1 may be the following relationship is satisfied.
여기서, k는 상수 계수이며, n은 실수 중에 선택될 수 있다.Here, k is a constant coefficient, and n may be selected from real numbers.
도 3은 분절된 혈관에 대응하는 복수의 부분적 심근을 예시적으로 나타내며, 도 3에 도시되는 상기 복수의 부분적 심근은 관상동맥 트리에 포함되는 복수의 혈관에 대응하여 구분되는 것을 확인할 수 있다.FIG. 3 exemplarily shows a plurality of partial myocardium corresponding to a segmented blood vessel, and it can be seen that the plurality of partial myocardium shown in FIG. 3 are divided corresponding to a plurality of blood vessels included in the coronary artery tree.
도 3에 도시되는 바와 같이, 복수의 부분적 심근이 구분되면 각각의 부분적 심근에 대응하는 혈관 및 해당 혈관의 길이가 산출될 수 있고, 앞서 설명한 바와 같이 혈관의 길이를 고려하여 각각의 부분적 심근의 질량이 산출될 수 있다.As shown in FIG. 3, when a plurality of partial myocardium is divided, the blood vessel corresponding to each partial myocardium and the length of the blood vessel can be calculated, and as described above, the mass of each partial myocardium in consideration of the length of the blood vessel Can be calculated.
상기 복수의 부분적 심근은 각각 상기 관상동맥 트리를 구성하는 복수의 혈관 중 일부의 혈관으로부터 혈액을 공급받으므로 상기 복수의 부분적 심근이 구분될 때에는 해당 부분적 심근에 혈액을 공급하는 혈관이 기준이 될 수 있다. 따라서, 하나의 혈관이 복수의 혈관으로 분기되는 지점을 기준으로 하여 부분적 심근이 구분될 수 있다.Since the plurality of partial myocardium each receives blood from some of the plurality of blood vessels constituting the coronary artery tree, when the plurality of partial myocardium is distinguished, a blood vessel supplying blood to the corresponding partial myocardium may be a reference. have. Accordingly, the partial myocardium may be classified based on a point at which one blood vessel diverges into a plurality of blood vessels.
한편, 도 3은 복수의 부분적 심근이 구분되는 일 예를 도시할 뿐, 상기 복수의 부분적 심근이 도 3에 도시되는 개수로 제한되어 구분되는 것은 아니다. 또한, 많은 수의 부분적 심근이 구분될수록 더 많은 혈관에 대한 심근 허혈을 진단할 수 있으며, 상기 관상동맥 트리를 구성하는 모든 혈관에 대한 부분적 심근을 구분하는 것이 진단의 정확도를 높이는 것으로 이해할 수 있다.Meanwhile, FIG. 3 illustrates an example in which a plurality of partial myocardium is classified, but the plurality of partial myocardium is not limited to the number shown in FIG. 3 and thus is not classified. In addition, as the number of partial myocardium is distinguished, it is possible to diagnose myocardial ischemia for more blood vessels, and it can be understood that classification of partial myocardium for all blood vessels constituting the coronary artery tree increases the accuracy of diagnosis.
혈류량 비 산출 단계(S40)에서는 상기 부분적 심근 질량을 기초로 복수의 부분적 심근에 대응하는 혈관의 혈류량의 상대적인 비율을 산출한다. 상기 부분적 심근의 질량이 클수록 공급되어야 하는 혈액의 양도 많아야 하므로 상대적으로 질량이 큰 부분적 심근에 대응하는 혈관의 혈류량은 상대적으로 질량이 작은 부분적 심근에 대응하는 혈관의 혈류량 보다 많은 것으로 예상할 수 있다.In the blood flow rate calculation step (S40), a relative ratio of blood flow of blood vessels corresponding to the plurality of partial myocardium is calculated based on the partial myocardial mass. As the mass of the partial myocardium increases, the amount of blood to be supplied must also be increased, so the blood flow of the blood vessel corresponding to the partial myocardium of relatively large mass can be expected to be greater than the blood flow of the blood vessel corresponding to the partial myocardium of relatively small mass.
예를 들어, 좌관상동맥에 대응하는 심근을 제1 부분적 심근, 우관상동맥에 대응하는 심근을 제2 부분적 심근으로 정의하고, 상기 제1 부분적 심근의 질량을 m1 및 상기 제2 부분적 심근의 질량을 m2로 정의하면, 좌관상동맥의 혈류량 bf1과 우관상동맥의 혈류량 bf2는 상기 제1 및 제2 부분적 심근의 질량과 다음과 같은 관계가 성립될 수 있다.For example, the myocardium corresponding to the left coronary artery is defined as a first partial myocardium, the myocardium corresponding to the right coronary artery is defined as a second partial myocardium, and the mass of the first partial myocardium is m 1 and the second partial myocardium is When the mass is defined as m 2 , the blood flow bf 1 of the left coronary artery and the blood flow bf 2 of the right coronary artery may have the following relationship with the masses of the first and second partial myocardium.
또한, 좌관상동맥에서 분기되는 복수의 혈관이 존재하고 상기 복수의 혈관에 각각 대응하는 부분적 심근이 결정되면, 각각의 부분적 심근에 대응하는 혈관들에 대해서도 수학식 2를 적용하여 상기 복수의 혈관에 대한 상대적인 혈류량의 비를 산출할 수 있다.In addition, when there are a plurality of blood vessels branching from the left coronary artery and partial myocardium corresponding to each of the plurality of blood vessels is determined,
한편, 수학식 2를 이용하여 혈류량의 상대적인 비율을 산출함에 있어서는 동일한 혈관에서 분기되는 복수의 혈관에 대해 상기 수학식 1을 적용하는 것이 바람직할 수 있다.Meanwhile, in calculating the relative ratio of blood
혈관 혈압 산출 단계(S50)에서는 상기 단계(S40)에서 산출된 혈류량의 상대적인 비율과 상기 부분적 심근 질량을 경계조건으로 하여 복수의 혈관들 각각에 대응하는 혈관의 혈압을 산출한다.In the vascular blood pressure calculation step (S50), the blood pressure of the blood vessels corresponding to each of the plurality of blood vessels is calculated based on the relative ratio of the blood flow volume calculated in the step (S40) and the partial myocardial mass as boundary conditions.
각각의 혈관에 대한 혈압을 산출함에 있어 입구 경계조건과 출구 경계조건이 설정될 수 있으며, 상기 입구 경계조건은 해당 혈관의 시작 지점에서의 혈류량으로 설정될 수 있고, 상기 출구 경계조건은 해당 혈관의 종료 지점에서의 혈류량의 분배 비율이 될 수 있다. 상기 경계조건을 Computational Flow Dynamics에 적용하면 각 혈관에서의 혈압과 혈류의 속도가 결과 값으로 출력될 수 있다.In calculating the blood pressure for each blood vessel, an inlet boundary condition and an outlet boundary condition may be set, and the inlet boundary condition may be set as a blood flow rate at the start point of the corresponding blood vessel, and the outlet boundary condition is It can be the distribution ratio of blood flow at the end point. When the boundary condition is applied to Computational Flow Dynamics, the blood pressure and the velocity of blood flow in each blood vessel may be output as a result value.
한편, 대동맥을 통해 공급되는 혈류량은 심근의 질량을 고려하여 산출될 수 있으며, 혈관이 분기되는 지점에서 부분적 심근 질량을 통해 혈류량의 분배 비율이 산출될 수 있으므로 각각의 혈관에 대응하는 혈류량 또한 산출 가능한 것으로 이해할 수 있다.On the other hand, the blood flow supplied through the aorta can be calculated in consideration of the mass of the myocardium, and the distribution ratio of the blood flow can be calculated through the partial myocardial mass at the point where the blood vessel diverges, so the blood flow corresponding to each blood vessel can also be calculated. It can be understood as.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 산출된 혈관을 따라 변화하는 혈압을 예시적으로 나타내는데, 혈관의 혈압은 혈관의 축(axis)을 따라 혈압 감소 프로파일(profile)로 표현될 수 있다.FIG. 4 exemplarily shows a blood pressure that changes along a blood vessel calculated according to an embodiment of the present invention, and the blood pressure of the blood vessel may be expressed as a blood pressure reduction profile along an axis of the blood vessel.
심근 허혈 위험도 판단 단계(S60)에서는 상기 혈관의 혈압을 기초로 혈관의 심근 허혈의 위험도를 판단한다. 도 5는 본 발명에 따른 심근 허혈 진단 방법을 이용하여 산출된 관상동맥의 심근 분획 혈류 예비력(Fractional Flow Reserve, FFR)을 예시적으로 나타낸다.In determining the risk of myocardial ischemia (S60), the risk of myocardial ischemia of the blood vessel is determined based on the blood pressure of the blood vessel. FIG. 5 exemplarily shows a fractional flow reserve (FFR) of a myocardial artery in a coronary artery calculated using the method for diagnosing myocardial ischemia according to the present invention.
도 5(a) 및 도 5(b)는 각각 서로 다른 환자를 대상으로 측정한 FFR을 예시적으로 나타내는데, 도 5(a)의 환자(이하, '환자 1')의 경우 관상동맥 트리의 시작 지점으로부터 약 20% 지점에서 혈압이 급격하게 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이와 동일한 지점에서 도 5(b)의 환자(이하, '환자 2')의 혈압은 상대적으로 적은 폭으로 감소하는 것을 확인할 수 있으므로 환자 1의 경우 환자 2에 비해서 높은 심근 허혈 위험도를 갖는 것으로 판단할 수 있다.5(a) and 5(b) exemplarily show the FFRs measured for different patients, respectively. In the case of the patient of FIG. 5(a) (hereinafter referred to as'patient 1'), the start of the coronary artery tree It can be seen that blood pressure decreases sharply at about 20% from the point. At the same point, it can be seen that the blood pressure of the patient (hereinafter,'Patient 2') of FIG. 5(b) decreases to a relatively small extent, so it is determined that
한편, 환자 1의 경우 혈압이 급격하게 감소하는 지점은 협착(stenosis)이 발생한 지점으로 CT 등의 영상 촬영을 통해 사전에 판단 가능한 위치이다. 또한, FFR 값은 stenosis의 원위와 근위에서의 압력 차이를 이용하여 산출될 수 있으며, 도 5(c)에 도시되는 바와 같이 상기 원위는 혈관의 정규화된 축 거리의 약 80% 지점으로 설정될 수 있다.On the other hand, in the case of
비정상 진단을 내릴 수 있는 절대적인 FFR 값이 존재하지는 않지만, 일반적으로는 0.75 내지 0.8의 범위보다 낮은 FFR이 존재하는 경우에는 비정상으로 진단할 수 있다.Although there is no absolute FFR value that can make an abnormal diagnosis, in general, if there is an FFR lower than the range of 0.75 to 0.8, it can be diagnosed as abnormal.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 심근 허혈 진단 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.6 schematically shows the configuration of a system for diagnosing myocardial ischemia according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 심근 허혈 진단 시스템(100)은, 이미지 획득부(10), 데이터 획득부(20), 심근 질량 산출부(30), 혈류량 산출부(40), 혈압 산출부(50) 및 판단부(60)를 포함한다.6, the myocardial
이미지 획득부(10)는 심장 이미지를 획득한다. 상기 심장의 이미지는 컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography, CT), 선택적 컴퓨터 단층촬영(Selective Computed Tomography) 또는 자기공명영상법(Magnetic Resonance Imaging, MRI)을 통해 획득될 수 있다.The
데이터 획득부(20)는 상기 심장 이미지로부터 심근 이미지 및 관상동맥 트리를 획득한다. 이미지 획득부(10)에서 획득되는 상기 심장 이미지와 데이터 획득부(20)에서 획득되는 상기 심근 이미지 및 상기 관상동맥 트리의 이미지는 도 2에 도시되는 바와 같이 3차원 이미지로 획득되어 관상동맥의 분기 구조를 파악하기 용이하게 하는 것이 바람직하다.The
심근 질량 산출부(30)는 상기 관상동맥 트리에 포함되는 복수의 혈관들에 대응하는 복수의 부분적 심근 질량을 산출한다.The myocardial
관상동맥은 좌관상동맥(Left Coronary Artery, LCA)과 우관상동맥(Right Coronary Artery, RCA)으로 구분할 수 있으며, 좌관상동맥은 좌전하행동맥(Left Anterior Descending Artery, LAD), 좌회선지동맥(Left Circumplex Artery. LCX)을 포함한다.Coronary arteries can be divided into left coronary artery (LCA) and right coronary artery (RCA), and left coronary artery is left anterior descending artery (LAD), Left Circumplex Artery.LCX).
좌관상동맥 및 우관상동맥은 주요 관상동맥으로 분류할 수 있으며, 넓게는 우관상동맥, 좌전하행동맥 및 좌회선지동맥을 주요 관상동맥으로 분류할 수 있다.The left coronary artery and the right coronary artery can be classified as major coronary arteries, and broadly, the right coronary artery, left anterior descending artery, and left groin artery can be classified as major coronary arteries.
따라서, 심근을 2개의 부분적 심근으로 구분하는 경우에는 좌관상동맥에 대응하는 부분적 심근과 우관상동맥에 대응하는 부분적 심근으로 구분할 수 있으며, 심근을 3개의 부분적 심근으로 구분하는 경우에는 우관상동맥에 대응하는 부분적 심근, 좌전하행동맥에 대응하는 부분적 심근 및 좌회선지동맥에 대응하는 부분적 심근으로 구분할 수 있다.Therefore, when the myocardium is divided into two partial myocardium, it can be divided into a partial myocardium corresponding to the left coronary artery and a partial myocardium corresponding to the right coronary artery. It can be divided into a corresponding partial myocardium, a partial myocardium corresponding to the left anterior descending artery, and a partial myocardium corresponding to the left gyrolateral artery.
다만, 상기 2개 또는 3개의 주요 관상동맥으로부터 분기하여 연장되는 더 많은 관상동맥이 존재하므로 상기 부분적 심근의 개수 또한 2개나 3개로 제한되는 것은 아니다.However, since there are more coronary arteries that branch and extend from the two or three main coronary arteries, the number of partial myocardium is also not limited to two or three.
예컨대, 우관상동맥은 Right Acute Marginal Artery로 분기될 수 있고, 좌관상동맥은 Left Obtuse Marginal Artery로 분기될 수 있으며, 좌전하행동맥은 Diagonal Arteries로 분기될 수 있으므로, 상기 부분적 심근의 개수 또한 3개 보다 많을 수 있다.For example, the right coronary artery can be branched into the Right Acute Marginal Artery, the left coronary artery can be branched into the Left Obtuse Marginal Artery, and the left anterior descending artery can be branched into Diagonal Arteries, so the number of partial myocardium is also 3 Can be more than
한편, 상기 부분적 심근 질량을 산출하기 위해서 이에 대응하는 혈관의 길이를 이용할 수 있는데, 앞서 설명한 관상동맥의 주요 혈관 또는 주요 분지(branch)들의 길이는 상기 관상동맥 이미지로부터 획득될 수 있다. 또한, 부분적 심근 질량은 이에 대응하는 관상동맥 혈관의 길이에 비례한다.Meanwhile, in order to calculate the partial myocardial mass, the length of the blood vessel corresponding thereto may be used, and the lengths of the main blood vessels or main branches of the coronary artery described above may be obtained from the coronary artery image. In addition, the partial myocardial mass is proportional to the length of the corresponding coronary artery vessel.
예를 들어, Left Obtuse Marginal Artery의 길이가 l1으로 측정된 경우 심근 전체의 질량이 M이라면, Left Obtuse Marginal Artery에 대응하는 부분적 심근의 질량은 관상동맥의 전체 길이에 대한 l1의 비율을 심근 전체의 질량 M에 적용하여 산출될 수 있다.For example, if the length of the Left Obtuse Marginal Artery is measured as l 1 and the total mass of the myocardium is M, the mass of the partial myocardium corresponding to the Left Obtuse Marginal Artery is the ratio of l 1 to the total length of the coronary artery. It can be calculated by applying it to the total mass M.
또는, Left Obtuse Marginal Artery에 대응하는 부분적 심근의 질량을 m1이라고 정의하면 l1과 m1 사이에는 수학식 1과 같은 관계가 성립할 수 있다.Alternatively, there may be a relationship such as equation (1) is established between Left Obtuse Marginal If the mass of the part corresponding to the myocardial Artery defined as l 1, m 1 and m 1.
한편, 상기 복수의 부분적 심근의 질량을 산출하기 위해 심근을 복수의 부분적 심근으로 구분함에 있어서, 해당 부분적 심근에 혈액을 공급하는 혈관이 기준이 될 수 있다. 따라서, 하나의 혈관이 복수의 혈관으로 분기되는 지점을 기준으로 하여 부분적 심근이 구분될 수 있다.Meanwhile, in dividing the myocardium into a plurality of partial myocardium to calculate the mass of the plurality of partial myocardium, a blood vessel supplying blood to the partial myocardium may be a reference. Accordingly, the partial myocardium may be classified based on a point at which one blood vessel diverges into a plurality of blood vessels.
혈류량 산출부(40)는 상기 부분적 심근 질량을 기초로 복수의 부분적 심근에 대응하는 혈관의 혈류량의 상대적인 비율을 산출한다. 상기 부분적 심근의 질량이 클수록 공급되어야 하는 혈액의 양도 많아야 하므로 상대적으로 질량이 큰 부분적 심근에 대응하는 혈관의 혈류량은 상대적으로 질량이 작은 부분적 심근에 대응하는 혈관의 혈류량 보다 많은 것으로 예상할 수 있다.The blood
예를 들어, 좌관상동맥에 대응하는 심근을 제1 부분적 심근, 우관상동맥에 대응하는 심근을 제2 부분적 심근으로 정의하고, 상기 제1 부분적 심근의 질량을 m1 및 상기 제2 부분적 심근의 질량을 m2로 정의하면, 좌관상동맥의 혈류량 bf1과 우관상동맥의 혈류량 bf2는 상기 제1 및 제2 부분적 심근의 질량과 수학식 2와 같은 관계가 성립될 수 있다.For example, the myocardium corresponding to the left coronary artery is defined as a first partial myocardium, the myocardium corresponding to the right coronary artery is defined as a second partial myocardium, and the mass of the first partial myocardium is m 1 and the second partial myocardium is When the mass is defined as m 2 , the blood flow bf 1 of the left coronary artery and the blood flow bf 2 of the right coronary artery may have a relationship with the mass of the first and second partial myocardium as shown in
또한, 좌관상동맥에서 분기되는 복수의 혈관이 존재하고 상기 복수의 혈관에 각각 대응하는 부분적 심근이 결정되면, 각각의 부분적 심근에 대응하는 혈관들에 대해서도 수학식 2를 적용하여 상기 복수의 혈관에 대한 상대적인 혈류량의 비를 산출할 수 있다.In addition, when there are a plurality of blood vessels branching from the left coronary artery and partial myocardium corresponding to each of the plurality of blood vessels is determined,
한편, 수학식 2를 이용하여 혈류량의 상대적인 비율을 산출함에 있어서는 동일한 혈관에서 분기되는 복수의 혈관에 대해 상기 수학식 1을 적용하는 것이 바람직할 수 있다.Meanwhile, in calculating the relative ratio of blood
혈압 산출부(50)는 상기 혈류량의 상대적인 비율과 상기 부분적 심근 질량을 경계조건으로 하여 상기 복수의 혈관들 각각에 대응하는 혈관의 혈압을 산출한다.The
각각의 혈관에 대한 혈압을 산출함에 있어 입구 경계조건과 출구 경계조건이 설정될 수 있으며, 상기 입구 경계조건은 해당 혈관의 시작 지점에서의 혈류량의 비율과 해당 혈관에 대응하는 부분적 심근의 질량, 그리고 상기 출구 경계조건은 해당 혈관의 종료 지점에서의 혈류량의 비율과 해당 혈관에 대응하는 부분적 심근의 질량이 될 수 있다.In calculating the blood pressure for each blood vessel, an inlet boundary condition and an outlet boundary condition may be set, and the inlet boundary condition is the ratio of the blood flow at the start point of the blood vessel and the mass of the partial myocardium corresponding to the blood vessel, and The exit boundary condition may be a ratio of blood flow at an end point of a corresponding blood vessel and a mass of a partial myocardium corresponding to the corresponding blood vessel.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 산출된 혈관을 따라 변화하는 혈압을 예시적으로 나타내는데, 혈관의 혈압은 혈관의 축(axis)을 따라 혈압 감소 프로파일(profile)로 표현될 수 있다.FIG. 4 exemplarily shows a blood pressure that changes along a blood vessel calculated according to an embodiment of the present invention, and the blood pressure of the blood vessel may be expressed as a blood pressure reduction profile along an axis of the blood vessel.
판단부(60)는 상기 혈관의 혈압을 기초로 혈관의 심근 허혈의 위험도를 판단한다. 도 5는 본 발명에 따른 심근 허혈 진단 방법을 이용하여 산출된 관상동맥의 심근 분획 혈류 예비력(Fractional Flow Reserve, FFR)을 예시적으로 나타낸다.The
도 5(a) 및 도 5(b)는 각각 서로 다른 환자를 대상으로 측정한 FFR을 예시적으로 나타내는데, 도 5(a)의 환자(이하, '환자 1')의 경우 관상동맥 트리의 시작 지점으로부터 약 20% 지점에서 혈압이 급격하게 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이와 동일한 지점에서 도 5(b)의 환자(이하, '환자 2')의 혈압은 상대적으로 적은 폭으로 감소하는 것을 확인할 수 있으므로 환자 1의 경우 환자 2에 비해서 높은 심근 허혈 위험도를 갖는 것으로 판단할 수 있다.5(a) and 5(b) exemplarily show the FFRs measured for different patients, respectively. In the case of the patient of FIG. 5(a) (hereinafter referred to as'patient 1'), the start of the coronary artery tree It can be seen that blood pressure decreases sharply at about 20% from the point. At the same point, it can be seen that the blood pressure of the patient (hereinafter,'Patient 2') of FIG. 5(b) decreases to a relatively small extent, so it is determined that
비정상 진단을 내릴 수 있는 절대적인 FFR 값이 존재하지는 않지만, 일반적으로는 0.75 내지 0.8의 범위보다 낮은 FFR이 존재하는 경우에는 비정상으로 진단할 수 있다.Although there is no absolute FFR value that can make an abnormal diagnosis, in general, if there is an FFR lower than the range of 0.75 to 0.8, it can be diagnosed as abnormal.
한편, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다.Meanwhile, the present invention can be implemented as a computer-readable code on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tapes, floppy disks, and optical data storage devices.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.Further, the computer-readable recording medium is distributed over a computer system connected through a network, so that computer-readable codes can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers in the technical field to which the present invention belongs.
본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다.If there is no explicit order or contrary to the steps constituting the method according to the present invention, the steps may be performed in a suitable order. The present invention is not necessarily limited according to the order of description of the steps.
본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예를 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한 해당 기술 분야의 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터(factor)에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.The use of all examples or illustrative terms (for example, etc.) in the present invention is merely for describing the present invention in detail, and the scope of the present invention is limited by the above examples or illustrative terms unless limited by the claims. It is not limited. In addition, a person skilled in the art may recognize that various modifications, combinations, and changes may be configured according to design conditions and factors within the scope of the appended claims or their equivalents.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라, 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention is limited to the above-described embodiments and should not be defined, and not only the claims to be described later, but also all ranges equivalent to or equivalently changed from the claims are the spirit of the present invention. It will be said to belong to the category.
100: 심근 허혈 진단 시스템 10: 이미지 획득부
20: 데이터 획득부 30: 심근 질량 산출부
40: 혈류량 산출부 50: 혈압 산출부
60: 판단부100: myocardial ischemia diagnosis system 10: image acquisition unit
20: data acquisition unit 30: myocardial mass calculation unit
40: blood flow calculation unit 50: blood pressure calculation unit
60: judgment unit
Claims (13)
이미지 획득부가 심장 이미지를 획득하는 단계;
데이터 획득부가 상기 심장 이미지로부터 심근 이미지 및 관상동맥 트리를 획득하는 단계;
심근 질량 산출부가 상기 관상동맥 트리에 포함되는 복수의 혈관들에 대응하는 복수의 부분적 심근 질량을 산출하는 단계;
혈류량 산출부가 상기 부분적 심근 질량을 기초로 복수의 부분적 심근에 대응하는 혈관의 혈류량의 상대적인 비율을 산출하는 단계;
혈압 산출부가 상기 혈류량의 상대적인 비율 및 혈류량을 경계조건으로 하여 상기 복수의 혈관들 각각에 대응하는 혈관의 혈압을 산출하는 단계; 및
판단부가 상기 혈관의 혈압을 기초로 혈관의 심근 분획 혈류 예비력을 산출하는 단계;를 포함하고,
상기 복수의 부분적 심근 질량을 산출하는 단계는, 상기 관상동맥 트리로부터 상기 복수의 혈관들을 분절하고, 분절된 상기 복수의 혈관들에 각각 대응하는 부분적 심근들을 구분하고,
상기 부분적 심근 질량은 상기 부분적 심근에 대응하는 분절된 상기 혈관의 길이에 비례하여 산출되는 심근 허혈 진단 시스템의 작동 방법.In the myocardial ischemia diagnosis method of the myocardial ischemia diagnosis system,
Obtaining a heart image by an image acquisition unit;
Obtaining, by a data acquisition unit, a myocardial image and a coronary artery tree from the heart image;
Calculating, by a myocardial mass calculation unit, a plurality of partial myocardial masses corresponding to a plurality of blood vessels included in the coronary artery tree;
Calculating a relative ratio of blood flow of blood vessels corresponding to a plurality of partial myocardium, based on the partial myocardial mass, by a blood flow calculation unit;
Calculating, by a blood pressure calculator, a blood pressure of a blood vessel corresponding to each of the plurality of blood vessels by using the relative ratio of the blood flow and the blood flow as a boundary condition; And
Comprising, by the determination unit, calculating the myocardial fractional blood flow reserve of the blood vessel based on the blood pressure of the blood vessel; Including,
In the calculating of the plurality of partial myocardial masses, segmenting the plurality of blood vessels from the coronary artery tree, and distinguishing partial myocardium corresponding to each of the segmented plurality of blood vessels,
The partial myocardial mass is calculated in proportion to the length of the segmented blood vessel corresponding to the partial myocardium.
상기 혈류량의 상대적인 비율을 산출하는 단계에서는, 상기 부분적 심근 질량의 크기에 기초하여 상기 비율을 산출하는 심근 허혈 진단 시스템의 작동 방법.The method of claim 1,
In the step of calculating the relative ratio of the blood flow, the method of operating a myocardial ischemia diagnosis system to calculate the ratio based on the size of the partial myocardial mass.
상기 혈압을 산출하는 단계에서는, 입구 경계조건으로 혈류량을 적용하고 출구 경계조건으로 혈류량의 분배 비율을 적용하여 혈압을 산출하는 심근 허혈 진단 시스템의 작동 방법.The method of claim 1,
In the step of calculating the blood pressure, a method of operating a myocardial ischemia diagnosis system in which blood pressure is calculated by applying a blood flow volume as an inlet boundary condition and a distribution ratio of the blood flow volume as an outlet boundary condition.
상기 심근 분획 혈류 예비력을 산출하는 단계에서는, 해당 혈관의 원위와 근위의 혈압 차이로부터 심근 분획 혈류 예비력을 산출하는 심근 허혈 진단 시스템의 작동 방법.The method of claim 1,
In the step of calculating the myocardial fractional blood flow reserve, the method of operating a myocardial ischemia diagnosis system for calculating the myocardial fractional blood flow reserve from a difference in blood pressure between distal and proximal blood vessels.
상기 심장 이미지로부터 심근 이미지 및 관상동맥 트리를 획득하는 데이터 획득부;
상기 관상동맥 트리에 포함되는 복수의 혈관들에 대응하는 복수의 부분적 심근 질량을 산출하는 심근 질량 산출부;
상기 부분적 심근 질량을 기초로 복수의 부분적 심근에 대응하는 혈관의 혈류량의 상대적인 비율을 산출하는 혈류량 산출부;
상기 혈류량의 상대적인 비율 및 혈류량을 경계조건으로 하여 상기 복수의 혈관들 각각에 대응하는 혈관의 혈압을 산출하는 혈압 산출부; 및
상기 혈관의 혈압을 기초로 혈관의 심근 분획 혈류 예비력을 산출하는 판단부;를 포함하고,
상기 심근 질량 산출부는 상기 관상동맥 트리로부터 상기 복수의 혈관들을 분절하고, 분절된 상기 복수의 혈관들에 각각 대응하는 부분적 심근들을 구분하고,
상기 부분적 심근에 대응하는 분절된 혈관의 길이에 비례하여 상기 부분적 심근 질량을 산출하는 심근 허혈 진단 시스템.An image acquisition unit that acquires a heart image;
A data acquisition unit for acquiring a myocardial image and a coronary artery tree from the heart image;
A myocardial mass calculator configured to calculate a plurality of partial myocardial masses corresponding to a plurality of blood vessels included in the coronary artery tree;
A blood flow rate calculator configured to calculate a relative ratio of blood flow rates of blood vessels corresponding to a plurality of partial myocardium based on the partial myocardial mass;
A blood pressure calculator configured to calculate a blood pressure of a blood vessel corresponding to each of the plurality of blood vessels based on the relative ratio of the blood flow and the blood flow as a boundary condition; And
Including; a determination unit for calculating the myocardial fraction blood flow reserve force of the blood vessel based on the blood pressure of the blood vessel,
The myocardial mass calculation unit segments the plurality of blood vessels from the coronary artery tree, and separates partial myocardium corresponding to each of the segmented blood vessels,
Myocardial ischemia diagnosis system for calculating the partial myocardial mass in proportion to the length of the segmented blood vessel corresponding to the partial myocardium.
상기 혈류량 산출부는 상기 부분적 심근 질량의 크기게 기초하여 상기 혈관의 혈류량의 상대적인 비율을 산출하는 심근 허혈 진단 시스템.The method of claim 7,
The blood flow calculation unit calculates a relative ratio of the blood flow of the blood vessel based on the size of the partial myocardial mass.
상기 혈압 산출부는 입구 경계조건으로 혈류량을 적용하고 출구 경계조건으로 혈류량의 분배 비율을 적용하여 혈압을 산출하는 심근 허혈 진단 시스템.The method of claim 7,
The blood pressure calculation unit calculates blood pressure by applying blood flow as an inlet boundary condition and a distribution ratio of blood flow as an outlet boundary condition.
상기 판단부는 해당 혈관의 원위와 근위의 혈압 차이로부터 심근 분획 혈류 예비력을 산출하는 심근 허혈 진단 시스템.The method of claim 7,
The determination unit is a myocardial ischemia diagnosis system that calculates the myocardial fractional blood flow reserve from the difference in blood pressure between the distal and proximal blood vessels.
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