KR20240022024A

KR20240022024A - 가이드와이어 팁의 형상 결정 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20240022024A
Application number: KR1020220099939A
Authority: KR
Inventors: 권지훈; 안정민; 김영학
Original assignee: 재단법인 아산사회복지재단; 울산대학교 산학협력단
Priority date: 2022-08-10
Filing date: 2022-08-10
Publication date: 2024-02-20

Abstract

일 실시예에 따른 전자 장치는, 환자의 혈관을 나타내는 의료 영상을 획득하는 영상 획득부; 컴퓨터로 실행 가능한 명령어들(computer-executable instructions)이 저장된 메모리; 상기 메모리에 억세스(access)하여 상기 명령어들을 실행하는 프로세서; 및 상기 프로세서와 전기적으로 연결된 디스플레이를 포함하고, 상기 명령어들은, 상기 환자의 혈관을 포함하는 의료 영상에 기초하여, 복수의 가이드와이어 팁(guidewire tip)의 형상들(shapes) 중에서 후보 형상들(candidate shapes)을 선택하고, 상기 선택된 후보 형상들의 각각에 대하여, 해당 후보 형상을 가지는 가이드와이어 팁을 이용하여 시뮬레이션을 수행하고, 상기 수행된 시뮬레이션에 따른 평가 결과들을 산출하고, 상기 평가 결과들에 기초하여, 상기 후보 형상들 중에서 상기 환자의 혈관 시술을 위한 추천 팁 형상을 결정하고, 상기 가이드와이어 팁에 대해 상기 결정된 추천 팁 형상을 상기 디스플레이를 통해 제시하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

가이드와이어 팁의 형상 결정 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE TO DECIDE SHAPE OF GUIDEWIRE TIP}

이하, 시뮬레이션을 활용한 가이드와이어 팁 성형 가이드 방법 및 장치에 관한 기술이 제공된다.

심혈관, 뇌혈관, 또는 말초혈관을 치료할 때 카테터를 이용하여 스텐트 등을 삽입하는 중재 시술이 널리 보급되어 있다. 가이드와이어는 상술한 의료 도구를 혈관의 목적 부위까지 삽입 및 가이드하기 위해 이용되는 의료용 와이어를 나타낼 수 있고 카테터를 통과하여 혈관 내에 스텐트 등을 이송하는 경로를 설정하기 위한 도구로서, 가이드와이어를 질환이 있는 혈관의 말단까지 이송시키기 위해서 혈관 조영술(angiography)등 의료 영상 기반의 시각 정보와 미세한 손의 감각에 기반한 촉각 정보 등을 활용된다.

최근 방사선 노출 등 시술자의 신체적 부담을 경감하고 시술도구의 정밀한 제어를 위하여 원격로봇 등이 개발되고 있다. 시술 로봇은 FDA를 통과하여 상용화가 진행되고 있으나, 간단한 시술 동작을 하기 위해서 새로운 도구에 적응하기 위한 학습이 필요한 실정이다. 가이드와이어를 뒤로 움직이거나 일정한 각도로 회전하는 등 해당 동작을 직접 하지 않더라도 로봇이 대신하는 기능이 더해지고 있으나, 시술에서 차지하는 비중은 적다.

위에서 설명한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.

상기 프로세서는, 상기 환자의 혈관 정보, 병변 정보, 분지 정보, 또는 스텐트 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 가이드와이어 팁들에 대한 하나 이상의 후보 형상들을 선택할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 의료 영상에 기초하여 혈관의 기하학적 구조를 모델링한 혈관 모델을 획득하고, 상기 후보 형상들 중 대상 후보 형상을 가지는 가이드와이어 팁의 기하학적 구조를 모델링한 가이드와이어 모델을 획득하고, 상기 혈관 모델에 대해 상기 가이드와이어 모델을 가이드와이어 팁의 위치로부터 진행하는 시뮬레이션을 수행할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 의료 영상에서 분지 영역 또는 병변 영역 중 적어도 하나를 포함하는 관심 영역을 추출하고, 상기 관심 영역에 기초하여 분지 정보 또는 병변 정보 중 적어도 하나의 정보를 결정하고, 상기 결정된 적어도 하나의 정보에 기초하여 상기 혈관 모델을 생성할 수 있다.

상기 프로세서는, 혈관 모델에서 상기 후보 형상을 가지는 가이드와이어 모델이 목표 영역까지 도달하는 성공 명령 횟수, 상기 가이드와이어 모델이 목표 영역에 도달하기 위해 요구되는 명령 횟수, 상기 가이드와이어 모델이 실패 영역으로 이동한 실패 명령 횟수, 또는 상기 가이드와이어 모델의 제어 불능 횟수 중 적어도 하나에 기초한 시뮬레이션 결과 정보를 획득할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 실패 명령 횟수 또는 상기 제어 불능 횟수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 후보 형상을 제외하고, 상기 후보 형상들 중 나머지 후보 형상들의 가이드와이어 모델의 상기 성공 명령 횟수 또는 조작 시간 중 적어도 하나에 기초하여 상기 추천 팁 형상을 결정할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 의료 영상에 기초하여 혈관의 기하학적 구조에 대응하는 물리적 혈관 모형에 대상 후보 형상을 가지는 가이드와이어 모형을 기계적으로 진행시키는 시뮬레이션을 수행할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 의료 영상에서 분지 영역 또는 병변 영역 중 적어도 하나를 포함하는 관심 영역을 추출하고, 상기 관심 영역에 대해 추출된 혈관 패치 영상에 기초하여, 기계 학습 모델의 훈련을 진행하고, 상기 훈련이 완료된 기계 학습 모델에 기초하여, 상기 혈관 패치 영상에 대응하는 상기 가이드와이어 모델의 동작별 예측 정보를 산출하고, 상기 동작별 예측 정보에 기초하여, 상기 가이드와이어 모델을 상기 가이드와이어 팁의 위치로부터 진행하는 시뮬레이션을 수행할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 후보 형상들의 산출된 평가 결과들에 기초하여, 상기 후보 형상들 중 적어도 두 개 이상의 후보 형상들을 조합하여 새로운 후보 형상을 생성하고, 상기 시뮬레이션 이후의 추가 시뮬레이션을 위한 후보 형상들에 상기 새로운 후보 형상을 추가하고, 상기 새로운 후보 형상이 포함된 후보 형상들에 기초하여 상기 추가 시뮬레이션을 수행할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 결정된 형상에 대응하는 가이드와이어 팁 중 변형된 부분, 상기 가이드와이어 팁이 상기 부분에서 변형된 각도, 또는 상기 가이드와이어 팁이 상기 부분에서 변형된 곡률 중 적어도 하나를 제시할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 결정된 형상에서 성형이 요구되는 복수의 부분들이 존재하는 경우, 상기 복수의 부분들마다 요구하는 성형 과정을 개별적으로 제공할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 성형이 요구되는 복수의 부분들에 기반하여, 상기 성형 과정에서 상기 결정된 형상을 제작하기 위한 눌린 깊이를 계산하고, 상기 성형 과정에 기반하여, 성형 도구의 이동 속도 및 반복 횟수를 계산할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 후보 형상들 중 적어도 두 개 이상의 후보 형상들을 상기 평가 결과와 함께 제시하고, 상기 후보 형상들의 평가 결과들에 기초하여, 상기 후보 형상들 중 적어도 두 개 이상의 후보 형상들을 조합하여 새로운 형상을 제시할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 가이드와이어 팁에 대해 추천 팁 형상을 결정하는 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 가이드와이어 팁에 대해 추천 팁 형상을 결정하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 혈관의 구조, 분지 영역, 또는 병변 영역을 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 추천 팁 형상을 결정하기 위한 시뮬레이션 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 시뮬레이션을 위한 혈관 모델 및 가이드와이어 모델을 설명하는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 혈관 영역 중 관심 영역을 설명하는 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 시뮬레이션 환경을 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 가이드와이어의 조작을 설명하는 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 시뮬레이션에서 가이드와이어가 목표 영역에 도달하는 것을 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 시뮬레이션에서 가이드와이어가 금지 영역에 도달하는 것을 도시한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 시뮬레이션에서 가이드와이어의 제어가 불능인 상태를 도시한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 시뮬레이션이 시작하는 영역 또는 재개되는 영역 중 적어도 하나의 영역을 도시한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 시뮬레이션을 설명하는 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 평가 결과들에 기초하여 가이드와이어 팁의 결정된 형상을 도시한 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 가이드와이어 팁의 성형 과정을 도시한 도면이다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 구현될 수 있다. 따라서, 실제 구현되는 형태는 개시된 특정 실시예로만 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 실시예들로 설명한 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 일 실시예에 따른 가이드와이어 팁에 대해 추천 팁 형상을 결정하는 장치를 도시한 도면이다.

일 실시예에 따른 전자 장치(100)는 시술에서 사용될 가이드와이어 팁에 대해 추천 팁 형상을 결정할 수 있다. 전자 장치(100)를 가이드와이어 추천 팁 결정 장치라고도 나타낼 수 있다. 전자 장치(100)는 환자의 혈관에 대한 의료 영상(106)에 기초한 시뮬레이션을 통해 가이드와이어 추천 팁 형상을 결정할 수 있다. 전자 장치(100)는, 프로세서(120), 메모리(130), 및 디스플레이(140)를 포함할 수 있다.

영상 획득부(110)는 의료 영상(106)을 획득할 수 있다. 본 명세서에서는 의료 영상(106)이 대상 객체(예를 들어, 환자(102))의 혈관이 촬영된 영상인 예시를 주로 설명하며, 혈관에 관한 의료 영상(106)을 혈관 영상이라고도 나타낼 수 있다.

예를 들어, 영상 획득부(110)는 의료 영상(106)을 촬영할 수 있다. 영상 획득부(110)는 X선 촬영 장비를 포함할 수 있다. 영상 획득부(110)는 X선에 기초한 혈관조영술(coronary angiography, CAG)을 통해 의료 영상(106)(예: X선에 기초한 CAG 영상)을 촬영할 수 있다. 혈관 촬영을 위해 환자(102)의 혈관으로 조영제(contrast)가 투입될 수 있고, 조영제가 유지되는 동안 환자(102)의 혈관이 촬영될 수 있다. 의료 영상(106)은 복수의 연속된 프레임들(consecutive frames)에서 환자에 대해 촬영된 프레임 영상들을 포함할 수 있다. 참고로, 영상 획득부(110)가 X선 촬영 장비를 가지고 의료 영상(106)을 촬영하는 예시를 설명하였으나, 이로 한정하는 것은 아니다. 다른 예를 들어, 영상 획득부(110)는 유선 통신 및/또는 무선 통신을 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다. 영상 획득부(110)는 통신 모듈을 통해 외부 촬영 장치로부터 혈관 영상을 수신할 수도 있다.

프로세서(120)는, 시뮬레이션 평가 결과에 기초하여, 환자(102)의 시술에 대해 추천할 가이드와이어 추천 팁 형상을 결정할 수 있다. 프로세서(120)는 소프트웨어를 실행할 수 있고, 프로세서(120)에 연결된 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있다. 프로세서(120)는 이외에도 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 영상 획득부(110)로부터 수신된 의료 영상(106)을 메모리(130)에 저장할 수 있다. 프로세서(120)는 후술하는 가이드와이어 팁에 대해 추천 팁 형상을 결정하는 방법을 이용하여 결정된 추천 팁 형상을 결과 데이터로서 디스플레이(140)를 통해 출력할 수 있다.

메모리(130)는 가이드와이어 팁에 대해 추천 팁 형상을 결정하기 위해 요구되는 다양한 데이터 및/또는 정보를 임시적으로 및/또는 영구적으로 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(130)는 의료 영상(106), 혈관 모델의 데이터, 가이드와이어 모델의 데이터, 각 후보 형상들에 대응하는 시뮬레이션 평가 결과, 또는 결정된 추천 팁 형상 중 적어도 하나를 저장할 수 있다.

디스플레이(140)는 시술 및 해당 시술에 대해 추천된 가이드와이어 팁의 추천 팁 형상에 관한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이(140)는 의료 영상(106), 시뮬레이션, 추천 팁 형상, 또는 가이드와이어 팁의 성형 방법 중 적어도 하나를 시각적으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(140)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다. 다만, 이로 한정하는 것은 아니고, 디스플레이(140)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다.

도 2는 일 실시예에 따른 가이드와이어 팁에 대해 추천 팁 형상을 결정하는 방법을 도시한 흐름도이다.

단계(210)에서, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는 복수의 가이드와이어 팁(guidewire tip)의 형상들 중에서 후보 형상들(candidate shapes)을 선택할 수 있다. 전자 장치는 환자의 혈관 정보, 병변 정보, 분지 정보, 또는 환자의 시술에서 사용될 스텐트 정보 중 적어도 하나에 기초하여 후보 형상들을 선택할 수 있다. 혈관 정보는 대상 환자의 혈관의 종류, 혈관에서 병변의 수, 또는 혈관의 폐색 여부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 병변 정보는 병변의 위치, 협착도, 성분, 두께, 크기, 또는 길이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 분지 정보는 분지 병변의 여부, 분지 각도 값, 또는 분지의 수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 스텐트 정보는 스텐트(Stent) 시술 기법을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스텐트는 대상 환자 혈관의 협착된 부분에 삽입되어, 혈류의 흐름을 개선할 수 있는 원통형의 의료용 재료를 포함할 수 있다. 또한, 스텐트 시술 기법은 해당 시술에서 대상 환자 혈관에 삽입되는 스텐트의 삽입 방법을 나타낼 수 있다. 스텐트 시술 기법은 혈관중재시술에 필요한 가이드와이어가 복수인 지 여부를 판단하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 복수의 가이드와이어가 필요한 스텐트 시술 기법에서는, 전자 장치는 복수의 후보 형상들을 선택할 수 있다. 후술하겠으나, 전자 장치는 시뮬레이션을 통해 후보 형상들 각각에 대한 평가 점수를 산출할 수 있다.

단계(220)에서, 전자 장치는 선택된 후보 형상들 각각에 대하여, 해당 후보 형상을 가지는 가이드와이어 팁을 이용하여 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 시뮬레이션은 전자 장치(예: 컴퓨터) 내에서의 가상의 시뮬레이션 또는 기계적인 장치에 의해 구현되는 물리적인 시뮬레이션 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다. 전자 장치는 혈관에 삽입된 가이드와이어를 혈관 내 목표 영역까지 이동시킬 수 있다. 목표 영역은 질환 및 병변 등이 잠재적으로 또는 명시적으로 존재하는 부위일 수 있다. 전자 장치는 가이드와이어의 선단부(tip)를 목표 영역까지 이동시킬 수 있다. 전자 장치는 물리적인 시뮬레이션을 수행하기 위해 가이드와이어를 이송하는 로봇을 포함할 수 있다. 전자 장치 내에서의 가상의 시뮬레이션 수행 방법은 하기 도 4에서 후술한다.

단계(230)에서, 전자 장치는 수행된 시뮬레이션에 따른 평가 결과들을 산출할 수 있다. 평가 결과들을 산출하는 방법은 하기 도 14에서 설명한다.

단계(240)에서, 전자 장치는 평가 결과들에 기초하여 후보 형상들 중에서 환자의 혈관 시술을 위한 추천 팁 형상을 결정할 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 혈관의 구조, 분지 영역, 또는 병변 영역을 도시한 도면이다.

일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는 의료 영상(300)으로부터 혈관(vessel) 구조에 관한 정보, 분지(bifurcation)에 관한 정보, 또는 병변(lesion)에 관한 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.

혈관 구조에 관한 정보는 혈관(310) 또는 혈관의 직경 값(320) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 혈관(310)은 환자(예: 도 1의 환자(102))가 병변으로 인해 시술이 필요한 부분의 혈관 영역을 나타낼 수 있다. 후술하겠으나, 분지 지점(bifurcation point)을 포함하는 분지 영역(bifurcation area)(332) 및/또는 병변을 포함하는 병변 영역(lesion area)은 가이드와이어의 방향 제어가 필요할 수 있어서 관심 영역을 설정하기 위한 기준으로서 사용되거나, 관심 영역으로 설정될 수 있다. 관심 영역은 예를 들어 분지 영역 및/또는 병변 영역을 포함할 수 있다. 전자 장치는 분지 영역 및/또는 병변 영역을 포함하는 혈관 영역(예: 관심 영역)을 중심으로 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 관심 영역은 하기 도 6에서 후술한다. 혈관의 직경 값(320)은, 혈관(310)에서 혈류가 흐를 수 있는 내경 값을 나타낼 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 주로 직경으로 설명하였으나, 이로 한정하는 것은 아니고, 혈관의 너비(width)로 표현될 수도 있다.

혈관(310)은 분지점(334)을 기준으로 분지될 수 있고, 분지된 혈관을 분지 혈관이라고도 나타낼 수 있다. 시뮬레이션 대상(예: 가이드와이어 모델 또는 가이드와이어의 팁)은 시뮬레이션 및/또는 시술에서 시작 영역으로부터 목표 영역까지 진행될 수 있다. 시뮬레이션 대상은, 시작 영역으로부터 목표 영역까지 진행하는 동안, 복수의 분지 혈관들 중 하나 이상의 분지 혈관을 통과할 수 있다. 시뮬레이션 대상이 통과하는 분지 혈관을 따른 경로를 목표 경로라고 나타낼 수 있다. 예시적으로 목표 경로는 시뮬레이션 대상이 통과하는 하나 이상의 분지 혈관의 중심선을 연결한 경로일 수 있다.

분지에 관한 정보는 분지 각도 값(330), 분지 영역(332), 또는 분지점(334) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 혈관(310)에서 분지 각도 값(330)은 주 혈관 및 혈관 분지 간의 각도 값 또는 혈관 분지들 간의 각도 값일 수 있고, 도 3에 도시된 예시에서는 제1 중심선(350) 및 제2 중심선(360) 간에 형성된 각도 값일 수 있다. 분지 영역(332)은 혈관이 분기하는 분지점(334)을 포함하는 영역일 수 있다. 예시적으로 전자 장치는 분지점(334)을 기준으로 미리 정한 반경을 갖는 분지 영역(332)을 설정할 수 있다. 분지 영역(332)은 분지점(334)을 중심으로 설정될 수 있다.

병변에 관한 정보는 분지 영역에서 발생된 병변을 포함할 수 있다. 예를 들어, 병변은 유기체 조직(tissue)의 손상 또는 비정상적인 변화를 나타낼 수 있다. 전자 장치는, 혈관(310)에서 병변(예: 제1 병변(370), 제2 병변(380), 또는 제3 병변(390) 중 적어도 하나)이 포함된 분지 영역에 기초하여 시뮬레이션을 수행할 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 추천 팁 형상을 결정하기 위한 시뮬레이션 방법을 도시한 흐름도이다.

단계(410)에서, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는 환자(예: 도 1의 환자(102))로부터 혈관이 포함된 의료 영상(예: 도 1의 의료 영상(106))을 획득할 수 있다.

단계(420)에서, 전자 장치는 획득된 의료 영상에 기초하여 혈관의 기하학적 구조를 모델링한 혈관 모델을 획득할 수 있다. 전자 장치는 의료 영상으로부터 혈관에 대한 3차원 모델의 혈관 모델을 생성할 수 있다. 의료 영상을 통해 혈관 모델을 획득하는 방법은 하기 도 5a에서 후술한다.

단계(430)에서, 전자 장치는 가이드와이어의 물성 정보에 기초하여, 후보 형상을 가지는 가이드와이어 팁의 기하학적 구조를 모델링한 가이드와이어 모델을 획득할 수 있다.

일 실시예에 따른 물성 정보는 가이드와이어를 구성하는 소재의 물리적인 특성에 따른 물리적 성질 값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 물성 정보는 가이드와이어의 밀도(density), 포아송 비(poisson's ratio) 또는 탄성률(elastic modulus) 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다. 혈관중재시술에서 사용되는 가이드와이어는 탄성이 있고 유연한 철사와 같은 재질로 구성될 수 있다. 가이드와이어는 혈관 내에서 시술이 진행하는 동안 목표로 하는 영역에 도달할 수 있도록, 가이드와이어의 팁이 휘어지거나 틀어지게 구성된다. 예를 들어, 가이드와이어가 분지점(예: 도 3의 분지점(330))에서 길이 방향 축을 기준으로 회전시켜서 가이드와이어의 팁이 혈관 영상(예: 도 3의 혈관 영상(300)) 내에서 오른쪽을 향하면, 혈관 영상 내 곁가지 혈관(예: 도 3의 제2 연장선(360)을 포함하는 곁가지 혈관)으로의 진입이 용이해진다.

일 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 물리적 성질 값(예: 탄성률)을 기초로, 후보 형상으로부터 가이드와이어에 대한 3차원 모델의 가이드와이어 모델을 생성할 수 있다. 전자 장치는 가이드와이어의 기하학적 구조를 나타내는 3차원 모델의 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 기하학적 구조는 가이드와이어의 굵기 또는 길이 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다. 3차원 모델의 유형은 메쉬(mesh) 모델일 수 있으나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 3차원 모델은 다른 유형의 모델(예: 복셀(voxel) 모델)이 될 수도 있다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 제공하기 위해, 이하에서는 3차원 모델의 유형이 메쉬 모델인 것을 가정하여 설명을 이어가도록 한다. 메쉬 데이터는 복수의 정점(vertex)들 및 각 정점들을 연결하는 엣지(edge)들을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 전자 장치는 가이드와이어의 미리 정해진 간격을 기준으로 분할된 부분마다 물리적 성질 값 및 메쉬 데이터에 기초하여 가이드와이어 모델을 생성할 수 있다. 예를 들어 전자 장치는 가이드와이어의 팁 부분의 구조를 모델링한 영역에는 보다 많은 밀도의 메쉬를 부가하여 시뮬레이션에서 보다 많은 휘어짐이 표현될 수 있도록 가이드와이어 모델을 생성할 수 있다. 반대로, 전자 장치는 가이드와이어의 팁 이외의 부분의 구조를 모델링한 영역에는 보다 적은 밀도의 메쉬를 부가하여 보다 적은 휘어짐이 표현될 수 있도록 가이드와이어 모델을 생성할 수 있다. 혈관 모델에 가이드와이어 모델이 적용된 시뮬레이션의 일 실시예는 하기 도 5b에서 후술한다.

단계(440)에서, 전자 장치는 결정된 형상을 가지는 가이드와이어 팁이 혈관 영역에서 이동되어야 하는 경로를 안내하는 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 후술하겠으나, 전자 장치는 시뮬레이션을 통해 결정된 형상의 평가 결과를 통해 환자의 혈관 시술을 위한 추천 팁 형상을 결정할 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 시뮬레이션을 위한 혈관 모델 및 가이드와이어 모델을 설명하는 도면이다.

일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는, 분지 영역(예: 도 3의 분지 영역(332))을 포함하는 혈관 의료 영상(500)을 기초로 제1 혈관 모델(530)을 획득할 수 있다. 예를 들어, 의료 영상(500)은 분지 영역에 포함된 분지점(예: 도 3의 분지점(334))을 기준으로 분지된 복수의 분지 혈관들(예: 제1 분지 혈관(502) 및 제2 분지 혈관(504))이 포함된 영상을 나타낼 수 있다. 전자 장치는 혈관 의료 영상(500)에 기초하여 혈관 내강(lumen) 모델(510) 또는 혈관 벽(wall) 모델(520) 중 적어도 하나를 획득할 수 있다. 제1 혈관 모델(530)은 혈관의 기하학적 구조를 3차원 메쉬타입으로 모델링한 혈관 모델을 나타낼 수 있다. 제1 혈관 모델(530)은 3차원 메쉬타입으로 모델링한 혈관 내강(lumen) 모델(510) 또는 혈관 벽(wall) 모델(520) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 전자 장치는 환자의 혈관 시술을 위한 추천 팁 형상을 결정하기 위해 제2 혈관 모델(540)에 가이드와이어 모델(550)을 적용한 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 제2 혈관 모델(540)은 의료 영상(500)에 기초하여, 혈관의 기하학적 구조를 3차원 메쉬타입으로 모델링한 혈관 모델을 나타낼 수 있다. 가이드와이어 모델(550)은 후보 형상(예: 도 2의 단계(210)에서의 후보 형상)에 기초하여 가이드와이어의 물성 정보(예: 도 4의 단계(430)에서의 물성 정보)가 적용된 3차원 메쉬타입으로 모델링한 가이드와이어 모델을 나타낼 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 혈관 영역 중 관심 영역을 설명하는 도면이다.

일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는 환자(600)의 혈관이 포함된 의료 영상(650)에서 관심 영역에 기초하여 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 의료 영상(650)은, 영상 획득부(예: 도 1의 영상 획득부(110))를 통해 획득된 복수의 혈관이 포함된 이미지 프레임들(frames) 중 1개의 프레임을 나타낼 수 있다.

일 실시예에 따른 관심 영역은 원하는 경로로 가이드와이어 팁을 진행시키기 위해서, 가이드와이어 팁을 단순 전진시키는 조작 외에, 추가적인 조작이 잠재적으로(potentially) 요구될 수 있는 영역을 나타낼 수 있다. 예시적으로, 추가적인 조작은 회전 조작 및/또는 후진 조작을 포함할 수 있다. 관심 영역은 분지 영역(예: 도 3의 분지 영역(332)) 또는 병변 영역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전자 장치는 혈관 영역 중 관심 영역들 이외의 영역들에서는 가이드와이어의 조작 명령 중 주로 전진 조작 명령을 통해 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 관심 영역들 이외의 영역들에서는 가이드와이어가 주로 전진 명령에 의해 진행될 수 있고, 관심 영역들에서는 가이드와이어의 진행 방향이 전진 명령 외에 추가적으로 회전 조작 명령 및/또는 후진 조작 명령에 의해 전환될 수도 있다. 참고로, 가이드와이어의 조작 명령 방법은 도 8에서 후술한다.

일 실시예에 따른 전자 장치는 의료 영상(650)에서 가이드와이어의 목표 경로(640)에 기초하여 가이드와이어 팁의 방향제어가 필요한 제1 관심 영역(680), 제2 관심 영역(682), 또는 제3 관심 영역(684) 중 적어도 하나를 획득할 수 있다. 제1 관심 영역(680)은 분지 영역을 포함할 수 있고, 제2 관심 영역(682)은 제1 병변들(620, 622) 또는 분지 영역 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 제3 관심 영역(684)은 제2 병변들(630, 632) 또는 분지 영역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 시뮬레이션 환경을 도시한 도면이다.

일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는 시뮬레이션을 수행하기 위해 혈관을 포함하는 의료 영상(700)에서 복수의 영역들을 획득할 수 있다. 예를 들어, 복수의 영역들은 시작 영역(710), 목표 영역(720), 금지 영역, 또는 재개 영역(예: 제1 재개 영역(730)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 전자 장치는 시뮬레이션을 시작하기 위해 가이드와이어의 삽입 지점을 시작 영역(710)으로 설정할 수 있다. 가이드와이어의 삽입 지점은, 예를 들어, 카테터(catheter)의 삽입 지점을 포함할 수 있다. 카테터의 삽입 지점은 관상동맥(coronary artery) 입구 지점을 나타낼 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 시뮬레이션은 주로 시작 영역(710)에서 시작되는 것으로 설명하였으나, 이로 한정하는 것은 아니고, 시뮬레이션이 중간에서 재개될 수도 있으며, 시뮬레이션이 재개되는 영역을 재개 영역이라고도 나타낼 수 있다. 재개 영역에 관한 설명은 후술한다.

일 실시예에 따른 전자 장치는 가이드와이어가 목표 영역(720)에 도달하면 시뮬레이션을 종료할 수 있다. 예를 들어, 목표 영역(720)은 환자(예: 도 1의 환자(102))의 혈관중재시술에서 치료가 요구되는 병변을 포함할 수 있다. 전자 장치는 시뮬레이션의 종료 후 가이드와이어의 평가 결과를 산출할 수 있고, 목표 영역에서 시뮬레이션이 종료되는 방법은 도 9에서 후술한다.

금지 영역은 제1 금지 영역(760), 제2 금지 영역(765), 제3 금지 영역(770), 또는 제4 금지 영역(775) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 시작 영역(710)에서 목표 영역(720)까지 가이드와이어의 시뮬레이션을 수행하는 동안, 가이드와이어의 이송 경로 이외의 분지 혈관에 금지 영역을 설정할 수 있다. 전자 장치는 가이드와이어의 시뮬레이션 중, 가이드와이어가 금지 영역에 도달하면 시뮬레이션을 종료할 수 있다. 다만, 도 7에서 가이드와이어가 금지 영역에 도달하면 시뮬레이션이 종료되는 것으로 설명하였으나 이로 한정하는 것은 아니다. 다른 예를 들어, 전자 장치는 금지 영역에서 종료된 시뮬레이션의 경우 추가 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 추가 시뮬레이션은 후술하는 재개 영역에서 다시 수행될 수 있다. 금지 영역에서 시뮬레이션이 종료되는 방법은 도 10에서 후술한다.

복수의 재개 영역들은 제1 재개 영역(730) 또는 제2 재개 영역(740) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전자 장치는 주로 관심 영역(예: 도 6의 관심 영역)에 복수의 재개 영역들을 포함시킬 수 있다. 전자 장치는 시뮬레이션을 수행 중 가이드와이어가 금지 영역에 도달한 경우 추가 시뮬레이션을 제1 재개 영역(730) 또는 제2 재개 영역(740) 중 적어도 하나의 영역에서 수행할 수 있다. 재개 영역에서 추가 시뮬레이션을 시작하는 방법은 도 12에서 후술한다.

도 8은 일 실시예에 따른 가이드와이어의 조작을 설명하는 도면이다.

일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는 가이드와이어(805)의 조작 명령을 통해 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 예를 들어, 조작 명령은 전진 명령, 후진 명령, 길이 방향 축을 기준으로 제1측 회전 명령, 또는 길이 방향 축을 기준으로 제2측 회전 명령 중 적어도 하나의 명령을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 전자 장치는 혈관을 포함하는 의료 영상(800)에서 가이드와이어 선단부(810)의 현재 위치를 기준으로 조작 명령을 통해 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 위치(820)는 가이드와이어의 선단부(810)가 전진 명령을 통해 전진된 후의 위치를 나타낼 수 있다. 제2 위치(830)는 가이드와이어의 선단부(810)가 후진 명령을 통해 후진된 후의 위치를 나타낼 수 있다. 전자 장치는, 길이 방향 축을 기준으로 상하 조작(예: 전진 명령 또는 후진 명령)을 미리 결정된(predetermined) 길이에 기초하여 조작 명령을 설정할 수 있다. 제3 위치(840)는 가이드와이어의 선단부(810)가 길이 방향 축을 기준으로 좌측 회전(860) 명령을 통해 회전된 후의 위치를 나타낼 수 있다. 제4 위치(850)는 가이드와이어의 선단부(810)가 길이 방향 축을 기준으로 우측 회전(870) 명령을 통해 회전된 후의 위치를 나타낼 수 있다. 전자 장치는, 길이 방향 축을 기준으로 회전 조작(예: 좌측 또는 우측 회전 명령)을 미리 결정된 각도에 기초하여 조작 명령을 설정할 수 있다.

도 9는 일 실시예에 따른 시뮬레이션에서 가이드와이어가 목표 영역에 도달하는 것을 도시한 도면이다.

일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는 시뮬레이션을 수행하기 위해 혈관을 포함하는 의료 영상(900)에 기초하여, 시뮬레이션의 대상(예: 도 5b의 가이드와이어 모델(550))이 목표 영역(920)에 도달하는 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 가이드와이어(930)의 선단부(940)가 목표 영역(920)에 위치하는 경우, 디스플레이(예: 도 1의 디스플레이(140))를 통해 시뮬레이션 정보를 출력할 수 있다. 시뮬레이션 정보는 가이드와이어(930)의 선단부(940)가 시작 영역(910)에서 목표 영역(920)까지 이동되는 위치 정보(950)를 포함할 수 있다. 위치 정보(950)는 미리 결정된 길이에 기초한 조작 명령 또는 미리 결정된 각도에 기초한 조작 명령 중 전자 장치의 적어도 하나의 조작 명령이 적용된 가이드와이어(930)의 선단부(940)의 위치들을 포함할 수 있다.

도 10은 일 실시예에 따른 시뮬레이션에서 가이드와이어가 금지 영역에 도달하는 것을 도시한 도면이다.

일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는 혈관을 포함하는 의료 영상(1000)에 기초하여, 시뮬레이션의 대상(예: 도 5b의 가이드와이어 모델(550))이 금지 영역(1050)에 도달하는 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 가이드와이어의 선단부(1060)가 금지 영역(1050)에 위치하는 경우, 디스플레이(예: 도 1의 디스플레이(140))를 통해 시뮬레이션 정보를 출력할 수 있다. 시뮬레이션 정보는 가이드와이어의 선단부(1060)가 시작 영역(1010)에서 금지 영역(1050)까지 이동되는 위치 정보들을 포함할 수 있다. 위치 정보들은 제1 위치 정보(1040) 또는 제2 위치 정보(1045) 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 위치 정보(1040)는 가이드와이어가 시작 영역(1010)에서 재개 영역(1030)까지 조작 명령이 적용된 가이드와이어 선단부의 위치들을 포함할 수 있다. 제2 위치 정보(1045)는 가이드와이어가 재개 영역(1030)에서 금지 영역(1050)까지 조작 명령이 적용된 가이드와이어 선단부의 위치들을 포함할 수 있다. 전자 장치는 시뮬레이션의 대상이 금지 영역(1050)에 도달하는 경우 시뮬레이션을 종료할 수 있다. 전자 장치는, 금지 영역(1050)에서 시뮬레이션이 종료되는 경우, 제1 위치 정보(1040)에 기초하여 시뮬레이션의 대상이 목표 영역(1020)에 도달하기 위한 추가 시뮬레이션을 수행할 수 있다.

도 11은 일 실시예에 따른 시뮬레이션에서 가이드와이어의 제어가 불능인 상태를 도시한 도면이다.

일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는 혈관을 포함하는 의료 영상(1100)에 기초하여, 시뮬레이션의 대상(예: 도 5b의 가이드와이어 모델(550))이 제어가 불능인 상태를 나타내는 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 가이드와이어의 선단부(1150)가 제어가 불능인 상태인 경우, 디스플레이(예: 도 1의 디스플레이(140))를 통해 시뮬레이션 정보를 출력할 수 있다. 선단부(1150)가 제어 불능 상태는, 예시적으로, 선단부(1150) 및/또는 가이드와이어의 일부가 혈관의 일부에 고착되어 진행이 불가한 상태를 나타낼 수 있다. 시뮬레이션 정보는 가이드와이어의 선단부(1150)가 시작 영역(1110)으로부터 이동되는 위치 정보들을 포함할 수 있다. 위치 정보들은 제1 위치 정보(1130) 또는 제2 위치 정보(1140) 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 위치 정보(1130)는 가이드와이어가 시작 영역(1110)으로부터 이동되면서 제어 불능 상태 전까지 조작 명령이 적용된 가이드와이어 선단부의 위치들을 포함할 수 있다. 제2 위치 정보(1140)는 가이드와이어가 제어 불능 상태에서 조작 명령이 적용된 가이드와이어 선단부의 위치들을 포함할 수 있다.

도 12는 일 실시예에 따른 시뮬레이션이 시작하는 영역 또는 재개되는 영역 중 적어도 하나의 영역을 도시한 도면이다.

일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는 혈관을 포함하는 의료 영상(1200)에 기초하여, 시작 영역(1210) 또는 재개 영역(1220) 중 적어도 하나의 영역에서 시작되는 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 예를 들어, 시작 영역(1210)은 시뮬레이션이 처음 시작되는 영역을 나타낼 수 있다. 재개 영역(1220)은 가이드와이어가 금지 영역(1230)에 도달한 것에 기초하여, 추가 시뮬레이션이 처음 시작되는 영역을 나타낼 수 있다.

전자 장치는 환자의 혈관 시술을 위한 추천 팁 형상을 결정하기 위해, 복수의 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 예를 들어, 복수의 시뮬레이션은 제1 시뮬레이션 또는 제2 시뮬레이션 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예시적으로, 제1 시뮬레이션은 가이드와이어 조작이 성공한 경로를 나타내는 성공 조작 경로(1240) 또는 가이드와이어가 금지 영역(1230)에 도달하는 실패 조작 경로(1250) 중 적어도 하나를 포함하는 시뮬레이션을 나타낼 수 있다. 전자 장치는, 시작 영역(1210)에서 시작된 제1 시뮬레이션이 금지 영역(1230)에서 종료되는 경우 시작 영역(1210) 또는 재개 영역(1220) 중 적어도 하나의 영역에서 제2 시뮬레이션을 시작할 수 있다. 제2 시뮬레이션은 재개 영역(1220)에서 시뮬레이션이 시작되는 제1 재시작 경로(1260) 또는 시작 영역(1210)에서 시작되는 제2 재시작 경로(1270) 중 적어도 하나를 포함하는 시뮬레이션을 나타낼 수 있다.

도 13은 일 실시예에 따른 시뮬레이션을 설명하는 도면이다.

일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는 혈관이 포함된 의료 영상(1300)으로부터 분지 영역(1330)에 대해 가이드와이어의 선단부의 위치에 기초하여 혈관 패치 영상(1302)을 추출할 수 있다. 전자 장치는 혈관 패치 영상(1302)에 기계 학습 모델(1340)을 적용할 수 있다. 예를 들어, 기계 학습 모델(1340)은 기계 학습(예: 강화 학습(reinforcement learning), 지도 학습(supervised learning), 또는 비지도 학습(unsupervised learning)) 중 적어도 하나에 기초하여 학습된 모델을 포함할 수 있다. 본 명세서에서는 혈관 패치 영상(1302)에 강화 학습 방식에 의해 학습된 기계 학습 모델(1340)을 적용하여 동작별 예측 정보(1350)를 산출하는 예시를 설명한다. 예시적으로, 전자 장치는 시뮬레이션 정보가 부여된 혈관 패치 영상(1302)을 영상 획득부(예: 도 1의 영상 획득부(100))로부터 수신할 수 있다. 시뮬레이션 정보는 전자 장치가 가이드와이어를 이동시켜야 할 목표 영역(1306), 시작 영역(1304)으로부터 목표 영역(1306)까지의 경로 중간의 영상 패치 내 중간 목표 영역(1308), 또는 금지 영역(1310) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 시뮬레이션에서 가이드와이어의 조작을 위해 주로 기계 학습 모델(1340)에 기초하여 동작별 예측 정보(1350)를 산출하는 것을 설명하였으나, 이로 한정하는 것은 아니고, 전자 장치는 규칙 기반 제어(rule-based control) 모델에 기초하여 가이드와이어를 조작하는 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 미리 정해진 규칙에 기초하여 동일한 시뮬레이션 환경에 대하여 동일한 가이드와이어 조작을 통해 시뮬레이션을 수행할 수 있다.

전자 장치는 혈관 패치 영상(1302)에 기계 학습 모델(1340)을 적용함으로써, 동작별 예측 정보(1350)를 산출할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 혈관 패치 영상(1302)에 기계 학습 모델(1340)에 따른 연산을 시행함으로써, 동작별 예측 정보(1350)를 산출할 수 있다. 동작별 예측 정보(1350)는 전진 기댓값(1352), 후진 기댓값(1354), 및 회전 기댓값(1356)을 포함할 수 있다. 참고로, 강화 학습은 상태(state), 행동(action), 보상(reward)의 3가지 데이터로 학습하는 기계 학습의 한 종류로서, 본 명세서에서 상태는 입력되는 혈관 패치 영상이고, 액션은 전자 장치의 동작 명령, 보상은 가이드와이어가 원하는 위치로 움직였는지 여부에 따라 결정되는 값을 나타낼 수 있다. 기대 값은 혈관 패치 영상에서 어떠한 액션이 가장 최적일지 보여주는 스칼라(scalar) 값일 수 있다. 최적으로 학습된 기계 학습 모델(1340)은 학습되었다면, 3가지 동작 중 최적의 동작 명령에 대해 가장 큰 기댓값을 출력할 수 있다.

전자 장치는 동작별 예측 정보(1350)에 기초하여 동작 명령 선택(1360)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 복수의 동작들에 대해 산출된 기대 값들 중 가장 큰 기대 값을 갖는 동작 명령을 선택할 수 있다. 전자 장치는 선택된 동작 명령으로 시뮬레이션 구동(1370)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전진 명령이 선택된 경우, 전자 장치는 시뮬레이션에 전진 명령을 제공하여, 가이드와이어를 전진시킬 수 있다. 전자 장치는 시뮬레이션 구동(1370)에 의해 가이드와이어에 액션이 적용된 결과에 따른 보상 평가(1380)를 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 한 번의 동작 명령을 산출함으로써 시뮬레이션에서 가이드와이어를 이동시킬 때마다 가이드와이어의 업데이트된 위치에 기초하여 새로운 패치(예를 들어, 혈관 영상 패치)를 추출할 수 있다. 전자 장치는 현재 프레임에 대응하는 영상 패치와 한 번의 동작 명령이 수행된 다음 프레임에 대응하는 새로운 영상 패치를 비교할 수 있다. 전자 장치는 보상 평가(1380)의 결과에 기초하여 기계 학습 모델(1340)의 파라미터를 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 전자장치는 보상값이 적용된 평가 데이터에 기초하여 기계 학습 모델(1340)을 업데이트할 수 있다. 평가 데이터는 혈관 영상에서 동작 명령에 따른 가이드와이어의 이동된 위치에 따라 산출되며, 후술하는 보상값의 적용 여부에 따라 달라진다. 보상값은 위치, 시간, 및 제어 명령의 수 등에 기초하여 설정될 수 있다.

전자 장치는 동작 명령이 수행되기 전 제1 프레임에 대응하는 혈관 패치 영상(1302)으로부터 동작 명령과 연관된 추정 평가 값을 산출할 수 있다. 전자 장치는 제1 프레임에서 출력된 동작 명령에 따라 가이드와이어가 이동한 다음 프레임(예를 들어, 제2 프레임)에 대응하는 혈관 패치 영상으로부터 측정 평가 값을 산출할 수 있다. 전자 장치는 추정 평가 값과 측정 평가 값을 이용하여 기계 학습 모델(1640)의 파라미터를 업데이트할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치는 제1 프레임에서 전자 장치가 기계 학습 모델(1340)에 의해 결정된 동작 명령을 수행함으로써 계산된 기댓값을 추정 평가 값으로 산출할 수 있다. 또한, 전자 장치는 제2 프레임에서 전자 장치가 수행할 수 있는 후보 동작 명령들 각각의 후보 기댓값을 계산할 수 있고, 후보 동작 명령들 중 가장 큰 후보 기댓값에 평가 데이터를 합산한 값을 측정 평가 값으로 산출할 수 있다. 여기서, 기댓값은 전자 장치가 일련의 동작 명령을 수행함으로써 획득할 수 있는 누적 보상 기댓값을 의미할 수 있다. 따라서, 추정 평가 값은 전자 장치가 실제 동작 명령을 수행하기 전 누적 보상 기댓값을 의미하는 값일 수 있다. 측정 평가 값은 전자 장치가 실제 동작 명령을 수행한 후 시간 프레임에서의 최대 기댓값에 실제 동작 명령을 수행함에 따라 획득된 보상값을 적용한 값일 수 있다.

전자 장치는 측정 평가 값과 추정 평가 값을 이용하여 산출된 손실(loss)에 기초하여 기계 학습 모델(1340)을 업데이트할 파라미터를 계산할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는, 손실로서 측정 평가 값과 추정 평가 값 간의 차이가 최소화되도록, 기계 학습 모델(1340)의 파라미터를 업데이트할 수 있다. 전자 장치는 산출된 손실이 임계 손실 미만이 될 때까지 기계 학습 모델(1340)의 파라미터 업데이트를 반복할 수 있다. 다시 말해, 전자 장치는 추정 평가 값(예를 들어, 제1 프레임과 제2 프레임 사이에서 추정된 누적 보상 기댓값)이 측정 평가 값(예를 들어, 실제 동작 명령을 수행한 후 산출된 최대 기댓값에 보상값이 적용된 값)과 동일 또는 유사해지도록 기계 학습 모델(1340)을 학습시킬 수 있다.

도 14는 일 실시예에 따른 평가 결과들에 기초하여 가이드와이어 팁의 결정된 형상을 도시한 도면이다.

일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는 가이드와이어 팁의 결정된 형상(1400)을 나타낼 수 있다. 가이드와이어 팁의 결정된 형상(1400)은 가이드와이어 팁에서 변형된 부분(1420), 변형된 부분의 각도(1430), 또는 선단부의 길이(1440) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 변형된 부분(1420)은 가이드와이어의 선단부가 변형된 부분의 휘어진 부분으로서 만곡부라고 나타낼 수도 있다. 전자 장치는, 복수의 변형된 부분(1420)들에서 변형된 부분의 각도(1430)들을 계산할 수 있다. 예를 들어, 변형된 부분의 각도(1430)는 결정된 형상(1400)의 선단부에서, 변형된 부분(1420)을 기준으로 휘어진 외측 각도를 나타낼 수 있다. 변형된 부분의 각도(1430)는 결정된 형상(1400)에서 변형된 부분을 포함하는 선단부의 연장선 및 결정된 형상(1400)에서 변형되지 않은 가이드와이어의 연장선이 이루는 휘어진 내측 각도를 나타낼 수 있다. 선단부의 길이(1440)는 가이드와이어의 변형된 부분을 포함하는 선단부의 길이를 나타낼 수 있다.

일 실시예에 따른 전자 장치는 후보 형상들의 평가 결과들에 기초하여 혈관 시술을 위한 추천 팁 형상을 결정할 수 있다. 여기서, 전자 장치는 후보 형상을 가지는 가이드와이어 팁을 이용한 시뮬레이션 결과 정보에 기초하여 평가 결과를 획득할 수 있다. 시뮬레이션 결과 정보는 시뮬레이션이 끝난 후보 형상을 시술자에게 추천하는 정도를 나타내는 지표(indicator)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 시뮬레이션 결과 정보는 도달 성공 정보, 도달 실패 정보, 또는 제어 불능 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도달 성공 정보는 시뮬레이션에서 후보 형상이 목표 영역(예: 도 9의 목표 영역(920))에 도달한 횟수, 목표 영역 도달에 필요한 명령 횟수, 또는 목표 영역 도달에 필요한 조작 시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도달 실패 정보는 시뮬레이션에서 후보 형상이 금지 영역(예: 도 10의 금지 영역(1050))에 도달한 횟수, 또는 후보 형상이 미리 정해진 명령 횟수 내에 목표 영역에 도달하지 못한 시뮬레이션의 횟수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제어 불능 정보는 시뮬레이션에서 후보 형상의 제어가 불능인 조작 명령 횟수를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 전자 장치는 대상 후보 형상의 시뮬레이션 결과 정보에 기초하여, 추천 팁 형상을 결정하기 위한 후보 형상들 중 대상 후보 형상을 제외(exclude)할 수 있다. 구체적으로, 전자 장치는 대상 후보 형상의 시뮬레이션 결과 정보 중 도달 실패 정보 또는 제어 불능 정보 중 적어도 하나에 기초하여 대상 후보 형상을 제외할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 대상 후보 형상의 시뮬레이션 결과 정보 중 도달 실패 정보가 미리 결정된 제1 임계치(threshold) 이상인 경우 대상 후보 형상을 제외하고 나머지 후보 형상들에 기초하여 추천 팁 형상을 결정할 수 있다. 제1 임계치는 후보 형상에 대해 허용되는 최대 실패 횟수로서, 시뮬레이션, 설계, 및/또는 사용자에 의해 설정될 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니고, 전자 장치는 대상 후보 형상의 시뮬레이션 결과 정보 중 제어 불능 정보가 미리 결정된 제2 임계치 이상인 경우 대상 후보 형상을 제외하고 나머지 후보 형상들에 기초하여 추천 팁 형상을 결정할 수 있다. 제2 임계치는 후보 형상에 대해 허용되는 최대 제어 불능 횟수로서, 시뮬레이션, 설계 및/또는 사용자에 의해 설정될 수 있다. 따라서, 실패 확률이 높거나 제어 불능이 자주 발생하는 형상은 추천으로부터 배제될 수 있다.

일 실시예에 따른 전자 장치는 복수의 후보 형상들의 도달 성공 정보에 기초하여 추천 팁 형상으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 복수의 후보 형상들 중 도달 실패 정보 또는 제어 불능 정보 중 적어도 하나에 기초하여 후보 형상들을 제외할 수 있고, 나머지 후보 형상들 중 도달 성공 정보가 높은 후보 형상을 추천 팁 형상으로 결정할 수 있다. 참고로, 도 14에서는 전자 장치가 하나의 후보 형상을 추천 팁 형상으로 결정하는 예시가 설명되었으나, 이로 한정하는 것은 아니다. 다른 예를 들어, 전자 장치는 나머지 후보 형상들 중 도달 성공 정보가 높은 후보 형상들에 기초하여 조합된 새로운 가이드와이어 팁의 형상을 추천 팁 형상으로 결정할 수 있다. 전자 장치는 도달 성공 정보가 높은 후보 형상들 중 적어도 두 개 이상의 후보 형상들에 기초하여, 각각의 후보 형상들에 가중치를 적용하여 기하학적 형상이 혼합된 형상을 추천 팁 형상으로 결정할 수 있다.

도 15는 일 실시예에 따른 가이드와이어 팁의 성형 과정을 도시한 도면이다.

일 실시예에 따른 가이드와이어 성형 도구(1502)는, 가이드와이어(1500)를 변형하기 위해 사용될 수 있다. 변형된 가이드와이어 팁은, 일자 가이드와이어 팁 대비 변형된 부분(1504)을 포함할 수 있다. 변형된 가이드와이어 팁은, 변형된 부분(1504)을 기준으로, 변형된 각도(1506) 및 눌린 깊이(1508)를 포함할 수 있다. 변형된 각도(1506)는 시술자(예: 도 11의 객체)가 가이드와이어 팁을 지지하는 부분에서, 성형을 통한 가이드와이어(1500)에 기울어진 각도를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 변형된 각도(1506)는, 가이드와이어(1500)에 성형 도구(1502)가 눌러진 지점(point)에서, 변형 부분에서 선단부 및 선단부와 연결된 부분이 이루는 각도를 나타낼 수 있다. 눌린 깊이(1508)는 시술자(예: 도 11의 객체)가 가이드와이어 팁을 지지하는 부분에서, 성형을 통해 눌러진 깊이를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 눌린 깊이(1508)는, 시술자가 가이드와이어(1500)를 지지하지 않은 부분의 가상의 직선(1510) 및 시술자가 성형 도구(1502)를 통해 눌러지는 부분의 가상의 직선(1512) 사이의 폭으로 나타낼 수 있다.

일 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))는, 사용자에게 성형 도구(1502)의 이동 속도 및 반복 횟수를 제시할 수 있다. 이동 속도는, 성형 과정 동안, 가이드와이어(1500) 및 성형 도구(1502)의 상대 속도를 나타낼 수 있다. 반복 횟수는, 변형된 부분(1504)을 제작하기 위하여, 시술자가 성형을 반복한 횟수를 나타낼 수 있다.

참고로, 도 15에서는 하나의 가이드와이어 팁의 성형 과정을 제시하는 예시가 설명되었으나, 이로 한정하는 것은 아니다. 다른 예를 들어, 전자 장치는 복수의 가이드와이어 팁을 성형하는 과정을 사용자에게 제시할 수 있다. 복수의 가이드와이어 팁의 성형 과정은, 사용자에게, 복수의 가이드와이어 팁 각각의 성형 과정 및 상술한 복수의 성형과정들이 조합된 새로운 가이드와이어 팁의 성형 과정을 나타낼 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있으며 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

위에서 설명한 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 또는 복수의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims

전자 장치에 있어서,
환자의 혈관을 나타내는 의료 영상을 획득하는 영상 획득부;
컴퓨터로 실행 가능한 명령어들(computer-executable instructions)이 저장된 메모리;
상기 메모리에 억세스(access)하여 상기 명령어들을 실행하는 프로세서; 및
상기 프로세서와 전기적으로 연결된 디스플레이
를 포함하고,
상기 명령어들은,
상기 환자의 혈관을 포함하는 의료 영상에 기초하여, 복수의 가이드와이어 팁(guidewire tip)의 형상들(shapes) 중에서 후보 형상들(candidate shapes)을 선택하고,
상기 선택된 후보 형상들의 각각에 대하여, 해당 후보 형상을 가지는 가이드와이어 팁을 이용하여 시뮬레이션을 수행하고,
상기 수행된 시뮬레이션에 따른 평가 결과들을 산출하고,
상기 평가 결과들에 기초하여, 상기 후보 형상들 중에서 상기 환자의 혈관 시술을 위한 추천 팁 형상을 결정하고,
상기 가이드와이어 팁에 대해 상기 결정된 추천 팁 형상을 상기 디스플레이를 통해 제시하는
전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 환자의 혈관 정보, 병변 정보, 분지 정보, 또는 스텐트 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 가이드와이어 팁들에 대한 하나 이상의 후보 형상들을 선택하는
전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 의료 영상에 기초하여 혈관의 기하학적 구조를 모델링한 혈관 모델을 획득하고,
상기 후보 형상들 중 대상 후보 형상을 가지는 가이드와이어 팁의 기하학적 구조를 모델링한 가이드와이어 모델을 획득하고,
상기 혈관 모델에 대해 상기 가이드와이어 모델을 가이드와이어 팁의 위치로부터 진행하는 시뮬레이션을 수행하는
전자 장치.
제3항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 의료 영상에서 분지 영역 또는 병변 영역 중 적어도 하나를 포함하는 관심 영역을 추출하고,
상기 관심 영역에 기초하여 분지 정보 또는 병변 정보 중 적어도 하나의 정보를 결정하고,
상기 결정된 적어도 하나의 정보에 기초하여 상기 혈관 모델을 생성하는
전자 장치.
제3항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 의료 영상에서 분지 영역 또는 병변 영역 중 적어도 하나를 포함하는 관심 영역을 추출하고,
상기 관심 영역에 대해 추출된 혈관 패치 영상에 기초하여, 기계 학습 모델의 훈련을 진행하고,
상기 훈련이 완료된 기계 학습 모델에 기초하여, 상기 혈관 패치 영상에 대응하는 상기 가이드와이어 모델의 동작별 예측 정보를 산출하고,
상기 동작별 예측 정보에 기초하여, 상기 가이드와이어 모델을 상기 가이드와이어 팁의 위치로부터 진행하는 시뮬레이션을 수행하는
전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
혈관 모델에서 상기 후보 형상을 가지는 가이드와이어 모델이 목표 영역까지 도달하는 성공 명령 횟수, 상기 가이드와이어 모델이 목표 영역에 도달하기 위해 요구되는 명령 횟수, 상기 가이드와이어 모델이 실패 영역으로 이동한 실패 명령 횟수, 또는 상기 가이드와이어 모델의 제어 불능 횟수 중 적어도 하나에 기초한 시뮬레이션 결과 정보를 획득하는
전자 장치.
제6항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 실패 명령 횟수 또는 상기 제어 불능 횟수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 후보 형상을 제외하고,
상기 후보 형상들 중 나머지 후보 형상들의 가이드와이어 모델의 상기 성공 명령 횟수 또는 조작 시간 중 적어도 하나에 기초하여 상기 추천 팁 형상을 결정하는
전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 의료 영상에 기초하여 혈관의 기하학적 구조에 대응하는 물리적 혈관 모형에 대상 후보 형상을 가지는 가이드와이어 모형을 기계적으로 진행시키는 시뮬레이션을 수행하는
전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 후보 형상들의 산출된 평가 결과들에 기초하여, 상기 후보 형상들 중 적어도 두 개 이상의 후보 형상들을 조합하여 새로운 후보 형상을 생성하고,
상기 시뮬레이션 이후의 추가 시뮬레이션을 위한 후보 형상들에 상기 새로운 후보 형상을 추가하고,
상기 새로운 후보 형상이 포함된 후보 형상들에 기초하여 상기 추가 시뮬레이션을 수행하는
전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 결정된 형상에 대응하는 가이드와이어 팁 중 변형된 부분, 상기 가이드와이어 팁이 상기 부분에서 변형된 각도, 또는 상기 가이드와이어 팁이 상기 부분에서 변형된 곡률 중 적어도 하나를 제시하는
전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 결정된 형상에서 성형이 요구되는 복수의 부분들이 존재하는 경우, 상기 복수의 부분들마다 요구하는 성형 과정을 개별적으로 제공하는
전자 장치.
제11항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 성형이 요구되는 복수의 부분들에 기반하여, 상기 성형 과정에서 상기 결정된 형상을 제작하기 위한 눌린 깊이를 계산하고,
상기 성형 과정에 기반하여, 성형 도구의 이동 속도 및 반복 횟수를 계산하는
전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 후보 형상들 중 적어도 두 개 이상의 후보 형상들을 상기 평가 결과와 함께 제시하고,
상기 후보 형상들의 평가 결과들에 기초하여, 상기 후보 형상들 중 적어도 두 개 이상의 후보 형상들을 조합하여 새로운 형상을 제시하는
전자 장치.
프로세서에 의하여 수행되는 방법에 있어서,
환자의 혈관을 포함하는 의료 영상에 기초하여, 복수의 가이드와이어 팁의 형상들 중에서 후보 형상들을 선택하는 단계;
상기 선택된 후보 형상들의 각각에 대하여, 해당 후보 형상을 가지는 가이드와이어 팁을 이용하여 시뮬레이션을 수행하는 단계;
상기 수행된 시뮬레이션에 따른 평가 결과들을 산출하는 단계;
상기 평가 결과들에 기초하여, 상기 후보 형상들 중에서 상기 환자의 혈관 시술을 위한 추천 팁 형상을 결정하는 단계; 및
상기 가이드와이어 팁에 대해 상기 결정된 추천 팁 형상을 디스플레이를 통해 제시하는 단계
를 포함하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 후보 형상들을 선택하는 단계는,
상기 환자의 혈관 정보, 병변 정보, 분지 정보, 또는 스텐트 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 가이드와이어 팁들에 대한 하나 이상의 후보 형상들을 선택하는 단계
를 포함하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 시뮬레이션을 수행하는 단계는,
상기 의료 영상에 기초하여 혈관의 기하학적 구조를 모델링한 혈관 모델을 획득하는 단계;
상기 후보 형상들 중 대상 후보 형상을 가지는 가이드와이어 팁의 기하학적 구조를 모델링한 가이드와이어 모델을 획득하는 단계; 및
상기 혈관 모델에 대해 상기 가이드와이어 모델을 가이드와이어 팁의 위치로부터 진행하는 시뮬레이션을 수행하는 단계
를 포함하는 방법.
제16항에 있어서,
상기 혈관 모델을 획득하는 단계는,
상기 의료 영상에서 분지 영역 또는 병변 영역 중 적어도 하나를 포함하는 관심 영역을 추출하는 단계;
상기 관심 영역에 기초하여 분지 정보 또는 병변 정보 중 적어도 하나의 정보를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 적어도 하나의 정보에 기초하여 상기 혈관 모델을 생성하는 단계
를 포함하는 방법.
제16항에 있어서,
상기 시뮬레이션을 수행하는 단계는,
상기 의료 영상에서 분지 영역 또는 병변 영역 중 적어도 하나를 포함하는 관심 영역을 추출하는 단계;
상기 관심 영역에 대해 추출된 혈관 패치 영상에 기초하여, 기계 학습 모델의 훈련을 진행하는 단계;
상기 훈련이 완료된 기계 학습 모델에 기초하여, 상기 혈관 패치 영상에 대응하는 상기 가이드와이어 모델의 동작별 예측 정보를 산출하는 단계; 및
상기 동작별 예측 정보에 기초하여, 상기 가이드와이어 모델을 상기 가이드와이어 팁의 위치로부터 진행하는 시뮬레이션을 수행하는 단계
를 포함하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 평가 결과를 산출하는 단계는,
혈관 모델에서 상기 후보 형상을 가지는 가이드와이어 모델이 목표 영역까지 도달하는 성공 명령 횟수, 상기 가이드와이어 모델이 목표 영역에 도달하기 위해 요구되는 명령 횟수, 상기 가이드와이어 모델이 실패 영역으로 이동한 실패 명령 횟수, 또는 상기 가이드와이어 모델의 제어 불능 횟수 중 적어도 하나에 기초한 시뮬레이션 결과 정보를 획득하는 단계
를 포함하는 방법.
제19항에 있어서,
상기 시뮬레이션 결과 정보를 획득하는 단계는,
상기 실패 명령 횟수 또는 상기 제어 불능 횟수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 후보 형상을 제외하는 단계; 및
상기 후보 형상들 중 나머지 후보 형상들의 가이드와이어 모델의 상기 성공 명령 횟수 또는 조작 시간 중 적어도 하나에 기초하여 상기 추천 팁 형상을 결정하는 단계
를 포함하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 시뮬레이션을 수행하는 단계는,
상기 의료 영상에 기초하여 혈관의 기하학적 구조에 대응하는 물리적 혈관 모형에 대상 후보 형상을 가지는 가이드와이어 모형을 기계적으로 진행시키는 시뮬레이션을 수행하는 단계
를 포함하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 후보 형상들의 산출된 평가 결과들에 기초하여, 상기 후보 형상들 중 적어도 두 개 이상의 후보 형상들을 조합하여 새로운 후보 형상을 생성하는 단계;
상기 시뮬레이션 이후의 추가 시뮬레이션을 위한 후보 형상들에 상기 새로운 후보 형상을 추가하는 단계; 및
상기 새로운 후보 형상이 포함된 후보 형상들에 기초하여 상기 추가 시뮬레이션을 수행하는 단계
를 포함하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 가이드와이어 팁에 대해 상기 결정된 추천 팁 형상을 상기 디스플레이를 통해 제시하는 단계는,
상기 결정된 형상에 대응하는 가이드와이어 팁 중 변형된 부분, 상기 가이드와이어 팁이 상기 부분에서 변형된 각도, 또는 상기 가이드와이어 팁이 상기 부분에서 변형된 곡률 중 적어도 하나를 제시하는 단계
를 포함하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 가이드와이어 팁에 대해 상기 결정된 추천 팁 형상을 상기 디스플레이를 통해 제시하는 단계는,
상기 결정된 형상에서 성형이 요구되는 복수의 부분들이 존재하는 경우, 상기 복수의 부분들마다 요구하는 성형 과정을 개별적으로 제공하는 단계
를 포함하는 방법.
제24항에 있어서,
상기 성형 과정을 개별적으로 제공하는 단계는,
상기 성형이 요구되는 복수의 부분들에 기반하여, 상기 성형 과정에서 상기 결정된 형상을 제작하기 위한 눌린 깊이를 계산하는 단계; 및
상기 성형 과정에 기반하여, 성형 도구의 이동 속도 및 반복 횟수를 계산하는 단계
를 포함하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 가이드와이어 팁에 대해 상기 결정된 추천 팁 형상을 상기 디스플레이를 통해 제시하는 단계는,
상기 후보 형상들 중 적어도 두 개 이상의 후보 형상들을 상기 평가 결과와 함께 제시하는 단계; 및
상기 후보 형상들의 평가 결과들에 기초하여, 상기 후보 형상들 중 적어도 두 개 이상의 후보 형상들을 조합하여 새로운 형상을 제시하는 단계
를 포함하는 방법.
하드웨어와 결합되어 제14항 내지 제26항 중 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위하여 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.