KR20240041355A - 관상동맥질환 분석 시스템 - Google Patents
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Abstract
관상동맥질환(CAD) 분석 장치 및 사용자 인터페이스를 포함하는 CAD 분석 시스템이 개시된다. CAD 분석 장치는 수신된 환자 CT 스캔 데이터를 분석하고 환자 CT 스캔 데이터에서 관상동맥질환의 존재 및 특성을 나타내는 CAD 분석 데이터를 생성하도록 구성된다. CAD 분석 데이터는 관상동맥 상의 적어도 하나의 개별 협착 병변 및 협착 병변의 특성을 나타내고, CAD 분석 시스템은 관상동맥 상의 개별 협착 병변의 시작 위치와 종료 위치를 식별하도록 이루어진다. 사용자 인터페이스는 환자 CT 스캔 데이터 기반 환자의 관상동맥 모델을 나타내며, 모델은 사용자가 시각적 표시를 기반으로 각 개별 협착 병변의 존재 및 특성을 식별할 수 있도록 사용자에게 개별 협착 병변 및 개별 협착 병변 특성을 시각적으로 나타내도록 이루어진다.
Description
본 개시 내용은 관상동맥질환 분석 시스템에 관한 것이다.
관상동맥칼슘(Coronary Artery Calcium: CAC) 점수는 관상동맥질환(Coronary Artery Disease: CAD)의 중요한 지표이며 일반적으로는 애거스톤(Agatston)의 밀도 가중 면적 계산 방법을 사용하여 계산된다.
죽상동맥경화증은 죽종성 플라크("플라크")가 동맥벽의 내층에 비정상적으로 축적되는 관상동맥질환이다. 플라크가 많이 축적되면 동맥협착이라고 불리는 동맥이 좁아지는 현상이 발생하여 결과적으로 혈류의 감소가 발생할 수 있다. 관상동맥과 관련된 유의적인 동맥협착은 심장마비와 죽음을 유발할 수 있다. 관상동맥에 취약성 플라크의 축적은 또한 관상동맥을 불안정하게 하고 파열되기 쉽게 하는 경향이 있고, 이는 심장마비나 뇌졸중과 같은 급성 심혈관 문제를 일으킬 수 있어, 결국 심각한 건강상의 위험을 제기한다.
환자의 관상동맥질환 관련 정보를 사용자에게 전달하는데 사용할 수 있는 사용자 인터페이스를 포함하는 관상동맥질환(CAD) 분석 시스템을 제공하는 것이 알려져 있다.
그러나, 이러한 CAD 분석 시스템은 사용자가 다루기에 상대적으로 어려울 수 있고 일부의 경우에는 사용자가 시스템을 사용하는 환자에 대한 관련 CAD 정보를 빠르게 얻기 어렵다.
본 발명의 제1 양상에 따르면, 관상동맥질환(CAD) 분석 시스템이 제공되되, 상기 CAD 분석 시스템은,
수신된 환자 CT 스캔 데이터를 분석하고 환자 CT 스캔 데이터의 관상동맥질환의 존재 및 특성을 나타내는 CAD 분석 데이터를 생성하도록 구성된 CAD 분석 장치로서, CAD 분석 데이터는 관상동맥 상의 적어도 하나의 개별 협착 병변 및 협착 병변의 특성을 나타내고, CAD 분석 시스템은 관상동맥 상의 개별 협착 병변의 시작 위치와 종료 위치를 식별하도록 구성된, CAD 분석 장치; 및
환자 CT 스캔 데이터를 기반으로 환자의 관상동맥 모델을 표시하는 사용자 인터페이스로서, 모델은 사용자에게 개별 협착 병변 및 개별 협착 병변의 특성을 시각적으로 나타내도록 구성되어 사용자가 시각적 표시를 기반으로 각 개별 협착 병변의 존재 및 특성을 식별할 수 있는, 사용자 인터페이스를 포함한다.
일 실시형태에서, 개별 협착 병변의 특성은 개별 협착 병변에 대한 협착 수준을 포함한다.
일 실시형태에서, 특성은 또한 다음을 포함한다:
취약성 플라크(vulnerable plaque) 존재 및 취약성 플라크 유형의 표시;
플라크 존재 및 플라크 유형의 표시;
병변 번호; 및/또는
동맥 절편(artery slice) 번호.
일 실시형태에서, 협착 수준은 색상을 사용하여 사용자에게 시각적으로 전달된다.
일 실시형태에서, 협착 수준은 개별 협착 병변과 관련된 관상동맥의 일부를 협착 수준 컬러키(stenosis level colour key)의 복수의 색상 중 정의된 색상으로 표시하여 시각적으로 전달되고, 정의된 색상은 병변의 협착 수준에 상응한다.
일 실시형태에서, 개별 협착 병변 및 개별 협착 병변의 특성의 시각적 표시는 사용자의 입력에 반응하여 표시된다.
일 실시형태에서, 개별 협착 병변 및 개별 협착 병변의 특성의 시각적 표시는 협착 병변에 상응하는 것으로 간주되는 관상동맥 상의 위치에 대한 사용자 선택에 반응하여 표시된다.
일 실시형태에서, CAD 분석 장치는 사용자에 의해 선택된 관상동맥 상의 적어도 한 위치와 관련된 수신된 환자 CT 스캔 데이터를 분석하고 사용자에 의한 위치 선택에 반응하여 적어도 관상동맥 상의 선택된 위치의 관상동맥질환의 존재 및 특성을 나타내는 CAD 분석 데이터를 생성하도록 구성된다.
일 실시형태에서, 관상동맥 모델은 선택된 관상동맥 절편(slice of a coronary artery)을 나타내도록 구성된 제1 혈관 절편 식별자(vessel slice identifier)를 포함한다. 제1 혈관 절편 식별자는 선택된 절편에 상응하는 관상동맥 상의 위치에 관상동맥 주위의 프레임을 나타내는 그래픽 식별자(graphical identifier)를 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 사용자 인터페이스는 가장 심각한 병변을 나타내도록 구성된다.
일 실시형태에서, 표시되는 관상동맥 모델은 3D 관상동맥 모델이고, 3D 모델의 방향은 1, 2 또는 3개의 상호 직교 축(mutually orthogonal axis)에 대해 사용자에 의해 변경가능하다.
일 실시형태에서, 사용자 인터페이스는 적어도 하나의 선택된 관상동맥의 다면 재구성(multiplanar reconstruction: MPR) 표현을 포함한다. MPR 표현은 선택된 관상동맥의 선택된 절편을 나타내도록 구성된 제2 혈관 절편 식별자를 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 제2 혈관 절편 식별자는 선택된 절편에 상응하는 선택된 관상동맥 상의 위치에 선택된 관상동맥을 통과하는 선을 나타내는 그래픽 식별자를 포함한다.
일 실시형태에서, 제1 및 제2 혈관 절편 식별자는 제1 및 제2 혈관 절편 식별자들 중 하나를 사용하여 혈관 절편을 선택하면 상응하는 혈관 절편이 제1 및 제2 혈관 절편 식별자들 중 다른 것을 사용하여 선택되도록 동기화된다.
일 실시형태에서, MPR 표현은 곡선형 다면 재구성(curved multiplanar reconstruction: CPR) 또는 직선형 다면 재구성(straightened multiplanar reconstruction: SPR)이다.
일 실시형태에서, 사용자 인터페이스는 선택된 관상동맥 절편에 선택된 관상동맥의 축상 절편 표현을 더 포함한다. 축상 절편 표현은 내측 및 외측 혈관벽의 주석을 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 축상 절편 표현에 대해, 사용자 인터페이스는 선택된 절편과 관련된 협착 병변에 대한 협착 병변 특이적 정보를 더 포함한다.
일 실시형태에서, 선택된 절편과 관련된 병변 특이적 정보는 다음을 포함한다:
선택된 절편이 관련된 협착 병변의 협착 수준;
선택된 절편이 관련된 협착 병변 상에 존재하는 플라크에 대한 플라크 유형 정보; 및/또는
선택된 절편이 관련된 협착 병변 상에 존재하는 취약성 플라크에 대한 취약성 플라크 유형 정보.
일 실시형태에서, 선택된 절편이 관련된 협착 병변의 협착 수준은 관상동맥 모델 상의 협착 병변을 표시하는데 사용된 색상을 사용하여 협착 병변에 상응하는 MPR 표현의 일부를 표시함으로써 전달된다.
일 실시형태에서, 선택된 절편이 관련된 협착 병변의 협착 수준은 관상동맥 모델 상의 협착 병변을 표시하는데 사용된 색상을 사용하여 협착 수준을 나타내는 텍스트를 표시함으로써 전달된다.
일 실시형태에서, MPR 표현은 선택된 관상동맥의 근위 절편(proximal slice)을 나타내도록 구성된 근위 혈관 절편 식별자를 포함하고, 근위 절편은 선택된 혈관 절편 식별자보다 대동맥 근위에 위치하고, 사용자 인터페이스는 근위 관상동맥 절편에 선택된 관상동맥의 근위 절편 표현을 더 포함한다.
일 실시형태에서, MPR 표현은 선택된 관상동맥의 원위 절편(distal slice)을 나타내도록 구성된 원위 혈관 절편 식별자를 포함하고, 원위 절편은 선택된 혈관 절편 식별자보다 대동맥 원위에 위치하고, 사용자 인터페이스는 원위 관상동맥 절편에 선택된 관상동맥의 원위 절편 표현을 더 포함한다.
일 실시형태에서, 사용자 인터페이스는 사용자의 입력에 반응하여 관상동맥 중심선을 표시하도록 구성된다. 중심선의 경로는 사용자에 의해 편집가능할 수 있다.
일 실시형태에서, 사용자 인터페이스는 사용자가 관상동맥과 관련된 새로운 중심선을 추가할 수 있도록 구성된다.
일 실시형태에서, 사용자 인터페이스는 사용자의 입력에 반응하여 관상동맥 모델 상의 석회화된 부피(calcified volume)의 표현을 나타내도록 구성된다.
일 실시형태에서, 사용자 인터페이스는 사용자의 입력에 반응하여 관상동맥 모델 상의 취약성 플라크의 위치를 나타내는 정보를 표시하도록 구성된다.
일 실시형태에서, 사용자 인터페이스는 표시된 정보의 스냅샷을 표시하고 스냅샷에 사용자 주석의 추가를 가능하게 하도록 구성된다.
일 실시형태에서, 사용자 인터페이스는 요약 환자 분석 정보를 표시하도록 구성된다.
일 실시형태에서, 요약 환자 분석 정보는 다음을 포함한다:
CT 스캔 데이터와 관련된 모든 병변의 최대 협착 수준을 나타내는 최대 협착 수준;
CT 스캔 데이터에 존재하는 모든 취약성 플라크의 표시;
플라크 존재 및 플라크 유형의 표시;
CAC 점수;
CAD-RADS 분류; 및/또는
CT 스캔 데이터의 병변의 수를 나타내는 병변 관여 점수.
일 실시형태에서, 사용자 인터페이스 상에 표시되는 적어도 일부의 CAD 관련 정보는 사용자에 의해 편집가능하다.
일 실시형태에서, 사용자 인터페이스는 환자 CT 스캔 데이터와 관련된 CT 부피(CT volume)의 여러 CT 부피 표현을 동시에 나타내도록 구성되고, 각각의 CT 부피 표현은 서로 다른 방향으로 CT 부피를 통해 연장되는 평면을 따라 이루어지고, 표시된 여러 CT 부피 표현은 공통의 CT 부피 위치를 갖는다.
일 실시형태에서, CT 부피 표현은 상호 직교 방향으로 CT 부피를 통해 연장되는 평면에 상응한다.
일 실시형태에서, CT 부피 표현은 축상면(axial plane), 관상면(coronal plane) 및 시상면(sagittal plane)에 상응한다.
일 실시형태에서, 사용자 인터페이스는 CT 부피 표현 상에 평면 표시(plane indicium)를 나타내도록 구성되고, 평면 표시는 다른 CT 부피 표현과 관련된 평면을 나타내고, 사용자가 다른 CT 부피 표현과 관련된 평면을 변경하고 그에 따라 표시된 다른 CT 부피 표현을 변경하기 위해 평면 표시와 상호작용할 수 있도록 구성된다.
일 실시형태에서, 평면 표시는 평면 표시와 관련된 평면의 방향을 변화시키기 위해 변경가능하다.
일 실시형태에서, 평면 표시는 다른 CT 부피 표현과 관련된 평면에 수직인 선이다.
일 실시형태에서, 사용자 인터페이스는 사용자가 현재 CT 부피 표현과 관련된 평면에 평행한 다른 평면과 관련된 CT 부피 표현을 선택적으로 표시하기 위해 CT 부피의 여러 CT 부피 표현들 중 적어도 하나의 CT 부피 표현을 변경할 수 있도록 구성된다.
일 실시형태에서, 사용자 인터페이스는 현재 CT 부피 표현의 평면에 평행한 다른 평면과 관련된 다른 CT 부피 표현을 나타내는 것에 반응하여 다른 CT 부피 표현 상에 평면 표시의 위치를 변경하도록 구성된다.
일 실시형태에서, 사용자 인터페이스는 CT 부피의 여러 CT 부피 표현과 함께 선택된 혈관의 혈관 MPR 표현을 표시하도록 구성되고, 공통의 CT 부피 위치는 혈관 MPR 상의 선택된 위치이다.
일 실시형태에서, 사용자 인터페이스는 사용자가 혈관 MPR 상의 선택된 위치를 이동하고, 혈관 MPR 상의 선택된 위치와의 동기화에서 CT 부피의 표시된 여러 CT 부피 표현들을 변경하여 공통의 CT 위치가 혈관 MPR 상의 이동된 위치에 따라 변화할 수 있도록 구성된다.
일 실시형태에서, CAD 분석 시스템은 사용자가 표시된 CAD 분석 정보를 변경 및/또는 추가할 수 있도록 구성되고, 이에 반응하여 분석 장치는 변경 및/또는 추가를 고려하여 환자 CT 스캔 데이터를 재분석하도록 구성된다.
일 실시형태에서, 사용자 인터페이스는 복수의 보기 창(viewing pane)을 포함하고, 각각의 보기 창은 특정 정보 및/또는 정보의 특정 표현과 관련되고, CAD 분석 시스템은 표시된 보기 창이 맞춤화가능하도록 구성된다.
일 실시형태에서, 표시된 보기 창은 사용자에 의해 맞춤화가능하다.
일 실시형태에서, 표시된 보기 창은 선택된 기능성에 반응하여 맞춤화된다.
일 실시형태에서, 사용자 인터페이스는 각각의 복수의 플라크 유형에 서로 다른 색상을 부여하고 결정된 플라크 유형에 상응하는 색상으로 플라크를 표시하여 관상동맥 상에 플라크 및 플라크 유형의 시각적 표시를 표시하도록 구성된다.
본 발명의 제2 양상에 따르면, 관상동맥질환(CAD) 분석 시스템이 제공되며, CAD 분석 시스템은 다음을 포함한다:
환자 CT 스캔 데이터에서 관상동맥 상의 석회화된 플라크의 존재를 나타내는 CAD 데이터를 수신하도록 구성된 CAD 분석 장치; 및
사용자 인터페이스로서,
사용자 제어가능 위치 표지가 있는 스크롤바 및 스크롤바에 인접하게 배치된 관상동맥 칼슘 표시를 표시하고, 위치 표지의 위치는 환자 CT 스캔 데이터와 관련된 축을 따라 각각의 위치를 나타내는 스크롤바에 상대적이고, 각각의 관상동맥 칼슘 표시는 스크롤바 상의 위치 표지의 상대적인 위치에 상응하는 CT 스캔 데이터의 축 위치에서 관상동맥 상의 적어도 하나의 석회화된 부피를 나타내도록; 그리고
위치 표지가 관상동맥 칼슘 표시에 인접하게 배치될 때 관상동맥 칼슘 표시와 관련된 석회화된 부피를 나타내는 정보를 표시하도록
구성된 사용자 인터페이스.
일 실시형태에서, 각각의 칼슘 표시는 그래픽 표지를 포함하고, 그래픽 표지의 치수는 관련된 석회화된 부피의 크기를 나타낸다.
일 실시형태에서, 그래픽 표지는 선이고 선의 길이는 관련된 석회화된 부피의 크기를 나타낸다.
일 실시형태에서, 칼슘 표시의 색상은 석회화된 부피가 위치한 관상동맥을 나타낸다.
일 실시형태에서, 칼슘 표시에 사용된 색상이 칼슘 표시와 관련된 석회화된 부피에도 사용된다.
일 실시형태에서, 표시된 석회화된 부피에 인접하여 혈관 라벨이 표시된다.
일 실시형태에서, 혈관 라벨은 사용자의 입력에 반응하여 표시된 석회화된 부피에 인접하여 표시된다.
일 실시형태에서, 표시된 석회화된 부피와 관련된 관상동맥 라벨은 관련된 관상동맥을 다른 관상동맥으로 변경하도록 사용자가 편집가능하다.
일 실시형태에서, 비-관상동맥 칼슘은 관상동맥 상에 표시된 석회화된 부피와 다른 색상으로 표시된다.
이제 다음과 같은 첨부되는 도면을 참조하여 단지 예시로서 본 발명이 설명될 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 관상동맥질환(CAD) 분석 시스템의 개략적인 블록도이다;
도 2는 도 1에 나타난 시스템의 관상동맥질환 분석 장치의 개략적인 블록도이다;
도 3은 사용자가 CAD 분석 시스템에 로그인한 후 사용자에게 표시되는 스캔 메뉴 화면을 도식적으로 나타낸 것이다;
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 CAD 분석 시스템의 환자 개요 화면을 도식적으로 나타낸 것이다;
도 5는 도 4에 나타난 환자 개요 화면의 환자 분석 개요 창을 나타낸 것이다;
도 6은 도 4에 나타난 환자 개요 화면의 3D 모델 창을 나타낸 것이다;
도 7은 도 4에 나타난 환자 개요 화면의 다면 재구성(MPR) 창을 나타낸 것이다;
도 8은 도 4에 나타난 환자 개요 화면의 혈관 절편 창을 나타낸 것이다;
도 9는 선택된 동맥 절편을 보여주는 도 6에 나타난 3D 모델의 일부분의 확대도이다;
도 10은 다른 선택된 동맥 절편을 보여주는 도 6에 나타난 3D 모델의 일부분의 확대도이다;
도 11은 도 10에 나타난 선택된 동맥 절편의 축상 도면이다;
도 12는 다른 선택된 동맥 절편을 보여주는 도 6에 나타난 3D 모델의 일부분의 확대도이다;
도 13은 도 12에 나타난 선택된 동맥 절편의 축상 도면이다;
도 14는 다른 선택된 동맥 절편을 보여주는 도 6에 나타난 3D 모델의 일부분의 확대도이다;
도 15는 도 14에 나타난 선택된 동맥 절편의 축상 도면이다;
도 16은 표시된 선택된 동맥 절편과 관련된 협착 병변의 협착 수준을 편집하기 위해 사용가능한 협착 수준 선택 목록을 나타낸 것이다;
도 17은 표시된 선택된 동맥 절편과 관련된 석회화를 편집하기 위해 사용가능한 석회화 선택 목록을 나타낸 것이다;
도 18은 동맥 중심선을 포함하는 도 7에 나타난 MPR 창을 나타낸 것이다;
도 19는 선형으로 나타나도록 변형된 동맥 있는 MPR 창에 나타난 동맥을 나타낸 것이다;
도 20은 3D 모델 창에서 3D 모델 상의 석회화된 부피를 보여주는 도 6에 나타난 3D 모델 창을 나타낸 것이다;
도 21은 3D 모델 창에서 3D 모델 상의 취약성 플라크 위치를 보여주는 도 6에 나타난 3D 모델 창을 나타낸 것이다;
도 22는 CT 부피 비-조영(non-contrast) 결과를 보여주는 CAD 분석 도구의 CT 부피 화면을 도식적으로 나타낸 것이다;
도 23은 조영(contrast) 결과를 보여주는 CAD 분석 도구의 다중-시야 화면을 도식적으로 나타낸 것이다;
도 24는 도 22에 나타난 CT 부피 화면의 예시를 나타낸 것이다;
도 25는 도 22에 나타난 CT 부피 화면의 스크롤바 창을 나타낸 것이다;
도 26은 선택된 스크롤바 위치 및 관련된 CT 부피 절편 및 석회화된 부피를 보여주는 도 24의 CT 부피의 일부분을 나타낸 것이다;
도 27은 관상동맥 라벨을 포함하는 석회화된 부피의 확대도이다;
도 28은 관상동맥 선택 목록을 포함하는 석회화된 부피의 확대도이다;
도 29는 다른 선택된 스크롤바 위치와 관련된 추가 CT 부피 절편을 나타낸 것이다;
도 30은 CAD 분석 도구의 스크린샷 주석 화면을 나타낸 것이다;
도 31은 제1 위치에 축, 관상 및 시상 법선(normal line)이 표시되고 제1 위치에 혈관 절편 표지가 표시된 다중-시야 화면의 예시를 나타낸 것이다;
도 32는 제1 위치에 축, 관상 및 시상 법선이 표시되고 제2 위치에 혈관 절편 표지가 표시된 다중-시야 화면의 예시를 나타낸 것이다;
도 33은 제2 위치에 축, 관상 및 시상 법선이 표시되고 제1 위치에 혈관 절편 표지가 표시된 다중-시야 화면의 예시를 나타낸 것이다;
도 34는 CAD 분석 시스템의 보고서 화면을 도식적으로 나타낸 것이다;
도 35는 도 34에 나타난 보고서 화면의 환자 정보 창을 나타낸 것이다;
도 36은 도 34에 나타난 보고서 화면의 환자 분석 개요 부분을 나타낸 것이다;
도 37은 도 34에 나타난 보고서 화면의 보고서 해설 창을 나타낸 것이다;
도 38은 도 34에 나타난 보고서 화면의 상태 및 편집 창을 나타낸 것이다;
도 39는 본 발명의 대안적인 실시형태에 따른 CAD 분석 시스템의 환자 개요 화면을 도식적으로 나타낸 것이다;
도 40은 사용자와의 상호작용 이전의 도 39에 나타난 환자 개요 화면의 환자 분석 개요 창을 나타낸 것이다;
도 41은 사용자와의 상호작용 이전의 도 39에 나타난 환자 개요 화면의 혈관 절편 창을 나타낸 것이다;
도 42는 도 39에 나타난 환자 개요 화면의 다면 재구성(MPR) 창을 나타낸 것이다;
도 43은 사용자와의 상호작용 이후의 도 41에 나타난 혈관 절편 창을 나타낸 것이다;
도 44는 사용자와의 상호작용 이후의 도 39에 나타난 환자 개요 화면의 3D 모델 창을 나타낸 것이다;
도 45는 사용자와의 상호작용 이후의 도 39에 나타난 환자 개요 화면의 환자 분석 개요 창을 나타낸 것이다;
도 46은 협착 병변의 최대 협착 수준이 사용자에 의해 변경된 이후의 도 45에 나타난 환자 분석 개요 창을 나타낸 것이다; 그리고
도 47은 측정 토글 버튼의 선택 이후의 도 39에 나타난 환자 개요 화면을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 관상동맥질환(CAD) 분석 시스템의 개략적인 블록도이다;
도 2는 도 1에 나타난 시스템의 관상동맥질환 분석 장치의 개략적인 블록도이다;
도 3은 사용자가 CAD 분석 시스템에 로그인한 후 사용자에게 표시되는 스캔 메뉴 화면을 도식적으로 나타낸 것이다;
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 CAD 분석 시스템의 환자 개요 화면을 도식적으로 나타낸 것이다;
도 5는 도 4에 나타난 환자 개요 화면의 환자 분석 개요 창을 나타낸 것이다;
도 6은 도 4에 나타난 환자 개요 화면의 3D 모델 창을 나타낸 것이다;
도 7은 도 4에 나타난 환자 개요 화면의 다면 재구성(MPR) 창을 나타낸 것이다;
도 8은 도 4에 나타난 환자 개요 화면의 혈관 절편 창을 나타낸 것이다;
도 9는 선택된 동맥 절편을 보여주는 도 6에 나타난 3D 모델의 일부분의 확대도이다;
도 10은 다른 선택된 동맥 절편을 보여주는 도 6에 나타난 3D 모델의 일부분의 확대도이다;
도 11은 도 10에 나타난 선택된 동맥 절편의 축상 도면이다;
도 12는 다른 선택된 동맥 절편을 보여주는 도 6에 나타난 3D 모델의 일부분의 확대도이다;
도 13은 도 12에 나타난 선택된 동맥 절편의 축상 도면이다;
도 14는 다른 선택된 동맥 절편을 보여주는 도 6에 나타난 3D 모델의 일부분의 확대도이다;
도 15는 도 14에 나타난 선택된 동맥 절편의 축상 도면이다;
도 16은 표시된 선택된 동맥 절편과 관련된 협착 병변의 협착 수준을 편집하기 위해 사용가능한 협착 수준 선택 목록을 나타낸 것이다;
도 17은 표시된 선택된 동맥 절편과 관련된 석회화를 편집하기 위해 사용가능한 석회화 선택 목록을 나타낸 것이다;
도 18은 동맥 중심선을 포함하는 도 7에 나타난 MPR 창을 나타낸 것이다;
도 19는 선형으로 나타나도록 변형된 동맥 있는 MPR 창에 나타난 동맥을 나타낸 것이다;
도 20은 3D 모델 창에서 3D 모델 상의 석회화된 부피를 보여주는 도 6에 나타난 3D 모델 창을 나타낸 것이다;
도 21은 3D 모델 창에서 3D 모델 상의 취약성 플라크 위치를 보여주는 도 6에 나타난 3D 모델 창을 나타낸 것이다;
도 22는 CT 부피 비-조영(non-contrast) 결과를 보여주는 CAD 분석 도구의 CT 부피 화면을 도식적으로 나타낸 것이다;
도 23은 조영(contrast) 결과를 보여주는 CAD 분석 도구의 다중-시야 화면을 도식적으로 나타낸 것이다;
도 24는 도 22에 나타난 CT 부피 화면의 예시를 나타낸 것이다;
도 25는 도 22에 나타난 CT 부피 화면의 스크롤바 창을 나타낸 것이다;
도 26은 선택된 스크롤바 위치 및 관련된 CT 부피 절편 및 석회화된 부피를 보여주는 도 24의 CT 부피의 일부분을 나타낸 것이다;
도 27은 관상동맥 라벨을 포함하는 석회화된 부피의 확대도이다;
도 28은 관상동맥 선택 목록을 포함하는 석회화된 부피의 확대도이다;
도 29는 다른 선택된 스크롤바 위치와 관련된 추가 CT 부피 절편을 나타낸 것이다;
도 30은 CAD 분석 도구의 스크린샷 주석 화면을 나타낸 것이다;
도 31은 제1 위치에 축, 관상 및 시상 법선(normal line)이 표시되고 제1 위치에 혈관 절편 표지가 표시된 다중-시야 화면의 예시를 나타낸 것이다;
도 32는 제1 위치에 축, 관상 및 시상 법선이 표시되고 제2 위치에 혈관 절편 표지가 표시된 다중-시야 화면의 예시를 나타낸 것이다;
도 33은 제2 위치에 축, 관상 및 시상 법선이 표시되고 제1 위치에 혈관 절편 표지가 표시된 다중-시야 화면의 예시를 나타낸 것이다;
도 34는 CAD 분석 시스템의 보고서 화면을 도식적으로 나타낸 것이다;
도 35는 도 34에 나타난 보고서 화면의 환자 정보 창을 나타낸 것이다;
도 36은 도 34에 나타난 보고서 화면의 환자 분석 개요 부분을 나타낸 것이다;
도 37은 도 34에 나타난 보고서 화면의 보고서 해설 창을 나타낸 것이다;
도 38은 도 34에 나타난 보고서 화면의 상태 및 편집 창을 나타낸 것이다;
도 39는 본 발명의 대안적인 실시형태에 따른 CAD 분석 시스템의 환자 개요 화면을 도식적으로 나타낸 것이다;
도 40은 사용자와의 상호작용 이전의 도 39에 나타난 환자 개요 화면의 환자 분석 개요 창을 나타낸 것이다;
도 41은 사용자와의 상호작용 이전의 도 39에 나타난 환자 개요 화면의 혈관 절편 창을 나타낸 것이다;
도 42는 도 39에 나타난 환자 개요 화면의 다면 재구성(MPR) 창을 나타낸 것이다;
도 43은 사용자와의 상호작용 이후의 도 41에 나타난 혈관 절편 창을 나타낸 것이다;
도 44는 사용자와의 상호작용 이후의 도 39에 나타난 환자 개요 화면의 3D 모델 창을 나타낸 것이다;
도 45는 사용자와의 상호작용 이후의 도 39에 나타난 환자 개요 화면의 환자 분석 개요 창을 나타낸 것이다;
도 46은 협착 병변의 최대 협착 수준이 사용자에 의해 변경된 이후의 도 45에 나타난 환자 분석 개요 창을 나타낸 것이다; 그리고
도 47은 측정 토글 버튼의 선택 이후의 도 39에 나타난 환자 개요 화면을 도식적으로 나타낸 것이다.
본 개시내용은 관상동맥질환(CAD)을 식별하도록 구성된 CAD 분석 시스템에 관한 것으로서, 관상 컴퓨터 단층촬영(CT) 데이터를 사용한 본 실시예에서는, 예를 들어 사용자에게 보여지는 CAD 결과의 정확도를 개선하기 위한 목적으로 사용자로부터의 지시, 정보 및/또는 편집을 수신하기 위해서, 환자 CAD 관련 정보를 사용자에게 전달하고 사용자와의 상호작용을 용이하게 하는 CAD 분석 시스템에 관한 것이다. 이러한 실시예에서, 시스템은 환자에 대한 CAC 점수를 결정하고, 개별 협착 병변의 존재 및 심각도를 감지하고, 점상 석회화(spotty calcification), 저 감쇠 플라크(low attenuation plaque) 및 혈관벽의 양성 리모델링을 포함한 취약성 플라크(때로는 본 명세서에서 '플라크 특징'으로 지칭됨)를 식별하여 관상동맥질환의 초기 단계 및/또는 높은 환자 위험을 식별할 수 있다.
한편, 본 실시형태는 CAC 점수를 결정하고 협착 병변 및/또는 취약성 플라크의 존재에 대해 관상동맥을 분석하는 CAD 분석 시스템에 관해 설명하지만, 본 발명의 맥락 내에서의 변형이 예상됨을 이해할 것이다.
도면을 참고하면, 도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 관상동맥질환(CAD) 분석 시스템(10)의 개략적인 블록도를 나타낸다.
본 실시예에서, 시스템(10)은, CT 스캔 장치(12a, 12b) 및 관련된 영상 저장 및 전송 시스템(PACS)(14a, 14b)으로 도 1에 표현된, 심장 컴퓨터 단층촬영(CT) 데이터의 여러 제공자와 상호작용하도록 구성된다. 각각의 PACS 시스템(14a, 14b)은 CT 스캔 장치(12a, 12b)에 의해 생성된 의료 이미지 데이터의 캡처 및 보관, 그리고, 본 실시예에서는 CT 서비스 제공자에 의해 원격으로 배치되고 인터넷(16)과 같은 광역 네트워크를 통해 접근가능한, 의료 이미지 데이터 서버(18)와의 의료 이미지 데이터의 통신을 관리하도록 구성된다. 본 실시예에서, 의료 이미지 데이터 서버(18)는 의료 디지털 이미지화 및 통신(DICOM) 서버이지만, 수신된 CT 이미지 데이터의 저장을 수신 및 관리하기 위한 임의의 적합한 장치가 예상됨을 이해할 것이다.
DICOM 서버(18)는 수신된 CT 이미지 데이터를 하나 이상의 데이터베이스를 포함할 수 있는 데이터 저장 장치(20)에 저장하도록 구성된다. 본 실시예에서, 시스템(10)은 또한 별도의 구성 요소이거나 DICOM 서버(18)에 통합된 구성 요소일 수 있는 개인 건강 정보(PHI) 익명화 장치(22)를 포함한다. PHI 익명화 장치(22)는 CT 이미지 데이터가 데이터 저장 장치(20)에 저장되기 전에 환자 특이적 메타 데이터(전형적으로는 이름, 생년월일 및 고유 ID 번호를 포함함)를 수신된 CT 이미지 데이터에 암호화하도록 구성된다. 이러한 방식에서, 환자 특이적 메타 데이터는 여전히 CT 이미지 데이터와 연관되지만, 예를 들어 로그인 및 비밀번호 데이터를 사용하여, 인가된 사람에 의해서만 접근가능하다.
본 발명의 맥락에서, CT 이미지 데이터는 조영 및/또는 비-조영 CT 스캔으로부터 얻어질 수 있다.
시스템(10)은 예를 들어 각각의 인가된 사용자에게 인터페이스 장치(24)를 제공함으로써 여러 인가된 사용자가 시스템(10)과 상호작용하도록 구성된다. 각각의 인터페이스 장치(24)는 개인용 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 또는 모바일 컴퓨팅 장치와 같은 임의의 적합한 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다.
시스템(10)은 또한 데이터 저장 장치(20)와 통신하고 자동으로 또는 사용자 입력에 반응하여 데이터 저장 장치(20)에 저장된 CT 이미지 데이터를 분석하고 CT 이미지 데이터에서 관상동맥질환의 예측 또는 평가와 관련된 분석 정보를 생성하도록 구성된 관상동맥질환(CAD) 분석 장치(26)를 포함한다.
시스템(10)은 임의의 적합한 방식으로 인터페이스 장치(24)를 사용하여 접근을 용이하게 하도록 구성된다. 예를 들어, 시스템(10)은 CAD 분석 장치(26)가 인터페이스 장치(24) 상의 웹 브라우저를 통해 접근가능하도록 이루어질 수 있으며, 여기서 모든 또는 대부분의 처리 활동은 인터페이스 장치(24)의 원격으로 발생하거나, 시스템(10)은 예를 들어 인터페이스 장치(24)에 데이터 저장 장치(20)에 저장된 CT 데이터 상의 적어도 일부의 처리 활동을 시행하는 적어도 하나의 소프트웨어 어플리케이션을 제공함으로써 적어도 일부의 처리 활동이 인터페이스 장치(24)에서 발생하도록 이루어질 수 있다.
대안적인 실시예에서, 환자로부터 수신된 CT 데이터가 네트워크 접근가능 위치에 원격으로 저장되는 분산된 시스템을 제공하는 대신, 시스템(10)의 하나 이상의 구성 요소는 CT 데이터의 대부분 또는 모든 처리 활동 및/또는 저장이 같은 위치에서 발생하도록 인터페이스 장치(24) 및/또는 CT 장치(12a, 12b)와 같은 위치에 배치될 수 있다.
본 실시예에서, 데이터 저장 장치(20)에 저장된 데이터는 예를 들어 인터페이스 장치(24)의 사용자가 미가공 CT 데이터를 볼 수 있도록 직접적으로 인터페이스 장치(24)에 의해 접근가능할 수도 있다.
인터페이스 장치(24)를 사용하여, 사용자는 데이터 저장 장치(20)에 저장된 CT 데이터의 분석을 실시하고/하거나 분석 결과를 볼 수 있다. 분석 중, CAD 분석 장치(26)는 자동으로 또는 사용자의 입력에 반응하여 데이터 저장 장치(20)로부터 관련 CT 데이터를 추출하고 CT 이미지 데이터에서 관상동맥질환을 예측, 식별, 정량화 및/또는 특성화하기 위해 CT 데이터 상의 분석 절차를 수행한다.
사용자는, 예를 들어 사용자가 찾는 원하는 분석 정보에 관하여 또는 시스템(10)에 의해 수행되는 분석의 매개변수를 편집하는 것 또는 사용자에게 제공되는 분석 정보를 편집하는 것에 관하여, 환자의 관상동맥질환 관련 정보를 사용자에게 제공하고 사용자로부터 지시 및/또는 정보의 수신을 용이하게 하는; 및/또는 시스템(10)에 의해 생성된 분석 정보를 보충하는 사용자로부터의 정보 수신을 용이하게 하는 사용자 인터페이스(53)를 사용하여 시스템(10)과 상호작용한다.
사용자 인터페이스(53)는 인터페이스 장치(24)의 화면 상에 표시되고, 사용자에게 정보를 제공하고, 편리하고, 간결하고, 직관적이고, 사용자-친화적인 방식으로 사용자와의 상호작용을 용이하게 한다. 이러한 방식에서, 사용자는 관련 환자 CAD-관련 정보를 신속하게 확인하여 CAD 위험, CAD 존재 및 완화 및/또는 치료를 위한 적절한 단계를 결정할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공받는다.
본 실시예에서, 시스템(10)은 기계 학습 기술 및 라디오믹스(radiomics)를 사용하여 CAC 점수를 생성하도록 구성되며, 이는 비-조영 CT 스캔으로부터 충분한 정보를 추출하여, 동맥의 대비 강화 또는 설명 지침없이, 관상동맥 석회화 및 이에 관련된 동맥을 정확하게 식별하는 것을 가능하게 한다. 시스템(10)은 CT 스캔에서 모든 복셀(voxel)의 가장 가능성 있는 분류를 결정하기 위한 기계 학습 및 비-관상동맥 특징을 식별하기 위한 기계 학습을 사용할 수 있고, 이는 석회화된 관상동맥 구성 요소로서 구성 요소의 오분류를 제거하거나 피하기 위해 사용될 수 있다.
시스템(10)은 또한 관상동맥 중심선을 검출 및 추적하고, 기계 학습을 사용하여 중심선을 기반으로 관상동맥의 내측 및 외측 벽의 위치를 추정하고, 내측 및 외측 벽 사이의 식별된 간격의 구성 및 공간적 특성의 분석과 함께 추정된 내측 및 외측 벽을 사용하여 임의의 식별된 질환의 정도 및 특성을 결정하여 관상동맥질환을 식별, 정량화 및 특성화하기 위해 기계 학습을 사용하도록 구성된다.
그러나, CAC 점수 결정 및/또는 CAD의 위험 또는 존재에 대한 관상동맥의 분석을 위해 다른 방법론이 예상됨을 이해할 것이다.
CAD 분석 장치(26)는 도 2에 보다 상세하게 나타나 있다.
CAD 분석 장치(26)는 관상동맥의 내측 및 외측 벽의 분할을 기반으로 조영 CT 스캔 데이터에서 관상동맥을 분석하도록 구성된 관상동맥 분석부(32) 및 비-조영 CT 스캔 데이터를 기반으로 칼슘 점수를 결정하도록 구성된 칼슘 점수 결정부(34)를 포함한다.
CAD 분석 장치(26)는 또한 다음을 수행하도록 구성된 질환 평가 유닛(36)을 포함한다:
혈관벽 내 간격의 공간적 특성 및 하운스필드 유닛(Hounsfield Unit) 값 기반, 석회화, 혼합 또는 비-석회화 플라크를 포함하는, 취약성 플라크의 존재 및 협착을 포함하는 다른 유형의 질환 평가; 및
결정된 CAC 점수를 사용한 관상동맥질환의 위험 결정.
질환 평가 유닛(36)에 의해 이루어진 결정은 보고서 생성기(38)에 의해 조영 및/또는 비-조영 CT 스캔 데이터를 사용하여 환자에 대해 수행된 분석을 나타내는 텍스트 및/또는 숫자 정보를 생성하는데 사용된다. 텍스트 및/또는 숫자 정보 중 적어도 일부는 사용자 인터페이스(53)를 통해 사용자에게 전달된다.
본 실시예에서, 관상동맥 분석부(32)는 관상동맥의 내측 및 외측 벽의 분할에 의존하며 이에 의해 생성된 정보는 스캔에서 질환 부담을 검출 및 평가하는데 사용된다. 혈관벽을 정확하게 분할하기 위해, 먼저 관상동맥의 중심선에 위치될 가능성이 있는 CT 부피 내 복셀에 상응하는 각각의 중심선 상의 복수의 근원점(seed point)을 식별하여 관상동맥의 중심선을 결정한다. 이러한 절차를 용이하게 하기 위해, 조영제를 혈류에 주입하여 대비를 증가시키고 본 실시예에서 주위 조직에 비교하여 관상동맥의 하운스필드 유닛(HU) 값을 증가시킨다.
관상동맥 분석부(32)는 본 실시예에서는 근원점을 검출하기 위한 다중규격 필터링 및 감독 기계 학습을 사용하는 혈관 근원 검출기(41)를 사용하여 혈관 근원점을 식별한다. 본 실시예에서는 충분한 수의 예시 관상동맥 중심선을 나타내는 실측 자료(ground truth) 데이터를 사용하여 훈련되는 용적측정 합성곱 신경망(convolutional neural network: CNN)이 사용된다.
혈관 근원 검출기(41)는 기계 학습을 사용하여 CT 데이터의 표본에 존재하는 예측된 근원점 세트를 식별하고, 중심선 추적 및 이에 따른 관상동맥의 중심선 예측의 기초를 형성할 예측된 근원점 세트로부터 후보 근원점을 선택한다. 후보 혈관 근원점은 하나 이상의 정의된 제약조건에 기초한 근원점, 예를 들어 정의된 양을 초과하는 방사선밀도 값, 예를 들어 하운스필드 유닛(HU) 값을 갖는 근원점 또는 정의된 HU 역치를 초과하는 정의된 수의 근원점, 예를 들어 가장 높은 HU 값을 갖는 정의된 수의 근원점의 세트로부터 결정된다. 일 실시예에서, 100 내지 600 사이의 HU 값을 갖는 후보 혈관 근원점이 후보 근원점으로 선택된다.
그 다음 중심선 추적기(43)는 결정된 후보 근원점을 고려하고 기계 학습을 사용하여 3차원 공간에서 관상동맥 상의 다음 근원점의 가장 가능성 있는 방향을 순간 근원점으로부터 예측하며, 이 방식에서 현재 고려되는 관상동맥 상에 놓일 가능성이 있는 혈관 중심선 근원점이 식별된다. 이러한 실시예에서, 중심선 추적 절차는 동맥 중심선의 끝 부분에 위치한 예측된 근원점에서 시작한다. 이 방식에서 관상동맥 중심선 상에 위치한 것으로 식별된 후보 근원점은 완전한 관상동맥을 정의하기 위해 함께 연결된다.
중심선 추적기(43)는 4개의 주요 관상동맥, 즉 좌측 주요(LM), 좌측 전방 하향(LAD), 좌측 회선(LCX) 및 우측 관상동맥(RCA)을 먼저 검출하도록 구성되며, 주요 관상동맥을 검출한 이후, 초기에 실행가능한 중심선으로 식별되지 않았던 1차 관상동맥 상의 분지(branch)를 검출한다.
중심선 추적기(43)는 혈관의 중심선 방향에 수직인 HU 값을 검사하고, HU 값은 혈관벽의 외부에서 유의적으로 감소하기 때문에, HU 값에 기초한 관상동맥의 경계를 찾아 혈관의 대략적인 반경을 추정한다. 일단 경계가 중심선의 각 측면에 위치하면, 혈관의 직경을 측정할 수 있다.
중심선의 길이를 따라 측정된 혈관 직경의 변화율에 기초하여 분지를 검출한다. 예를 들어, 측정된 혈관 직경이 중심선을 따라 10%를 초과하여 증가한 다음 검출된 분지로 표시된 본래의 크기로 다시 감소하는 경우, 관상동맥 혈관이 근위부에서 원위부로 갈수록 자연적으로 크기가 감소한다는 것에 유의해야 한다. 관상동맥 소공(ostia)에서, 혈관은 약 4㎜의 직경을 가질 수 있지만, 원위부에서 혈관 직경은 전형적으로 1㎜ 미만으로 감소한다. 따라서 분지 검출기는 추정된 직경의 변화율을 검사하여 다른 관상동맥이 분기되는 중심선을 따라 지점을 검출한다.
그 다음 관상동맥 분석부(32)는 임상의가 혈관을 보다 쉽게 식별할 수 있도록, 예를 들어 기계 학습을 사용하여, 추적된 동맥 중심선에 의미론적으로 의미있는 라벨을 부착할 수 있다.
본 실시예에서, 관상동맥 분석부(32)는 또한, 예를 들어 혈관 근원 검출기(41)가 너무 많거나 불충분한 근원점을 생성하여, 중심선 추적기(43)에 의해 수행되는 분석이 정확하지 않거나 완전하지 않은 경우, 혈관 근원 검출기(41)의 재구성을 용이하게 하여 중심선 추적 절차의 신뢰도를 개선하도록 구성된다. 중심선 표지기에 의해 검출된 관상동맥이 표지된 다음, 식별된 혈관이 정확하지 않거나 완전하지 않다는 결정이 내려지는 경우, 예를 들어 초기 혈관 근원 검출기 구성이 주요 관상동맥, 예를 들어 RCA를 검출하는데 실패한 경우, 혈관 근원 검출기(41)의 매개변수가 재구성될 수 있다. 예를 들어, 이는 더 많은 후보 혈관 근원점을 생성하도록 혈관 근원 검출기(41)에 의해 적용되는 제약조건을 낮추어, 이에 따라 후속 반복에서 혈관을 검출할 확률을 높임으로써 달성될 수 있다.
모든 원하는 관상동맥이 만족스러울 정도로 추적 및 표지된 다음, 혈관벽 분할기(45)는 추적된 중심선을 사용하여 관상동맥과 관련된 CT 데이터를 분석하고, 특히 내측 및 외측 혈관벽 분할 절차를 수행한다.
혈관벽 분할기(45)는 기계 학습부를 사용하여 이후 석회화 및 비-석회화된 플라크의 존재와 관련된 관상동맥 질환을 식별하는데 사용될 수 있는 내측 및 외측벽 내강(lumen) 마스크를 생성한다. 이러한 실시예에서, 기계 학습부는 충분한 수의 예시 횡단 관상동맥 이미지 절편, 본 실시예에서는 동맥 중심선에 수직적이고 동맥 중심선을 가로지르는 이미지 절편을 나타내는 실측 자료 훈련 데이터를 사용하여 훈련되는 감독 용적측정 합성곱 신경망(CNN)이다. 본 실시예의 훈련 데이터는 내측 및 외측 동맥벽 및 의학 전문가가 주석을 달고 질환의 정도가 다양한 다른 관상동맥의 광범위한 실시예를 포함하며 이상(abnormality), 예를 들어 혈관 융기(bulging)를 나타내는 다양한 전형적인 이미지화 아티팩트를 포함하는 관련 이미지화 아티팩트를 포함한다.
관상동맥벽 분할 완료 이후, 시스템은 검출된 관상동맥의 내측 및 외측 혈관벽 구성을 정의하기에 충분한 데이터를 갖는다는 것을 이해할 것이다. 이러한 데이터를 사용하여, 내측 및 외측 혈관벽 사이 간격 영역과 관련된 복셀을 분석하여 질환의 존재를 결정하는 것이 가능하다.
관상동맥 분석부(32)는 관상동맥 상의 개별 협착 병변(90)을 식별하고 각 개별 협착 병변(90)의 심각도를 분류하도록 구성된다.
개별 협착 병변(90)의 존재 및 협착 심각도는 협착 병변의 시작과 끝 절편을 식별한 다음 시작 및 끝 절편 사이의 모든 절편을 협착 병변에 속하는 것으로 분류하여 결정된다. 본 실시예에서, 시작 협착 병변 절편은 내강 단면적 및 상응하는 정상 단면적을 참조하여 식별된다. 예를 들어, 관상동맥의 내강 단면적이 상응하는 정상 단면적의 99% 미만인 경우, 단면적 감소 백분율에 따라 정의되는 절편의 협착 분류로, 절편은 시작 협착 병변 절편으로 분류될 수 있다. 내강 단면적을 참조하여 같은 협착 분류에 속하는 후속 절편 또한 말단 협착 병변 절편이 식별될 때까지 협착 병변(90)의 일부로 식별된다. 말단 협착 병변 절편에서, 다음 절편은 같은 협착 병변 분류 내에 있는 내강 단면적을 갖지 않는다.
이러한 방식에서, 관상동맥 분석부(32)는 관상동맥 상의 여러 개별 협착 병변을 개별적으로 식별할 수 있다. 이를 통해, 예를 들어 컬러 코딩을 사용하여, 사용자에게 개별 협착 병변을 표시하고 각각의 개별 협착 병변의 특성을 사용자에게 전달하는 것이 가능해진다.
본 실시예에서, 칼슘 점수 결정부(34)는 심장 비-조영 CT 데이터에서 하나 이상의 비-관상동맥 신체 부분 구성 요소를 식별하기 위한 신체 부분 식별자(35), 결정된 하운스필드 유닛(HU) 값에 기초한 심장 비-조영 CT 데이터에서 석회화된 구성 요소를 식별하기 위한 석회화된 구성 요소 식별자(37) 및 신체 부분 식별자(35)로부터의 정보를 사용하여 고려 사항으로부터 석회화된 부피를 제거하는 오분류 제거기(39)를 포함한다.
본 실시예에서, 신체 부분 식별자(35)는 기계 학습을 사용하여 수신된 환자 심장 비-조영 CT 데이터에서 각각의 복셀이 환자의 상행 또는 하행 대동맥과 같은 비-관상동맥 신체 부분의 일부인지를 예측하고, 연결된 구성 요소 기술을 사용하여 같은 구성 요소에 속하는 이웃한 복셀을 식별하도록 구성된다. 신체 부분 식별자(35)는 비-관상동맥 신체 부분 상의 존재하는 석회화를 고려 사항으로부터 제거하는데 사용될 수 있는 기계 학습 복셀 마스크를 생성한다.
석회화된 구성 요소 식별자(37)는 연결된 구성 요소 기술을 사용하여 같은 석회화된 구성 요소에 속하는 이웃한 복셀을 식별하고, 라디오믹스 분석기(51)를 사용하여 식별된 석회화된 구성 요소를 분석하여 각 구성 요소에 대한 특성 세트를 획득하도록 구성된다.
의학 분야에서, 라디오믹스는 방사선 의학 이미지로부터 정보를 추출하기 위해 사용된다. 본 발명자들은 이러한 라디오믹스의 특징이 관상동맥의 석회화를 식별하고 이의 위치를 특정하기 위한 기계 학습 시스템에서 사용될 가능성이 있음을 깨달았다. 라디오믹스 엔진을 사용하여 각각의 후보 석회화 구성 요소를 분석함으로써, 라디오믹스 특성, 예를 들어 구성 요소의 상대적인 위치, 모양, 크기, 밀도 및/또는 질감을 설명하는 라디오믹스 특성이 획득되고, 이러한 특성은 관상동맥 석회화뿐만 아니라 석회화가 존재하는 특정 동맥으로부터 뼈와 같은 비-관상동맥 석회화를 구별하는 것을 학습하기 위한 기계 학습 시스템에 의해 사용될 수 있는 구성 요소의 풍부한 설명을 제공하기 위해 선택된다. 훈련 전에, 주요 구성 요소 분석(PCA) 및 분산 임계값 결정을 통한 라디오믹스 특징의 선택이 수행된다. PCA는 어떤 특징이 기계 학습 시스템을 위한 가장 차별적인 힘을 제공하는지를 자동으로 결정하는데 사용된다. 이러한 접근 방식은 특정 특징을 수작업하는 전통적인 이전 기술의 접근 방식을 뛰어넘는 추가적인 이점을 제공한다. 심층 학습(deep learning) 모델은 더 큰 맥락을 제공하기 위해 각 구성 요소 주변의 미가공 CT 데이터의 이미지 패치를 살펴볼 수도 있다.
라디오믹스 특성 정보에 더해, 관상동맥 석회화의 식별 및 분류를 보조할 수 있는 다른 정보가 사용될 수 있다. 예를 들어, 각 후보 석회화 주변 영역을 나타내는 미가공 CT 스캔 이미지 패치 정보가 분류기 또는 추가 기계 학습 시스템에 입력될 수 있다. 이러한 이미지 패치는 각각의 석회화에 대한 유용한 맥락 관련 정보를 제공할 수 있다.
구현예에서, 구성 요소 특성이 특성을 기반으로 구성 요소의 위치를 검출하도록 훈련된 복수의 훈련된 기계 학습 분류기에 입력된다. 대안적으로는, 구성 요소 특성이 특성을 기반으로 구성 요소의 위치를 예측하는 훈련된 심층 학습 모델에 대한 입력 정보로, 예를 들어 예를 들어 미가공 이미지 데이터와 함께, 사용된다.
훈련된 기계 학습 분류기에 의해 생성된 예측된 후보 석회화를 신체 부분 정보와 대조하고 노이즈에 관련된 것 또는 비-관상동맥 신체 부분(들) 상에 존재하는 것으로 간주되는 임의의 후보 석회화를 제거한다.
CAD 분석 시스템은 질환 평가 유닛(36)을 사용하여 관상동맥 분석부(32) 및 칼슘 점수 결정부(34)에 의해 수행된 CAD 분석의 결과에 기초한 결정을 내린다. 결정은 자동으로 만들어지고/지거나 사용자에게 전달될 수 있거나 사용자 입력에 반응하여 만들어지고/지거나 사용자에게 전달될 수 있다. 본 실시예에서, 결정은 협착 검출 및 분류, CAC 점수 계산 및 취약성 플라크 검출 및 특성화를 포함한다. 특히, 질환 평가 유닛(36)은 내측 및 외측 벽 분할 데이터를 사용하여 내측 벽에 의해 정의되는 단면적을 결정하고, 이를 바탕으로 건강한 상태의 조건을 기준으로 협착 상태가 특성화된다.
고-위험 플라크라고도 불리는 취약성 플라크(VP)는 환자에 대한 관상동맥 질환의 초기 징후이다. 질환 평가 유닛(86)은 동맥 벽 분할의 경험적 규칙-기반 분석을 사용하여 여러 형태의 VP, 본 실시예에서는 저 감쇠 플라크, 점상 석회화 및 양성 리모델링을 검출한다.
저 감쇠 플라크는 -30 내지 30 하운스필드 유닛 범위의 하운스필드 유닛(HU) 값을 특징으로 하므로, 하운스필드 유닛의 분석 및 임계값 결정을 통해 직접적으로 검출될 수 있다.
점상 석회화는 비-석회화이거나 혼합된 플라크에 의해 둘러쌓인 상대적으로 작은 석회화로 정의된다. 점상 석회화를 검출하기 위해, 질환 평가 유닛(36)은, 350을 초과하는 하운스필드 유닛(HU) 값과 같이, 예를 들어 정의된 방사선밀도 측정을 사용한 필터링으로 내측 및 외측 동맥 벽 사이의 결정된 질환 영역에서 석회화된 플라크와 관련될 것으로 예측되는 복셀을 초기에 결정한다. 이후 관련된 복셀은 석회화된 부피와 함께 연결된다. 점상 석회화는 직경이 3㎜ 미만인 것을 특징으로 한다. 비-석회화/혼합된 플라크는 식별된 점상 석회화 주위의 복셀이 비-석회화 또는 혼합된 플라크와 일치하는 HU 값을 갖는지를 결정하는데 사용된다.
양성 리모델링은 내측 및 외측 벽 사이에 축적된 질환에 대해 보정하기 위한 외측 혈관벽의 확장을 특징으로 한다. 질환 평가 유닛(36)은 내측 및 외측 동맥 벽 사이의 간격이 정의된 양을 초과하여, 예를 들어 정상 혈관 간격보다 10%를 초과하여 증가하였는지를 결정하는 내측/외측 벽 간격 결정자를 사용하여 이를 감지하도록 구성된다. 간격 내 복셀의 방사선밀도는 예를 들어 간격 내 복셀의 HU 값 결정에 의한 것으로서 비-석회화 플라크와 일치한다.
CAD 분석 시스템(30)은 또한 질환 평가 유닛(36)과 보고서 생성기(38)에 의해 생성된 정보와 데이터 저장소(20)로부터의 임의의 필요한 데이터를 적합한 디스플레이(42) 상에 표시되는 사용자 인터페이스(53)에 패키징하도록 구성된 UI 제어기(40)를 포함하며, 사용자 인터페이스(53)는 사용자가 환자에 대한 관련 CAD 정보를 신속하고 직관적으로 제공받을 수 있고, 예를 들어 분석 매개변수를 편집하고/하거나 분석 정보를 추가 또는 정정하기 위해, 사용자가 입력 장치(44)를 사용하여 입력 정보를 제공할 수 있는 방식으로 환자 CAD 관련 정보가 사용자에게 전달되도록 이루어진다. 예를 들어, UI 제어기(40)는 CT 데이터로부터 유래한 환자의 감지된 관상동맥의 3D 모델을 생성하고, 겹쳐진 분할된 내측 및 외측 벽 주석으로 관상동맥의 가로 절편의 표현을 생성하고, 사용자가 CAD의 위치와 범위 또는 CAD의 위험을 나타내는 요소들을 신속하게 식별할 수 있는 사용자 친화적 도구를 제공하도록 구성된다.
사용자 인터페이스(53)에 접근하기 위해, 사용자는 예를 들어 개인용 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 또는 스마트폰일 수 있는 인터페이스 장치(24)를 사용하여 분석 장치(26)에 접근하고, 로그인 정보를 입력한다. 사용자 인터페이스(53)는 로그인 성공 후 표시된다.
사용자 인증 성공 후 사용자에게 표시되는 CAD 분석 시스템의 일 실시형태의 사용자 인터페이스(53)의 예시적인 화면이 도 3 내지 도 38에 나타나 있다.
본 실시형태에서, CAD 분석 시스템은 예를 들어 협착의 존재 및 중증도, 칼슘 점수 계산 및 취약성 플라크 검출 및 특성화와 관련된 질환 평가 결정을 자동적으로 내리고, 사용자 인터페이스(53) 상에 결정을 나타내는 정보를 자동적으로 표시하도록 구성된다.
로그인 성공 후, 도 3에 나타난 바와 같은 스캔 메뉴(46)가 표시된다. 스캔 메뉴(46)는 사용자가 접근가능한 모든 스캔 데이터세트의 목록을 포함한다. 이 실시예에서, 각 스캔 데이터세트에 대해, 다음의 정보가 포함될 수 있다:
환자 이름(48);
환자 ID(50);
환자 생년월일(52);
스캔 일자(54);
취약성 플라크가 존재하는 것으로 간주되는지에 대한 표시(56);
협착이 존재하는 것으로 간주되는지에 대한 표시(58);
칼슘(아가스톤: Agatston) 점수(60);
CAD-RADS 분류(62); 및
데이터세트의 상태가 검토 대기중, 편집, 승인 준비 또는 승인인지를 나타내는 데이터세트 상태(62).
그러나, 임의의 적합한 정보가 스캔 메뉴(46)에 포함될 수 있음을 이해할 것이다.
스캔 메뉴(46)를 사용하여, 사용자는 예를 들어 마우스를 사용하거나 터치 스크린이 존재하는 경우 관련 데이터세트 행(row)을 터치하여 검토 및/또는 편집할 데이터세트를 선택할 수 있다. 데이터세트 행을 선택하면 도 4에 나타난 바와 같이 환자 개요 화면(66)이 표시된다.
환자 개요 화면(66)은 데이터 요약 및 텍스트 형식에 CAD 결과의 요약을 표시하는 환자 분석 개요 창(68), 데이터세트에서 식별된 관상동맥의 3D 구조 모델을 표시하는 3D 모델 창(70), CT 데이터의 MPR 보기를 표시하는 다면 재구성(MPR) 창(72) 및 선택된 관상동맥을 통해 취한 축상 절편의 하나 이상의 보기를 표시하는 혈관 절편 창(74)을 포함한다.
그러나, 환자 개요 화면(66)이 사용자에 의해 맞춤화될 수 있거나 사용자에 의해 선택된 기능성에 따라 변화할 수 있는 다른 또는 추가적인 보기 창을 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 환자 개요 화면(66)은 다음의 보기 창 중 임의의 것을 포함할 수 있다:
환자 분석 개요 창(68);
3D 모델 창(70);
다면 재구성(MPR) 창(72);
혈관 절편 창(74);
하나 이상의 CPR 창;
하나 이상의 SPR 창;
하나 이상의 비-조영 보기 창;
하나 이상의 CT 부피 창; 및
축상, 시상 및/또는 관상 보기 창.
다면 재구성(또는 재형성)(MPR)은 이 실시예에서는 다중 면을 가로질러 확장하는 선택된 혈관이 단일 보기에 표시될 수 있도록 다중 축상 면의 획득된 이미지로부터 데이터를 추출하여 수득된다. 곡선형 면 재형성(curved planar reformation: CPR) 및/또는 직선형 면 재형성(straightened planar reformation: SPR)이 여러 서로 다른 면에 걸쳐 있는 혈관의 2차원 이미지를 표시하기 위해 생성될 수 있다. 획득된 데이터는 관상 또는 시상과 같은 비-축상 면으로 전환될 수 있다.
환자 개요 화면(66)은 또한 환자 개요 버튼(75), CT 부피 버튼(76) 및 검토 보고서 버튼(77)을 포함하는 화면 선택 버튼을 포함하며, 이는 환자 개요 화면(66), 도 22에 나타난 CT 부피 화면(194) 및 도 31에 나타난 보고서 화면(250) 사이를 전환하는데 사용할 수 있다.
환자 분석 개요 창(68)의 예시적인 표현이 도 5에 나타나 있다. 예시적인 환자 분석 개요 창(68)은 이 실시예에서 다음의 정보를 포함하는 결과 요약 섹션(78)을 포함한다:
칼슘(아가스톤) 점수;
데이터세트에서 결정된 가장 높은 협착 수준을 나타내는 최대 협착 수준;
우선순위 혈관, 즉 가장 중요한 협착 병변을 포함하는 관상동맥의 표시;
데이터세트에 존재하는 취약성 플라크(있는 경우)의 표시;
관련 CAD-RADS 분류; 및
얼마나 많은 협착 병변이 데이터세트에 존재하는지를 나타내는 부분 관련 점수.
환자 분석 개요 창(68)에 나타난 칼슘 점수가 관상동맥에 존재하는 것으로 결정된 총 칼슘을 나타냄을 이해할 것이다.
본 실시예에서, 다음의 협착 수준이 사용된다:
0% - 협착의 증거 없음;
1 내지 24% - 최소 협착;
25 내지 49% - 약한 협착;
50 내지 69% - 중간 협착;
70 내지 99% - 심한 협착; 및
100% - 폐색.
본 실시예에서, 다음의 플라크 유형이 사용된다:
없음;
비-석회화;
혼합; 및
석회화.
본 실시예에서, 다음의 취약성 플라크(VP) 특성화가 사용된다:
LAP - 저 감쇠 플라크;
PR - 양성 리모델링; 및
SC - 점상 석회화.
본 실시예에서, CAD-RADS 분류는 다음의 표기법을 사용한다:
CAD-RADS 0: 0%/관상동맥 질환 없음
CAD-RADS 1: 1 내지 24%/협착(양성 재구성)이 없는 최소 비폐색성 관상동맥 질환 또는 플라크
CAD-RADS 2: 25 내지 49%/약한 비폐색성 관상동맥 질환
CAD-RADS 3: 50 내지 69%/중간 협착
CAD-RADS 4: 심한 협착
CAD-RADS 4A: 70 내지 99% 협착
CAD-RADS 4B: 좌주간부 50% 초과 협착 또는 삼-혈관 폐색성(70% 이상 협착) 질환
CAD-RADS 5: 100%/완전 폐색
CAD-RADS N: 비진단 연구
다음의 변경자(modifier)가 또한 사용된다:
변경자 N: 비진단
변경자 S: 스텐트
변경자 G: 이식
변경자 V: 취약성
예시적인 환자 분석 개요 창(68)은 또한 데이터세트 분석의 요약을 말로 제공하는 전체 인상 섹션(80)을 포함하고, 이 실시예에서 전체 인상 섹션(80)은 데이터세트와 관련된 환자에 대해 총 관상동맥 칼슘 점수가 523이고, 석회화 플라크에 따른 근위 LAD 동맥의 변형된 내강 협착이 존재하고, 석회화 플라크에 따른 원위 LAD 동맥의 최소 내강 협착이 존재하고, 동맥 분지의 내강 협착이 존재(50% 미만)함을 나타낸다.
예시적인 환자 분석 개요 창(68)은 또한 유의성 있는 발견을 갖는 각 관상동맥의 요약을 말로 제공하는 혈관 발견 섹션(82)을 포함한다.
전체 인상 섹션(80) 및 혈관 발견 섹션(82)의 정보는 편집 연결(83)을 사용하여 환자 분석 개요 창(68)으로부터 편집될 수 있다.
3D 모델 창(70)의 예시적인 표현은 도 6에 나타나 있다. 예시적인 3D 모델 창(70)은 데이터세트와 관련된 환자의 관상동맥의 3D 모델(84)을 포함한다. 3D 모델(84)은 환자의 관상동맥의 모델 역할을 하고 분석 장치(26)에 의해 생성된 데이터를 사용하여, 특히 이 실시예에서는 관상동맥의 분할된 벽을 사용하여, UI 제어기(40)에 의해 생성된다.
3D 모델(84)은 환자의 대동맥(86) 및 관상동맥(88)의 부분 모델을 포함하며, 또한 식별된 관상동맥 협착 병변(90) 및 협착 병변(90)의 관상동맥 상의 각각의 위치의 모델을 포함한다. 각 협착 병변은 각 협착 병변의 특성에 따라 다르게 표현되며, 이 실시예에서는 협착의 존재 및 협착 중증도를 나타내기 위해 색상이 사용된다.
3D 모델 창(70)은 색상에 따른 협착 중증도의 표시를 제공하는 협착 수준 컬러키(92)를 포함한다. 이 실시예에서는, 협착을 나타내기 위해 다음의 색상이 사용된다:
0% 협착 - 회색(94);
1 내지 24% 최소 협착 - 백색(96);
25 내지 49% 약한 협착 - 황색(98);
50 내지 69% 중간 협착 - 주황색(100); 및
70 내지 100% 심한 협착/폐색 - 적색(102).
사용자는 예를 들어 마우스나 터치 스크린을 사용하여 3D 모델(84) 상에서 직접 혈관을 선택하거나 혈관 드롭 다운 박스(104)를 사용하여 혈관을 선택할 수 있다. 혈관 선택 후, 혈관 절편은, 이 실시예에서는 사각형 프레임 형태의, 혈관 절편 식별자(106)를 사용하여 3D 모델(84) 상에 표시된다.
3D 모델 창(70)은 또한 선택될 때 현재 표시된 3D 모델(84)의 스냅샷이 캡처되도록 하는 스냅샷 선택 버튼(108)을 포함하며, 스냅샷은 아래에서 보다 상세하게 논의되는 바와 같은 주석을 추가하는데 사용할 수 있다.
3D 모델 창(70)은 또한 선택될 때 혈관 절편 식별자(106)가 가장 중요한 협착 수준을 갖는 협착 병변(90) 상에 배치되도록 하는 가장 중요한 협착 병변 버튼(110)을 포함한다.
3D 모델 창(70)은 또한 3D 모델(84) 상에 석회화된 플라크를 나타내거나 숨기는데 사용할 수 있는 석회화된 플라크 토글 버튼(114)을 포함한다. 도 20에 나타난 바와 같이, 석회화된 플라크 토글 버튼(114)이 ON 위치로 작동되면, 결정된 석회화된 부피(192)(이 실시예에서는 백색으로 나타남)가 나타난다.
이 실시예에서 석회화된 부피(192)를 나타내는 데이터는 칼슘 점수 결정부(34)를 사용하여 수득됨을 이해할 것이다.
3D 모델 창(70)은 또한 3D 모델(84) 상에 취약성 플라크를 나타내거나 숨기는데 사용할 수 있는 취약성 플라크 토글 버튼(114)을 포함한다. 도 21에 나타난 바와 같이, 취약성 플라크 토글 버튼(116)이 ON 위치로 작동되면, 취약성 플라크의 위치(193)가 3D 모델(84) 상에 점(이 실시예에서는 백색으로 나타남)을 사용하여 표시된다.
이 실시예에서 취약성 플라크의 위치(193)를 나타내는 데이터는 관상동맥 분석부(32)를 사용하여 수득됨을 이해할 것이다.
이 실시예에서, 사용자는 예를 들어 마우스를 사용하여 3D 모델(84)의 표시된 방향을 변경하기 위해 3D 모델 창에 나타난 3D 모델(84)을 조작할 수 있다. 3D 모델의 방향은 1, 2 또는 3개의 상호 직교 축에 대해 변경가능할 수 있다.
MPR 창(72)의 예시적인 표현은 도 7에 나타나 있다. 예시적인 MPR 창(72)은 CT 스캔 장치(12)로부터 얻은 CT 데이터에서 유래한 MPR 표현(120)을 보여주며, 3D 모델 창(70)에서 선택된 관상동맥(122)을 보여준다. 예를 들어, 도 6에 나타난 3D 모델(84)에서 LAD 관상동맥이 선택되면, MPR 창(72)에 LAD 관상동맥이 표시된다.
MPR 표현(120) 상에 나타난 관상동맥(122)은 3D 모델 창(70)에 나타난 혈관 절편 식별자(106)에 의해 표시된 혈관 절편에 해당하는 혈관 절편을 표시하는 선택된 혈관 절편 식별자(124)를 포함한다.
3D 모델 창(70) 대신 사용자에 의해 MPR 표현(120) 상에서 혈관 절편이 선택될 수 있고, 이에 따라 혈관 절편 식별자(106)는 필요한 경우 MPR 표현(120) 상에 나타난 혈관 절편 식별자(124)의 위치에 따라 이동하게 됨을 이해할 것이다.
이 실시예에서, MPR 표현(120)은 또한 표시된 관상동맥(122) 상에서 선택가능한 근위 절편 식별자(126) 및 원위 절편 식별자(128)를 포함한다.
이 실시예에서, MPR 표현(120)은 또한 표시된 관상동맥(122) 상에 존재하는 석회화된 부피(129)의 표현을 포함한다.
아래에서 논의되는 바와 같이, 절편 식별자(124), 근위 절편 식별자(126) 및 원위 절편 식별자(128)의 위치는 혈관 절편 창(74)에 표시된 축상 절편 보기를 결정한다.
이 실시예에서, MPR 창(72)은 또한, 도 18에 나타난 바와 같이, 선택되었을 때 중심선(186)이 MPR 창(72)에 나타난 선택된 관상동맥(122)에 표시되도록 하는 중심선 보기 버튼(130) 및 선택되었을 때 사용자가, 예를 들어 분석 장치(26)에 의해 검출되지 않은 관상동맥에 대한, 새로운 중심선을 추가할 수 있도록 하는 중심선 추가 버튼(131)을 포함한다.
본 실시예에서, 새로운 중심선을 추가하기 위해, 사용자는 먼저 표시된 관상동맥(122)에서 새로운 중심선의 초기 위치를 선택하고 이어서 새로운 중심선에 대한 하나 이상의 추가 대표 위치를 선택한다. 이에 반응하여, 새로운 중심선이 MPR 표현(120) 상에 표시된다.
이 실시예에서, 새로운 중심선이 추가된 후, 분석 장치(26)는 새로운 중심선을 분석하여 혈관 벽 분할을 생성하고 협착, 플라크 및/또는 취약성 플라크의 존재를 결정하기 위해 내측 및 외측 벽 분할을 기반으로 질환 평가 분석을 수행한다.
이러한 방식에서, 사용자에 의한 MPR 표현과의 최소한의 상호작용에 반응하여, CAD 분석 시스템(10)에 의해 생성된 결과가 이전에 놓친 관상동맥을 포함하도록 개선될 수 있다.
MPR 창(72)은 또한 선택되었을 때 현재의 표시된 3D 모델(84)의 스냅샷이 캡처되도록 하는 스냅샷 선택 버튼(132)을 포함하며, 스냅샷은 아래에서 보다 상세하게 논의되는 바와 같이 주석을 추가하는데 사용할 수 있다.
MPR 창(72)은 또한 선택되었을 때 도 7에 나타난 바와 같이 선택된 관상동맥의 자연스러운 곡선형 표현이 표시되도록 하거나 도 19에 나타난 바와 같이 변환된 직선형 표현(190)이 표시되도록 하는 곡선형(134) 및 직선형(136) 버튼을 포함한다.
표시된 관상동맥(122)은 협착 병변이 존재하는 것으로 간주되는 경우 협착 병변의 시각적 표시를 포함할 수 있다. 예를 들어, 협착 병변의 위치에 해당하는 표시된 관상동맥(122)의 부분이 다른 색상으로, 예를 들어 3D 모델(84)에 사용된 협착 심각도에 해당하는 색상으로 표시될 수 있다.
혈관 절편 창(74)의 예시적인 표현은 도 8에 나타나 있다. 혈관 절편 창(74)은 3D 모델 창(70) 및 MPR 창(72)에 나타난 혈관 절편 식별자(106, 124)에 해당하는 선택된 절편의 표현(140), MPR 창(72)에 나타난 근위 혈관 절편 식별자(126)에 해당하는 근위 절편의 표현(142) 및 MPR 창(72)에 나타난 원위 혈관 절편 식별자(128)에 해당하는 원위 절편의 표현(144)을 보여준다.
각 절편 표현(140, 142, 144)은 관상동맥 분석부(32)에 의해, 특히 관상동맥 분석부(32)의 기계 학습 보조 중심선 추적 및 벽 분할부에 의해 환자 CT 데이터세트에 대해 수행된 분석에 따라 도출된 내측 혈관 벽 주석(146) 및 외측 혈관 벽 주석(148)을 포함한다.
각 절편 표현(140, 142, 144)은 OFF 위치로 작동되었을 때 디스플레이에서 벽 주석(146, 148)을 제거하는 벽 주석 토글 버튼(150)을 포함한다.
각 절편 표현(140, 142, 144)은 또한 선택되었을 때 현재 표시된 절편 표현(140, 142, 144)의 스냅샷이 캡처되도록 하는 스냅샷 선택 버튼(152)을 포함하며, 스냅샷은 아래에서 보다 상세하게 논의되는 바와 같이 주석을 추가하는데 사용할 수 있다.
각 절편 표현(140, 142, 144)은 또한 절편 표현과 관련된 선택된 관상동맥(122)의 특정 절편을 식별하는 절편 표시(154)를 포함한다. 예를 들어, 도 8에 나타난 실시예에서, 선택된 절편의 표현(140)은 선택된 관상동맥(122)의 90번째 절편과 연관된다.
선택된 절편의 표현(140)은 또한 선택된 절편과 관련된 협착 병변의 최대 협착 수준을 나타내는 협착 수준 상자(156), 협착 병변에 존재하는 플라크의 유형을 나타내는 플라크 유형 상자(158) 및 협착 병변에 존재하는 취약성 플라크의 유형을 나타내는 취약성 플라크 라벨(160)을 포함한다. 본 실시예에서, 취약성 플라크 라벨(160)은 저 감쇠 플라크 라벨(162), 양성 리모델링 라벨(164) 및 점상 석회화 라벨(166)을 포함한다.
이 실시예에서, 협착 수준 상자(156)의 색상은 3D 모델(84)에 나타난 각각의 협착 병변(90)의 색상과 같으며, 이는 사용자가 협착 수준 상자(156)의 색상을 기반으로 협착 병변의 협착 수준을 신속하게 식별할 수 있도록 한다.
표시된 절편 표현(140, 142, 144)은 협착 병변이 존재하는 것으로 간주되는 경우 협착 병변의 시각적 표시를 포함할 수 있다. 예를 들어, 협착 병변의 위치에 해당하는 절편 표현(140, 142, 144)이 다른 색상으로, 예를 들어 3D 모델(84)에 사용된 협착 심각도에 해당하는 색상으로 표시될 수 있다.
협착 수준 상자(156)에 표시된 협착 수준, 플라크 유형 상자(158)에 표시된 플라크 분류 및 취약성 플라크 라벨(160)에 의해 표시된 취약성 플라크는 관상동맥 분석부(32)에 의한 환자 CT 데이터세트에 대해 수행된 분석에 따라 결정된다.
도 8에 나타난 바와 같이, 도 6 및 도 7에 나타난 선택된 절편에 해당하고 혈관 절편 표지(106)로 표지된 축상 절편 표현(140)은 협착의 증거가 없고, 플라크가 없고, 취약성 플라크가 없는 것으로 간주된다.
도 9 및 도 10에 나타난 바와 같이, 협착 병변(90)과 관련된 협착, 플라크 및 취약성 플라크 정보는 또한, 예를 들어 협착 병변(90) 위에 마우스를 머물게 하여 협착 병변 정보 상자(168)가 표시되도록 함으로써, 3D 모델(84) 상에 표시될 수 있다. 협착 병변 정보 상자(168)는 예를 들어 관상 동맥(88) 상의 선택된 위치에 해당하는 현재 절편을 나타내는 절편 표시(170), 선택된 협착 병변(90) 상의 최대 협착 수준을 나타내는 최대 협착 표시(172), 있는 경우 협착 병변(90) 상에 존재하는 석회화 플라크의 유형을 나타내는 석회화 플라크 표시(174) 및 있는 경우 협착 병변(90) 상에 존재하는 취약성 플라크의 유형을 나타내는 취약성 플라크 표시를 포함할 수 있다.
도 11은 도 10에 나타나 있고 혈관 절편 표지(106)로 표시된 선택된 절편에 해당하는 축상 절편 표현(140)을 보여준다. 나타난 바와 같이, 도 11의 축상 절편 표현(140)은 1 내지 24% 협착을 갖는 협착 병변의 일부인 것으로 간주되며, 따라서 협착 수준 상자(156)는 1 내지 24% 협착 수준에 해당하는 색으로 표시된다. 도 11의 축상 절편 표현(140)은 또한 석회화 플라크 및 취약성 플라크(양성 리모델링)을 포함하는 것으로 간주된다.
도 11에 나타난 바와 같이, 축상 절편 표현(140)은 내측 및 외측 혈관 벽(146, 148) 사이의 석회화 부피(180)와 이의 결과로 변형된 외측 혈관 벽을 보여준다. 표시된 석회화 부피는, 예를 들어 각각의 플라크 유형에 서로 다른 색상을 지정하고 결정된 플라크 유형에 해당하는 색상으로 석회화 부피를 표시함으로써, 플라크 유형의 시각적 표시를 포함할 수 있다.
추가 예시의 절편, 협착 병변(90) 및 관련된 축상 절편 표현(140)이 도 12 및 도 13에 나타나 있다. 도 13에 나타난 바와 같이, 축상 절편 표현(140)은 50 내지 69% 협착 수준(156), 석회화 플라크(158) 및 양성 리모델링(164)을 보여준다.
추가 예시의 절편, 협착 병변(90) 및 관련된 축상 절편 표현(140)이 도 14 및 도 15에 나타나 있다. 도 15에 나타난 바와 같이, 축상 절편 표현(140)은 1 내지 24% 협착 수준(156), 혼합 석회화(158) 및 점상 석회화(166)를 보여준다.
도 16에 나타난 바와 같이, 사용자가 협착 병변에 대해 시스템(10)에 의해 결정된 협착 수준이 정확하지 않다고 생각하는 경우, 사용자는 협착 수준 상자(156) 및 드롭-다운 협착 선택 목록(182)을 사용하여 협착 수준을 편집할 수 있다. 유사하게는, 도 17에 나타난 바와 같이, 사용자가 협착 병변(90)에 대해 시스템(10)에 의해 결정된 플라크 유형이 정확하지 않다고 생각하는 경우, 사용자는 플라크 유형 상자(156) 및 드롭-다운 석회화 선택 목록(184)을 사용하여 플라크 유형을 편집할 수 있다.
도 4에 나타난 환자 개요 화면을 참조하면, CT 부피 버튼(76)의 선택은 도 22에 나타난 CT 부피 화면(194)이 표시되도록 한다.
CT 부피 화면(194)은 이용가능한 CT 스캔을 표시하는 타일(tile), 본 예시에서 스캔 메뉴(46) 상에서 선택된 데이터세트에 대한 비-조영 스캔과 관련된 비-조영 타일(198) 및 데이터세트의 조영 스캔과 관련된 조영 타일(200)을 포함하는 연구 창(196), 칼슘 CT 부피를 나타내는 CT 부피 창(202) 및 스크롤 바(206), 위치 표지(208) 및 칼슘 표시(210)가 제공되는 스크롤 바 창(204)을 포함한다.
조영 타일(198)의 선택은 도 23에 나타난 바와 같이 다중-보기 화면(195)이 표시되도록 한다. 다중-보기 화면은 CT 부피 창(202) 및 스크롤 바 창(204) 대신 축상 보기(axial view)(212), 시상 보기(sagittal view)(214), 관상 보기(coronal view)(216) 및 MPR 보기(218) 창을 포함한다. 축상 보기 창(212)은 CT 부피의 축상 표현을 보여주며, 시상 보기 창(214)은 CT 부피의 시상 표현을 보여주고, 관상 보기 창(216)은 CT 부피의 관상 표현을 보여주고, MPR 보기 창(218)은 CT 부피의 MPR 표현을 보여준다. 축상 표현, 시상 표현, 관상 표현 및 MPR 표현은 하나의 표현이 변형되면, 다른 표현 또한 변형되어 보기를 원하는 특정 특징이 다중 보기에 나타나도록 동기화된다.
스크롤 바(206)는 CT 부피의 축상 절편 세트를 나타내고 위치 표지(208)는 CT 부피 창(202)에 표시될 축상 CT 부피 절편(203)을 선택하는데 사용된다. 칼슘 표시(210)는 CT 부피에서 석회화 부피의 각 축상 위치를 보여준다.
스크롤 바(206)의 확대도가 도 25에 나타나 있다. 나타난 바와 같이, 이 실시예의 칼슘 표시(210)는 각 CT 부피 절편이 관상동맥 석회화 부피를 포함하는 경우, 석회화 부피가 위치한 특정 관상동맥을 나타내는 선의 색상 및 석회화의 크기를 나타내는 선의 길이와 같은 선의 특성을 갖는 선(220)을 포함한다. 도 26에 나타난 바와 같이, 위치 표시(208)를 선(220)에 인접하게 배치하면 관련 축상 CT 절편 표현(203)이, 관련 관상동맥에 대해 지정된 색상에 해당하는 색상으로 선(220)과 관련된 석회화 부피(222)를 포함하여, CT 부피 창(202)에 표시된다. 예를 들어 마우스 또는 터치 스크린을 사용한 선(220)의 선택은 또한 관련 축상 CT 절편 표현(203)이, 선(220)과 관련된 석회화 부피(222)와 함께, CT 부피 창(202)에 표시되도록 할 수 있다.
도 27에 나타난 바와 같이, 혈관 라벨(224)은, 예를 들어 석회화 부피(222) 위에 마우스를 머물게 하는 것에 반응하여, 석회화 부피(222)에 인접하게 표시될 수 있다.
사용자가 다음을 위해 스크롤 바(26)를 사용할 수 있음을 이해할 것이다:
선(220)의 수 및 분포를 통해 관상동맥 석회화 정도의 표시를 신속하게 수신하는 것;
칼슘 표시(210)의 각 위치를 기반으로 환자에 대한 관상동맥 석회화 부피의 각 축상 위치 표시를 신속하게 수신하는 것;
칼슘 표시(210)의 색상을 통해 석회화를 포함하는 관상동맥을 신속하게 식별하는 것; 및
선(220)의 크기를 통해 석회화의 상대적인 크기를 결정하는 것.
도 28에 나타난 바와 같이, 시스템(10)은, 예를 들어 표시된 혈관 라벨(224)을 선택하고 혈관 선택 목록(226)으로부터 관상동맥을 선택함으로써, 시스템(10)에 의해 석회화 부피(222)로 할당된 관상동맥의 편집을 용이하게 하도록 이루어질 수 있다.
추가 석회화 부피(228)가 도 29에 나타나 있으며, 추가 석회화 부피(228)와 관련된 선(220) 및 추가 석회화 부피(228)는 추가 석회화 부피가 다른 관상동맥과 연관되는 것으로 간주됨을 나타내기 위해 색상이 서로 다르게 표시되는 것과 같이 서로 다르게 표시되었다. 도 29에 나타난 바와 같이, 비-관상동맥 칼슘(230) 또한 표시될 수 있으며, 이 칼슘이 관상동맥과 연관되지 않음을 나타내도록 "다른 것"과 같은 라벨이 표시될 수 있다. 비-관상동맥 칼슘(230)은 관상동맥 상에 배치된 석회화와 다른 색상으로 표시될 수 있다.
예시의 다중-보기 화면(195)가 도 31 내지 도 33에 나타나 있으며, 다중-보기 화면(195)은 축상 보기 창(212)의 CT 부피의 축상 표현(234), 시상 보기 창(214)의 CT 부피의 시상 표현(236), 관상 보기 창(216)의 CT 부피의 관상 표현(238) 및 MPR 보기 창(218)의 CT 부피의 선택된 혈관의 MPR 표현(240)을 포함한다.
MPR 표현(240)은 MPR 보기 창(218)에 표시된 혈관의 선택된 위치를 나타내는 역할을 하는 선택된 혈관 절편 표지(244)를 포함한다. 축상 표현(234), 시상 표현(236) 및 관상 표현(238)은 각각의 축상, 시상 및 관상 표현(234, 236, 238)이 선택된 혈관 위치에 해당하는 복셀의 서로 다른 보기를 보여준다는 점에서 혈관의 선택된 위치와 동기화되며, 복셀은 마커 장치(242)를 사용하여 표시되며, 이 실시예에서는 표현의 중앙에 배치된 원이다.
이 실시예에서, 각 축상, 시상 및 관상 표현(234, 236, 238) 상의 마커 장치는 또한 축상 표현(234)이 축상 법선(normal line)(246)을 포함하고, 관상 표현(238)이 관상 법선(247)을 포함하고, 시상 표현(236)이 시상 법선(248)을 포함하도록 표시된 면에 수직인 선을 나타낸다. 이 실시형태에서, 축상, 관상 및 시상 법선(246, 247, 248)은 서로 다르게, 예를 들어 서로 다른 색상으로 표시된다. 예를 들어, 축상 법선(246)은 파란색으로 표시될 수 있고, 관상 법선(247)은 노란색으로 표시될 수 있고, 시상 법선(248)은 빨간색으로 표시될 수 있다. 도 31 내지 도 33에 나타난 바와 같이, 마커 장치(242), 이 실시예에서 원은 표시된 축상, 관상 또는 시상 표현의 면에 수직인 관련된 선의 색상으로 표시된다. 축상 법선(246)은 사람의 머리부터 발까지 중앙을 통해 연장되는 선에 해당하고, 관상 법선(247)은 축상 법선(246)에 수직이며 사람의 앞에서 뒤를 통해 연장되는 선에 해당하고, 시상 법선(248)은 축상 법선(246) 및 관상 법선(247)에 수직이며 사람의 좌측에서 우측을 통해 연장되는 선에 해당함을 이해할 것이다.
이 실시예에서, MPR 보기 창(218)과의 상호작용을 통해, 사용자는 예를 들어 혈관 보기를 회전시키기 위해 혈관의 MPR 보기를 변경할 수 있다. 이 실시예에서, 이는 마우스를 클릭함과 동시에 좌측 또는 우측으로 움직여 달성될 수 있지만, 이를 달성하기 위한 임의의 적합한 인터페이스 배치가 예상됨을 이해할 것이다. 사용자는 또한 표시된 혈관을 따라 선택된 혈관 절편 표지(244)를 이동할 수 있으며, 이는 도 32에 나타난 바와 같이 마커 장치(242)가 이동하고 이에 따라 선택된 혈관 위치와 동기화를 유지하기 위해 축상, 관상 및 시상 표현이 변경되도록 한다.
이 실시예에서, 축상 보기 창(212), 시상 보기 창(214) 또는 관상 보기 창(216)과의 상호작용을 통해, 사용자는 각 법선을 따라 보기의 위치를 변경할 수 있다. 예를 들어, 마우스 포인터를 축상 표현(234) 상에 위치시키고 마우스를 클릭함과 동시에 마우스를 위 또는 아래로 움직이면 축상 법선(246)을 따라 다른 위치가 선택되고 이에 따라 축상 법선(246)에 따른 다른 위치에 해당하는 다른 축상 표현이 표시된다. 유사하게는, 예를 들어, 마우스 포인터를 관상 표현(238) 상에 위치시키고 마우스를 클릭함과 동시에 마우스를 위 또는 아래로 움직이면 관상 법선(246)을 따라 다른 위치가 선택되고 이에 따라 관상 법선(247)에 따른 다른 위치에 해당하는 다른 관상 표현이 표시된다.
추가로, 이 실시예에서, 시스템은 사용자가 축상, 관상 또는 시상 법선(246, 247, 248) 중 하나 이상의 방향을 변경하고 이에 따라 표시된 표현의 방향을 변경하기 위해 적어도 하나의 축상, 시상 및 관상 표현(234, 236, 238)과 상호작용할 수 있도록 이루어진다. 예를 들어, 도 31 내지 도 33에 나타난 실시예에서, 축상 및 관상 보기 창(212, 216)에 가장 잘 나타난 시상 법선(248)에는 사용자에 의해 선택가능하고 마커 장치(242)에 대해 표시된 법선을 회전하는데 사용할 수 있는 적어도 하나의 회전 손잡이(249)가 제공된다.
예를 들어, 도 33에 나타난 바와 같이, 축상 표현(234) 상의 회전 손잡이(249), 이 실시예에서는 시상 법선(248) 상에 배치된 회전 손잡이(249)의 선택은 관상 법선(247)과 시상 법선(248)이 마커 장치(242)에 대해 회전하고 시상 및 관상 보기 창(214, 216)에 나타난 표현이 관상 및 시상 법선(247, 248)에 수직인 마커 장치를 통과하는 각 평면에 따라 변경되도록 한다. 이 실시예에서, 유사한 회전 손잡이(249)가 또한 관상 보기 창(216)에 나타난 시상 선(248) 상에 배치된다.
이 실시예에서, 회전 손잡이(249)의 선택 및 관련 법선의 회전은 회전 손잡이(249) 상에 마우스 포인터를 위치시키고, 마우스를 클릭함과 동시에 움직여서 달성할 수 있지만, 이를 달성하기 위한 임의의 적합한 인터페이스 배치가 예상됨을 이해할 것이다.
다중-보기 화면(195)를 사용하여, 사용자가 혈관 상의 관심있는 위치, 예를 들어 혈관 상의 협착 위치를 예를 들어 MPR 보기(240)를 사용하여 쉽게 선택하고, 관심있는 위치의 여러 원하는 보기를 각 축상, 관상 또는 시상 법선을 따라 선택된 위치의 표시를 유발하고/하거나 축상, 관상 또는 시상 법선의 방향을 변경함으로써 표시할 수 있음을 이해할 것이다.
스냅샷 버튼(108, 132, 152)의 선택에 반응하여 표시되는 예시의 스냅샷 주석 화면(240)이 도 30에 나타나 있다. 주석 화면(240)을 사용하여, 사용자는 주석 텍스트(242) 및 주석 화살표(244)와 같은 표시를 추가할 수 있다. 도 4에 나타난 환자 개요 화면을 참조하면, 검토 보고서 버튼(77)의 선택은 도 34에 나타난 보고서 화면(250)이 표시되도록 한다.
보고서 화면(250)은 환자 정보 창(252), 환자 분석 개요 섹션(254), 관상동맥 인상(impression) 섹션(256), 주요 관상동맥 소견 섹션(258), 기타 소견 섹션(260) 및 상태 및 편집 창(262)을 포함한다.
환자 정보 창(252)의 예시적 표현이 도 35에 나타나 있다. 환자 정보 창(252)은 환자 식별 섹션, 임상 표시 섹션(266) 및 수술 세부사항 섹션(268)을 포함한다.
환자 분석 개요 섹션(254)의 예시적 표현이 도 36에 나타나 있다. 이 실시예에서 환자 분석 개요 섹션(254)은 칼슘 점수(270), 인종 정보(272), 최대 협착 수준(274), 취약성 플라크 정보(276), CAD-RADS 분류(278) 및 부분 관련 점수(280)를 포함한다.
관상동맥 인상 섹션(256), 주요 관상동맥 소견 섹션(258) 및 기타 소견 섹션(260)의 예시적 표현은 도 37에 나타나 있다.
상태 및 편집 창(262)의 예시적 표현은 도 38에 나타나 있다. 상태 및 편집 창(262)은 편집 보고서 버튼(282)의 선택을 통해 보고서 소견의 편집을 용이하게 하고, 보고서 상태 상자(286)를 사용하여 보고서의 상태를 변경하고, 승인 상자(284)를 사용하여 보고서를 승인하는데 사용된다.
상태 및 편집 창(262)은 또한 주석달린 스크린샷과 관련된 스크린샷 타일(290)을 포함한다.
시스템은 소견들이 관련되어 있고 정정이 필요한 경우 보고서 소견의 편집이 다른 보고서 소견 또한 변경하도록 이루어진다. 예를 들어, 사용자가 협착 수준 소견을 변경하고, 새로운 협착 소견이 다른 CAD-RADs 분류에 해당하는 경우, 시스템은 CAD-RADs 소견 또한 정정한다.
일 실시형태에서, CAD 분석 시스템(10)의 분석 장치(26)의 작동은 또한 사용자 인터페이스(53)를 사용하여 이루어지는 정정에 응답한다.
예를 들어, 위에 기술된 바와 같이, 관상동맥 내측 및 외측 벽의 결정 및 벽을 기초로 한 후속 CAD 분석은 분석 장치(26)에 의해 초기에 식별되지 않은 관상동맥의 CAD 분석 결과가 사용자 인터페이스(53)를 통해 사용자에게 전달될 수 있도록 사용자의 새로운 중앙선 추가에 반응하여 수행될 수 있다.
CAD 분석 시스템의 대안적인 실시형태의 사용자 인터페이스의 예시적 화면이 도 39 내지 도 47에 나타나 있다.
이 실시형태에서, CAD 분석 시스템은 사용자 상호작용에 반응하여, 예를 들어 협착의 존재 및 중증도, 칼슘 점수 계산 및 취약성 플라크 검출 및 특성과 관련된, 질환 평가 결정을 전달하도록 이루어진다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 협착 병변이 혈관에 존재한다는 사용자로부터의 표시에 반응하여, 시스템은 3D 모델(84) 상의 협착 병변을 표시하고 사용자가 식별한 협착 병변과 관련된 예측된 협착 수준을 포함하는 자동적으로 생성된 협착 정보를 표시하도록 이루어진다. 표시된 협착 정보는 사용자에 의해 편집될 수 있다.
본 실시예에서, CAD 분석 시스템은 자동으로, 예를 들어 협착의 존재 및 중증도, 칼슘 점수 계산 및 취약성 플라크 검출 및 특성과 관련된, 질환 평가 결정을 내리도록 이루어지지만, 적어도 일부의 이러한 결정은 단지 사용자 입력에 반응하여 사용자에게 전달된다.
도 39는 대안적인 환자 개요 화면(300)을 보여준다. 유사한 특징은 유사한 참조 번호로 표시된다. 나타난 바와 같이, 사용자 상호작용 전, 3D 모델(84)은 관상동맥(88) 상에 존재할 수 있는 협착 병변과 관련된 어떠한 정보도 포함하지 않으며, 절편 표현(140, 142, 144)에 대한 예측적 정보도 제공되지 않는다.
환자 개요 화면(300)은 사용자가 혈관(88)을 검토한 후 사용자가 적절하다고 생각하는 경우 어떠한 죽상동맥경화증도 선택된 혈관(88) 상에 존재하는 것으로 간주되지 않음을 표시하는데 사용가능한 죽상동맥경화증 선택 상자(302)를 포함한다.
혈관을 검토하는 동안 사용자가 혈관(88) 상에 협착 병변이 존재한다고 생각하는 경우, 사용자는, 예를 들어 MPR 표현(120) 상의 관련 위치를 우클릭하여, 협착 병변에 해당하는 혈관(88) 상의 위치를 선택할 수 있다.
도 40에 나타난 바와 같이, 사용자에 의해 임의의 협착 병변이 식별되기 전, 위의 실시형태의 결과 요약 섹션(78)과 유사한, 결과 요약 섹션(304)은 총 칼슘 점수 정보 만을 포함한다. 나머지 결과 요약 정보는 어떠한 협착 병변 또는 취약성 플라크(본 실시형태에서는 '플라크 특징'으로 지칭됨)도 사용자에 의해 아직 식별되지 않았음을 반영한다.
이 실시예에서, 결과 요약 섹션(304)은 다음의 정보 분야를 포함한다:
칼슘(아가스톤) 점수;
데이터세트에서 결정된 가장 높은 협착 수준을 나타내는 최대 협착 수준;
데이터세트에 존재하는 플라크 특징(있는 경우)의 표시;
관련 CAD-RADS 분류; 및
얼마나 많은 협착 병변이 데이터세트에 존재하는지를 나타내는 부분 관련 점수.
혈관 절편 창(74) 및 다면 재구성(MPR) 창(72)의 확대도가 도 41 및 도 42에 나타나 있다. 사용자가, 예를 들어 해당 절편 표현(140)이 협착증을 나타내는 것으로 간주하여, 협착 병변에 해당하는 것으로 생각하는 혈관(122) 상의 위치(305)를 선택하는 경우, 시스템은 도 43 및 도 44에 나타난 바와 같이 3D 모델(84) 상에 협착 병변(90)을 자동으로 표시하고 절편 표현(140)에 인접하여 관련 협착 병변 정보를 표시한다.
이 실시예에서, 예측된 협착 병변 특성이 - 관상동맥 분석부(32)에 의해 환자 CT 데이터세트에 대해 수행되는 분석을 사용하여 - 도 3 내지 도 38과 관련하여 기술된 위의 실시형태에서와 같은 방식으로 도출된다.
그러나, 본 실시형태를 포함하여 협착 병변 특성을 포함하는 혈관 특성을 자동으로 표시하는 대신 혈관 특성이 이미 결정되었지만 절편 표현(140)과 관련된 절편이 사용자에 의해 선택된 후 3D 모델(84) 상에 그리고 절편 표현(140)에 인접하게 표시될 뿐이다. 그러나, 다른 방식도 가능함을 이해할 것이다. 예를 들어, 대안적인 방식에서, 시스템은 사용자가 혈관 절편을 선택한 이후에만 협착 병변 특성을 포함한 관련 혈관 특성을 결정하도록 이루어진다.
본 실시예에서, 협착 병변 특성은 선택된 절편과 관련된 협착 병변의 최대 협착 수준을 나타내는 협착 수준 상자(156), 협착 병변에 존재하는 플라크의 유형을 나타내는 플라크 유형 상자(158) 및 협착 병변 상에 존재하는 취약성 플라크의 유형을 나타내는 플라크 특징 라벨(160)을 포함한다. 본 실시예에서, 취약성 플라크 라벨(160)은 저 감쇠 플라크 라벨(162), 양성 리모델링 라벨(164), 점상 석회화 라벨(166) 및 냅킨 고리 표지(napkin ring sign) 라벨(167)을 포함한다.
위의 실시형태와 마찬가지로, 협착 병변(90) 및 협착 수준 상자(156)의 색상은 사용자가 색상을 기초로 협착 병변(90)의 협착 수준을 신속하게 식별할 수 있도록 협착 병변의 중증도를 나타낸다.
본 실시예에서, 추가된 협착 병변은 '중간: 50 내지 69%'로 시스템에 의해 자동으로 분류되며 어떠한 관련 플라크 특징도 존재하는 것으로 간주되지 않는다.
사용자는 모든 관련 협착 병변이 식별된 것으로 간주될 때까지 현재의 관상동맥(88)에 추가 협착 병변(90)을 추가할 수 있으며, 그런 다음 혈관 승인 상자(306)를 선택하여 관련 혈관이 협착 병변을 식별하는 목적으로 검토되었음을 표시한다.
도 45에 나타난 바와 같이, 적어도 하나의 협착 병변(90)이 추가된 후, 결과 요약 화면(68)은 협착 병변(90)과 관련된 정보를 포함하도록 자동으로 변경된다. 따라서, 이 실시예에서, 최대 협착 수준은 이제 50 내지 69%이고, 플라크 특징은 '없음'이고, 관련 CAD-RADS 분류는 3이고, 부분 관련 점수는 1이다.
사용자에 의해 협착 병변이 선택된 후 자동으로 결정되고 표시되는 협착 병변 특성은 사용자에 의해 편집가능하며, 사용자 편집에 반응하여 표시된 협착 병변 특성이 변경될 수 있다. 이 실시예에서, 내측 및 외측 벽 및 혈관 중심선에 더해, 사용자는 협착 수준 상자(156), 플라크 유형 상자(158) 및 플라크 특징 라벨(160)을 편집할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 협착 병변이 '중간: 50 내지 69%' 대신 '심각: 70 내지 100%'로 분류되어야 함을 나타내기 위해 협착 수준 상자(156)를 편집하는 경우, 3D 모델 상에 나타난 협착 병변의 색상이 빨간색으로 변경되며, 도 46에 나타난 바와 같이, 결과 요약 화면(68) 상의 정보 또한 사용자가 변경한 협착 수준을 반영하도록 변경된다.
이 실시예에서, 환자 개요 화면(300) 또한 선택했을 때 자동으로 결정된 측정치가 표시되도록 하는 측정 토글 상자를 포함한다. 이 실시예에서, 측정치는 혈관 및 플라크 절편 면적값(310), 혈관 요약 정보(312) 및 총 플라크 부피값(314)을 포함한다.
다음의 청구범위 및 전술한 설명에서, 언어의 표현 또는 필요한 암시에 따라 문맥 상 달리 요구되는 경우를 제외하고, 단어 "포함" 또는 이의 변형체, 예를 들어 "포함하다" 또는 "포함하는"은 포괄적인 의미, 즉 언급된 특징의 존재를 명시하지만 다양한 실시형태에서의 추가 특징의 존재 또는 추가를 배제하는 것은 아닌 의미로 사용된다.
통상의 기술자에게 명확한 변형 및 변경이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
Claims (59)
- 관상동맥질환(coronary artery disease: CAD) 분석 시스템으로서,
수신된 환자 CT 스캔 데이터를 분석하고 상기 환자 CT 스캔 데이터의 관상동맥질환의 존재 및 특성을 나타내는 CAD 분석 데이터를 생성하도록 구성된 CAD 분석 장치로서, 상기 CAD 분석 데이터는 관상동맥 상의 적어도 하나의 개별 협착 병변 및 상기 협착 병변의 특성을 나타내고, 상기 CAD 분석 시스템은 상기 관상동맥 상의 상기 개별 협착 병변의 시작 위치와 종료 위치를 식별하도록 구성된, 상기 CAD 분석 장치; 및
상기 환자 CT 스캔 데이터를 기반으로 환자의 관상동맥 모델을 표시하는 사용자 인터페이스로서, 상기 모델은 사용자에게 개별 협착 병변 및 상기 개별 협착 병변의 특성을 시각적으로 나타내도록 구성되어 상기 사용자가 상기 시각적 표시를 기반으로 각 개별 협착 병변의 존재 및 특성을 식별할 수 있는, 상기 사용자 인터페이스
를 포함하는, CAD 분석 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 개별 협착 병변의 특성은 상기 개별 협착 병변에 대한 협착 수준을 포함하는, CAD 분석 시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 특성은,
취약성 플라크 존재 및 취약성 플라크 유형의 표시;
플라크 존재 및 플라크 유형의 표시;
병변 번호; 및/또는
동맥 절편 번호
를 더 포함하는, CAD 분석 시스템. - 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 협착 수준은 색상을 사용하여 상기 사용자에게 시각적으로 전달되는, CAD 분석 시스템.
- 제4항에 있어서, 상기 협착 수준은 상기 개별 협착 병변과 관련된 관상동맥의 일부를 협착 수준 컬러키(stenosis level colour key)의 복수의 색상 중 정의된 색상으로 표시하여 시각적으로 전달되고, 상기 정의된 색상은 상기 병변의 상기 협착 수준에 상응하는, CAD 분석 시스템.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 협착 병변 및 상기 개별 협착 병변의 특성의 시각적 표시는 사용자의 입력에 반응하여 표시되는, CAD 분석 시스템.
- 제6항에 있어서, 상기 개별 협착 병변 및 상기 개별 협착 병변의 특성의 시각적 표시는 협착 병변에 상응하는 것으로 간주되는 관상동맥 상의 위치에 대한 사용자 선택에 반응하여 표시되는, CAD 분석 시스템.
- 제7항에 있어서, 상기 CAD 분석 장치는 사용자에 의해 선택된 관상동맥 상의 적어도 한 위치와 관련된 수신된 환자 CT 스캔 데이터를 분석하고 상기 사용자에 의한 위치의 선택에 반응하여 적어도 상기 관상동맥 상의 선택된 위치의 관상동맥질환의 존재 및 특성을 나타내는 CAD 분석 데이터를 생성하도록 구성된, CAD 분석 시스템.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관상동맥 모델은 선택된 관상동맥 절편을 나타내도록 구성된 제1 혈관 절편 식별자를 포함하는, CAD 분석 시스템.
- 제7항에 있어서, 상기 제1 혈관 절편 식별자는 선택된 절편에 상응하는 관상동맥 상의 위치에 상기 관상동맥 주위의 프레임을 나타내는 그래픽 식별자를 포함하는, CAD 분석 시스템.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스는 가장 심각한 병변을 나타내도록 구성된, CAD 분석 시스템.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표시되는 관상동맥 모델은 3D 관상동맥 모델이고, 상기 3D 관상동맥 모델의 방향은 1, 2 또는 3개의 상호 직교 축에 대해 사용자에 의해 변경가능한, CAD 분석 시스템.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스는 적어도 하나의 선택된 관상동맥의 다면 재구성(multiplanar reconstruction: MPR) 표현을 포함하는, CAD 분석 시스템.
- 제13항에 있어서, 상기 MPR 표현은 상기 선택된 관상동맥의 선택된 절편을 나타내도록 구성된 제2 혈관 절편 식별자를 포함하는, CAD 분석 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 제2 혈관 절편 식별자는 상기 선택된 절편에 상응하는 상기 선택된 관상동맥 상의 위치에 상기 선택된 관상동맥을 통과하는 선을 나타내는 그래픽 식별자를 포함하는, CAD 분석 시스템.
- 제9항에 종속하는 경우 제15항에 있어서, 상기 제1 및 제2 혈관 절편 식별자는 상기 제1 및 제2 혈관 절편 식별자들 중 하나를 사용하여 혈관 절편을 선택하면 상응하는 혈관 절편이 상기 제1 및 제2 혈관 절편 식별자들 중 다른 것을 사용하여 선택되도록 동기화되는, CAD 분석 시스템.
- 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 MPR 표현은 곡선형 다면 재구성(curved multiplanar reconstruction: CPR) 또는 직선형 다면 재구성(straightened multiplanar reconstruction: SPR)인, CAD 분석 시스템.
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스는 선택된 관상동맥 절편에 선택된 관상동맥의 축상 절편 표현을 더 포함하는, CAD 분석 시스템.
- 제18항에 있어서, 상기 축상 절편 표현은 내측 및 외측 혈관벽의 주석을 포함하는, CAD 분석 시스템.
- 제16항 또는 제19항에 있어서, 상기 축상 절편 표현에 대해, 상기 사용자 인터페이스는 상기 선택된 절편과 관련된 상기 협착 병변에 대한 협착 병변 특이적 정보를 더 포함하는, CAD 분석 시스템.
- 제20항에 있어서, 상기 선택된 절편과 관련된 상기 병변 특이적 정보는
상기 선택된 절편이 관련된 상기 협착 병변의 협착 수준;
상기 선택된 절편이 관련된 상기 협착 병변 상에 존재하는 플라크에 대한 플라크 유형 정보; 및/또는
상기 선택된 절편이 관련된 상기 협착 병변 상에 존재하는 취약성 플라크에 대한 취약성 플라크 유형 정보
를 포함하는, CAD 분석 시스템. - 제4항에 종속하는 경우 제21항에 있어서, 상기 선택된 절편이 관련된 상기 협착 병변의 협착 수준은 상기 관상동맥 모델 상의 상기 협착 병변을 표시하는데 사용된 색상을 사용하여 상기 협착 병변에 상응하는 상기 MPR 표현의 일부를 표시함으로써 전달되는, CAD 분석 시스템.
- 제4항에 종속하는 경우 제21항에 있어서, 상기 선택된 절편이 관련된 상기 협착 병변의 협착 수준은 상기 관상동맥 모델 상의 상기 협착 병변을 표시하는데 사용된 색상을 사용하여 상기 협착 수준을 나타내는 텍스트를 표시함으로써 전달되는, CAD 분석 시스템.
- 제18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 MPR 표현은 상기 선택된 관상동맥의 근위 절편을 나타내도록 구성된 근위 혈관 절편 식별자를 포함하고, 상기 근위 절편은 상기 선택된 혈관 절편 식별자보다 대동맥 근위에 위치하고, 상기 사용자 인터페이스는 상기 근위 관상동맥 절편에서 상기 선택된 관상동맥의 근위 절편 표현을 더 포함하는, CAD 분석 시스템.
- 제18항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 MPR 표현은 상기 선택된 관상동맥의 원위 절편을 나타내도록 구성된 원위 혈관 절편 식별자를 포함하고, 상기 원위 절편은 상기 선택된 혈관 절편 식별자보다 대동맥 원위에 위치하고, 상기 사용자 인터페이스는 상기 원위 관상동맥 절편에서 상기 선택된 관상동맥의 원위 절편 표현을 더 포함하는, CAD 분석 시스템.
- 제4항에 종속하는 경우 제18항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선택된 절편과 관련된 상기 협착 병변의 협착 수준은 상기 관상동맥 모델 상의 상기 협착 병변을 표시하는데 사용된 색상을 사용하여 상기 선택된 절편의 적어도 일부를 표시함으로써 사용자에게 전달되는, CAD 분석 시스템.
- 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스는 사용자의 입력에 반응하여 관상동맥 중심선을 표시하도록 구성된, CAD 분석 시스템.
- 제27항에 있어서, 상기 중심선의 경로는 사용자에 의해 편집가능한, CAD 분석 시스템.
- 제27항 또는 제28항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스는 사용자가 관상동맥과 관련된 새로운 중심선을 추가할 수 있도록 구성된, CAD 분석 시스템.
- 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스는 사용자의 입력에 반응하여 상기 관상동맥 모델 상의 석회화된 부피의 표현을 나타내도록 구성된, CAD 분석 시스템.
- 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스는 사용자의 입력에 반응하여 상기 관상동맥 모델 상의 취약성 플라크의 위치를 나타내는 정보를 표시하도록 구성된, CAD 분석 시스템.
- 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스는 표시된 정보의 스냅샷을 표시하고 상기 스냅샷에 사용자 주석의 추가를 가능하게 하도록 구성된, CAD 분석 시스템.
- 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스는 요약 환자 분석 정보를 표시하도록 구성된, CAD 분석 시스템.
- 제33항에 있어서, 상기 요약 환자 분석 정보는
상기 CT 스캔 데이터와 관련된 모든 병변의 최대 협착 수준을 나타내는 최대 협착 수준;
상기 CT 스캔 데이터에 존재하는 모든 취약성 플라크의 표시;
플라크 존재 및 플라크 유형의 표시;
CAC 점수;
CAD-RADS 분류; 및/또는
상기 CT 스캔 데이터의 병변의 수를 나타내는 병변 관여 점수
를 포함하는, CAD 분석 시스템. - 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스 상에 표시되는 적어도 일부의 CAD 관련 정보는 사용자에 의해 편집가능한, CAD 분석 시스템.
- 제1항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스는 상기 환자 CT 스캔 데이터와 관련된 CT 부피의 여러 CT 부피 표현을 동시에 나타내도록 구성되고, 각각의 CT 부피 표현은 서로 다른 방향으로 상기 CT 부피를 통해 연장되는 평면을 따라 이루어지고, 상기 표시된 여러 CT 부피 표현은 공통의 CT 부피 위치를 갖는, CAD 분석 시스템.
- 제36항에 있어서, 상기 CT 부피 표현은 상호 직교 방향으로 상기 CT 부피를 통해 연장되는 평면에 상응하는, CAD 분석 시스템.
- 제37항에 있어서, 상기 CT 부피 표현은 축상면, 관상면 및 시상면에 상응하는, CAD 분석 시스템.
- 제36항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인터페이스는 CT 부피 표현 상에 평면 표시를 나타내도록 구성되고, 상기 평면 표시는 다른 CT 부피 표현과 관련된 평면을 나타내고, 사용자가 상기 다른 CT 부피 표현과 관련된 평면을 변경하고 그에 따라 상기 표시된 다른 CT 부피 표현을 변경하기 위해 상기 평면 표시와 상호작용할 수 있도록 구성된, CAD 분석 시스템.
- 제39항에 있어서, 상기 평면 표시는 상기 평면 표시와 관련된 평면의 방향을 변화시키기 위해 변경가능한, CAD 분석 시스템.
- 제39항 또는 제40항에 있어서, 상기 평면 표시는 상기 다른 CT 부피 표현과 관련된 상기 평면에 수직인 선인, CAD 분석 시스템.
- 제37항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인터페이스는 사용자가 현재 CT 부피 표현과 관련된 평면에 평행한 다른 평면과 관련된 CT 부피 표현을 선택적으로 표시하기 위해 상기 CT 부피의 상기 여러 CT 부피 표현들 중 적어도 하나의 CT 부피 표현을 변경할 수 있도록 구성된, CAD 분석 시스템.
- 제36항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인터페이스는 상기 현재 CT 부피 표현의 평면에 평행한 다른 평면과 관련된 다른 CT 부피 표현을 나타내는 것에 반응하여 다른 CT 부피 표현 상에 평면 표시의 위치를 변경하도록 구성된, CAD 분석 시스템.
- 제36항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스는 상기 CT 부피의 상기 여러 CT 부피 표현과 함께 선택된 혈관의 혈관 MPR 표현을 표시하도록 구성되고, 상기 공통의 CT 부피 위치는 상기 혈관 MPR 상의 선택된 위치인, CAD 분석 시스템.
- 제44항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스는 사용자가 상기 혈관 MPR 상의 선택된 위치를 이동하고, 상기 혈관 MPR 상의 선택된 위치와의 동기화에서 상기 CT 부피의 상기 표시된 여러 CT 부피 표현들을 변경하여 상기 공통의 CT 위치가 상기 혈관 MPR 상의 상기 이동된 위치에 따라 변화할 수 있도록 구성된, CAD 분석 시스템.
- 제1항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 CAD 분석 시스템은 사용자가 표시된 CAD 분석 정보를 변경 및/또는 추가할 수 있도록 구성되고, 이에 반응하여 상기 분석 장치는 상기 변경 및/또는 추가를 고려하여 상기 환자 CT 스캔 데이터를 재분석하도록 구성된, CAD 분석 시스템.
- 제1항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스는 복수의 보기 창을 포함하고, 각각의 보기 창은 특정 정보 및/또는 상기 정보의 특정 표현과 관련되고, 상기 CAD 분석 시스템은 상기 표시된 보기 창이 맞춤화가능하도록 구성된, CAD 분석 시스템.
- 제47항에 있어서, 상기 표시된 보기 창은 상기 사용자에 의해 맞춤화가능한, CAD 분석 시스템.
- 제47항에 있어서, 상기 표시된 보기 창은 선택된 기능성에 반응하여 맞춤화되는, CAD 분석 시스템.
- 제1항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스는 각각의 복수의 플라크 유형에 서로 다른 색상을 부여하고 결정된 플라크 유형에 상응하는 색상으로 상기 플라크를 표시하여 관상동맥 상에 플라크 및 플라크 유형의 시각적 표시를 표시하도록 구성된, CAD 분석 시스템.
- 관상동맥질환(CAD) 분석 시스템으로서,
환자 CT 스캔 데이터에서 관상동맥 상의 석회화된 플라크의 존재를 나타내는 CAD 데이터를 수신하도록 구성된 CAD 분석 장치; 및
사용자 인터페이스로서,
사용자 제어가능 위치 표지가 있는 스크롤바 및 상기 스크롤바에 인접하게 배치된 관상동맥 칼슘 표시를 표시하고, 상기 위치 표지의 위치는 상기 환자 CT 스캔 데이터와 관련된 축을 따라 각각의 위치를 나타내는 상기 스크롤바에 상대적이고, 각각의 관상동맥 칼슘 표시는 상기 스크롤바 상의 상기 위치 표지의 상대적인 위치에 상응하는 상기 CT 스캔 데이터의 축 위치에서 관상동맥 상의 적어도 하나의 석회화된 부피를 나타내도록; 그리고
상기 위치 표지가 관상동맥 칼슘 표시에 인접하게 배치될 때 상기 관상동맥 칼슘 표시와 관련된 석회화된 부피를 나타내는 정보를 표시하도록
구성된, 상기 사용자 인터페이스
를 포함하는, CAD 분석 시스템. - 제51항에 있어서, 각각의 칼슘 표시는 그래픽 표지를 포함하고, 상기 그래픽 표지의 치수는 상기 관련된 석회화된 부피의 크기를 나타내는, CAD 분석 시스템.
- 제52항에 있어서, 상기 그래픽 표지는 선이고 상기 선의 길이는 상기 관련된 석화회된 부피의 크기를 나타내는, CAD 분석 시스템.
- 제51항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 칼슘 표시의 색상은 상기 석회화된 부피가 위치한 관상동맥을 나타내는, CAD 분석 시스템.
- 제54항에 있어서, 상기 칼슘 표시에 사용된 색상이 상기 칼슘 표시와 관련된 상기 석회화된 부피에도 사용되는, CAD 분석 시스템.
- 제51항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 표시된 석회화된 부피에 인접하여 혈관 라벨이 표시되는, CAD 분석 시스템.
- 제56항에 있어서, 상기 혈관 라벨은 사용자의 입력에 반응하여 표시된 석회화된 부피에 인접하여 표시되는, CAD 분석 시스템.
- 제56항 또는 제57항에 있어서, 표시된 석회화된 부피와 관련된 관상동맥 라벨은 관련된 관상동맥을 다른 관상동맥으로 변경하도록 사용자가 편집가능한, CAD 분석 시스템.
- 제51항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 비-관상동맥 칼슘은 상기 관상동맥 상에 표시된 상기 석회화된 부피와 다른 색상으로 표시되는, CAD 분석 시스템.
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