KR101677085B1 - 휴식 및 충혈 동안 관상동맥 혈류량 계산의 개인화를 위한 프레임워크 - Google Patents
휴식 및 충혈 동안 관상동맥 혈류량 계산의 개인화를 위한 프레임워크 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101677085B1 KR101677085B1 KR1020147028948A KR20147028948A KR101677085B1 KR 101677085 B1 KR101677085 B1 KR 101677085B1 KR 1020147028948 A KR1020147028948 A KR 1020147028948A KR 20147028948 A KR20147028948 A KR 20147028948A KR 101677085 B1 KR101677085 B1 KR 101677085B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- patient
- state
- coronary artery
- congestion
- model
- Prior art date
Links
- 206010020565 Hyperaemia Diseases 0.000 title description 4
- 210000004351 coronary vessel Anatomy 0.000 claims abstract description 82
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 claims abstract description 38
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 claims abstract description 37
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000004087 circulation Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 claims description 20
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 16
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 claims description 9
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 claims description 8
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims description 7
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims description 7
- 230000004872 arterial blood pressure Effects 0.000 claims description 6
- 230000035487 diastolic blood pressure Effects 0.000 claims description 6
- 230000035488 systolic blood pressure Effects 0.000 claims description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 5
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 claims description 4
- 230000000544 hyperemic effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 claims description 4
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 4
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 claims description 3
- 238000002583 angiography Methods 0.000 claims description 2
- 230000002792 vascular Effects 0.000 abstract description 4
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000002107 myocardial effect Effects 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- OIRDTQYFTABQOQ-KQYNXXCUSA-N adenosine Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O OIRDTQYFTABQOQ-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 210000000709 aorta Anatomy 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 3
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000010206 sensitivity analysis Methods 0.000 description 3
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 3
- 239000002126 C01EB10 - Adenosine Substances 0.000 description 2
- 229960005305 adenosine Drugs 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000003709 image segmentation Methods 0.000 description 2
- 238000001990 intravenous administration Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 210000004165 myocardium Anatomy 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000001839 systemic circulation Effects 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 210000005166 vasculature Anatomy 0.000 description 2
- 230000002861 ventricular Effects 0.000 description 2
- 206010002383 Angina Pectoris Diseases 0.000 description 1
- 206010002388 Angina unstable Diseases 0.000 description 1
- 206010020772 Hypertension Diseases 0.000 description 1
- 208000031481 Pathologic Constriction Diseases 0.000 description 1
- 208000007814 Unstable Angina Diseases 0.000 description 1
- 206010047700 Vomiting Diseases 0.000 description 1
- 230000008321 arterial blood flow Effects 0.000 description 1
- 230000001746 atrial effect Effects 0.000 description 1
- 239000010836 blood and blood product Substances 0.000 description 1
- 229940125691 blood product Drugs 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 208000029078 coronary artery disease Diseases 0.000 description 1
- 239000003218 coronary vasodilator agent Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003205 diastolic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000000004 hemodynamic effect Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 201000004332 intermediate coronary syndrome Diseases 0.000 description 1
- 238000001361 intraarterial administration Methods 0.000 description 1
- 210000005240 left ventricle Anatomy 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004118 muscle contraction Effects 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 208000037804 stenosis Diseases 0.000 description 1
- 230000036262 stenosis Effects 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 208000019553 vascular disease Diseases 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
- G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
- G16H50/50—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for simulation or modelling of medical disorders
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/02007—Evaluating blood vessel condition, e.g. elasticity, compliance
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/02028—Determining haemodynamic parameters not otherwise provided for, e.g. cardiac contractility or left ventricular ejection fraction
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/026—Measuring blood flow
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/48—Diagnostic techniques
- A61B6/481—Diagnostic techniques involving the use of contrast agents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
- A61B8/0891—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of blood vessels
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
- A61B5/022—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physiology (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Hematology (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
본 발명의 구체예는 환자의 휴식 상태 및 충혈 상태 동안 관상동맥 순환 파라미터를 비-침습적으로 측정하는 것에 관한 것이다. 충혈 상태 동안 관상 동맥에서의 혈류는 환자의 관상동맥 혈관 트리의 기능적 평가를 제공한다. 환자의 관상동맥 트리의 해부학적 모델을 얻기 위하여 영상 기술이 이용된다. 휴식 경계 상태는 휴식 상태에서 수행된 비-침습적 측정을 기초로 하여 계산되고, 산정된 충혈 경계 상태가 계산된다. 피드백 제어 시스템은 해부학적 모델을 기초로 한 모델 및 복수의 제어기를 이용하여 휴식 상태에 매칭하는 시뮬레이션을 수행하고, 이러한 각각의 제어기는 관상동맥 트리의 각각의 박출 변수와 관련된다. 모델 파라미터는 박출 변수가 휴식 상태 측정과 일치하도록 조절되고, 충혈 경계 상태는 이에 따라 조절된다. 충혈 경계 상태는 관상동맥 혈류량 및 관상동맥 압력 변수를 계산하는데 사용된다.
Description
관련 출원에 대한 상호-참조
본 출원은 2012년 3월 15일자 출원된 미국 가출원 일련 번호 제61/611,210호의 우선권을 주장하며, 본원에서는 상기 출원의 전체를 참조로 통합한다.
기술 분야
본 발명은 일반적으로, 환자의 관상동맥 순환 파라미터(coronary circulation parameter)의 측정, 및 더욱 특히, 환자의 휴식 상태(rest state) 및 충혈 상태(hyperemic state) 동안 관상동맥 순환 파라미터를 측정하기 위한 피드백 제어 시스템(feedback control system)을 사용하는 비-침습적 방법에 관한 것이다.
영상 결과는 병태를 진단하고 다양한 관상동맥 혈관에서의 폐색(blockage)과 같은 환자의 관상동맥 트리(coronary tree)와 관련된 치료를 결정하기 위하여 의사에 의해 전형적으로 사용된다. 예를 들어, 폐색이 심각하게 보이는 경우, 의사는 폐색을 완화시키기 위하여 스텐트 삽입(stent insertion) 또는 수술과 같은 외과적 측정을 수행할 수 있다. 그러나, 영상 결과만으로는 흔히 의사에게 완전한 평가가 제공되지 않는다. 특히, 영상 결과는 진단 및 후속 치료에서 의사에게 중요할 수 있는 환자의 관상동맥 트리의 기능적 평가를 제공하지 않는다. 따라서, 환자의 관상동맥 트리의 기능적 평가를 얻기 위한 비-외과적 방법을 지니는 것이 요망된다.
본 발명의 구체예는 비-외과적 측정을 통한 환자의 휴식 상태 및 충혈 상태 동안의 관상동맥 순환 파라미터의 측정, 및 피드백 제어 시스템을 기초로 한 반복적 파라미터 추정 프레임워크(iterative parameter estimation framework)를 제공한다. 이러한 비-외과적 방법은 환자의 관상동맥 혈관의 기능적 평가를 얻는 것을 가능하게 한다.
한 가지 구체예에 따르면, 관상동맥 순환 파라미터의 측정은, 환자의 관상동맥 트리의 해부학적 모델(anatomical model)을 영상을 통해 얻고; 휴식 상태에서 수행된 비-외과적 측정을 기초로 하여 환자의 휴식 경계 조건(rest boundary condition)을 측정하고; 환자의 충혈 경계 조건(hyperemic boundary condition)을 산출하고; 피드백 제어 시스템을 시행하여 휴식 상태에 매칭(matching)하는 시뮬레이션(simulation)을 수행하는데, 상기 피드백 제어 시스템이 관상동맥 트리의 해부학적 모델을 기초로 한 모델 및 복수의 제어기를 사용하고, 상기 각각의 복수의 제어기가 관상동맥 트리의 각각의 산출 변수와 관련되고, 모델의 파라미터는 산출 변수(output variable)가 휴식 상태 측정에 따르도록 조절되는, 휴식 상태에 매칭하는 시뮬레이션을 수행하고; 모델에 대한 조절을 기초로 하여 충혈 경계 조건을 조절하고; 조절된 모델을 이용하여 충혈 상태에 상응하는 흐름 산출(flow computation)을 수행함을 포함한다.
한 가지 구체예에서, 충혈 상태에 상응하는 시뮬레이션은 관상동맥 트리의 충혈 박출 변수를 생성시키며, 이러한 충혈 박출 변수는 관상동맥 혈류량과 관상동맥 압력 중 하나 이상을 포함한다.
한 가지 구체예에서, 환자의 관상동맥 트리의 해부학적 모델은 CT 스캔, MRI 스캔, 혈관조영 스캔(angiography scan), 초음파 스캔(ultrasound scan), 및 심장 관류 스캔(cardiac perfusion scan) 중 하나 이상을 통해 얻어진다.
한 가지 구체예에 따르면, 휴식 상태에서 수행된 비-침습적 측정은 심박수(heart rate), 수축기 혈압(systolic blood pressure), 및 확장기 혈압(diastolic blood pressure) 중 하나 이상을 포함한다.
한 가지 구체예에서, 환자의 휴식 경계 조건은 휴식 상태 동안 혈관 출구(vessel outlet)에서의 단자 저항(terminal resistance) 및 정전용량(capacitance) 값을 포함한다. 한 가지 구체예에 따르면, 휴식 경계 조건은 심장 관류 검사로부터의 정보를 이용하여 조절된다.
한 가지 구체예에서, 환자의 충혈 경계 상태는 환자의 휴식 경계 상태와 함수 관계에 있으며, 충혈 상태 동안 혈관 출구에서의 말단 저항 값을 포함한다. 한 가지 구체예에 따르면, 충혈 경계 상태는 심장 관류 검사로부터의 정보를 이용하여 조절된다.
한 가지 구체예에서, 복수의 제어기 중 첫 번째 제어기는 관상동맥 트리의 관상동맥 저항과 관련되며, 복수의 제어기 중 두 번째 제어기는 심박출량(cardiac output)과 관련된다.
한 가지 구체예에 따르면, 모델 파라미터는, 박출 변수가 측정된 환자의 데이터와 일치할 때까지 일련의 반복으로 조절된다.
본 발명의 추가의 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조로 하여 진행되는 예시적인 구체예의 하기 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 양태는, 첨부된 도면과 관련하여 읽을 때에 하기 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 본 발명을 예시하려는 목적으로, 본원에서 바람직한 도면 구체예가 나타나 있지만, 본 발명은 개시된 특정 수단으로 제한되지 않음이 이해된다. 도면에는 하기 도면들이 포함된다.
도 1은 한 가지 구체예에 따른 환자의 충혈 상태 동안 관상동맥 순환 파라미터를 비-침습적으로 측정하기 위한 작업흐름(workflow)에 대한 개략도이다.
도 2는 한 가지 구체예에 따른 휴식 상태에서의 경계 상태의 산정에 대한 도면이다.
도 3은 한 가지 구체예에 따른 충혈 상태에서의 경계 상태의 산정에 대한 도면이다.
도 4는 한 가지 구체예에 따른 휴식 상태 시뮬레이션에 사용된 피드백 제어 시스템의 블록 다이어그램 도면이다.
도 5a 및 5b는 한 가지 구체예에 따른 환자의 충혈 상태 동안 관상동맥 순환 파라미터를 측정하는 과정을 예시하는 순서도이다.
도 6은 다양한 구체예에 사용된 관상동맥 순환 시스템의 도면이다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 양태의 테스트 시나리오(test scenario)에 대한 분석 결과를 도시한 것이다.
도 8a, 8b, 8c, 및 8d는 한 가지 구체예에 따른 대표적인 시뮬레이션 동안의 관상동맥 순환 파라미터를 예시하는 일련의 그래프이다.
도 1은 한 가지 구체예에 따른 환자의 충혈 상태 동안 관상동맥 순환 파라미터를 비-침습적으로 측정하기 위한 작업흐름(workflow)에 대한 개략도이다.
도 2는 한 가지 구체예에 따른 휴식 상태에서의 경계 상태의 산정에 대한 도면이다.
도 3은 한 가지 구체예에 따른 충혈 상태에서의 경계 상태의 산정에 대한 도면이다.
도 4는 한 가지 구체예에 따른 휴식 상태 시뮬레이션에 사용된 피드백 제어 시스템의 블록 다이어그램 도면이다.
도 5a 및 5b는 한 가지 구체예에 따른 환자의 충혈 상태 동안 관상동맥 순환 파라미터를 측정하는 과정을 예시하는 순서도이다.
도 6은 다양한 구체예에 사용된 관상동맥 순환 시스템의 도면이다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 양태의 테스트 시나리오(test scenario)에 대한 분석 결과를 도시한 것이다.
도 8a, 8b, 8c, 및 8d는 한 가지 구체예에 따른 대표적인 시뮬레이션 동안의 관상동맥 순환 파라미터를 예시하는 일련의 그래프이다.
본 발명의 구체예는 환자의 휴식 상태 및 충혈 상태 동안의 관상동맥 순환 파라미터를 비-침습적으로 측정하는 것에 관한 것이다. 충혈 상태 동안 관상 동맥에서의 혈류는 진단과 치료를 위해 의사에게 중요한 도구로서 역할을 하는 환자의 관상동맥 트리의 기능적 평가를 제공한다. 충혈 상태는, 심장이 휴식 상태에서보다 많은 혈액을 펌핑하는 비-휴식 상태를 일컫는다. 본 발명의 구체예에 의해 제공되는 비-침습적 방법은 환자가 예를 들어, 감염과 같은 위험을 본질적으로 지니는 길고/길거나 불편한 침습적 조치에 처해지지 않기 때문에 바람직하다.
구체예에 따르면, 영상 결과는 환자의 관상동맥 혈관 또는 관상동맥 트리의 해부학적 뷰(view) 또는 모델을 제공하는데 사용된다. 영상에 의해 제공된 해부학적 정보는 관상동맥 트리에서 폐색의 크기 및 위치와 같은 특징을 포함한다. 해부학적 정보가 환자에게 기능적으로 어떻게 영향을 미치는지를 알아보기 위해서, 본 발명의 구체예는 충혈 상태 동안 관상 동맥에서 혈류를 측정하기 위한 방법을 제공한다. 이러한 방법은 휴식에서 비-외과적으로 획득된 환자의 데이터로부터 경계 조건을 측정하는 신규한 추정 과정을 기초로 한다. 다변수 피드백 제어 프레임워크는 영상에 의해 제공된 해부학적 정보를 기초로 하여 시뮬레이션된(simulated) 파라미터 값이 휴식 상태 동안 개개의 환자에 대하여 추정된 값에 매칭함을 보장하는데 이용된다. 충혈에서의 경계 조건은 공지된 물리적 특징 및 현상을 기초로 한 전달 함수(transfer function)를 통해 각각의 휴식 상태 값으로부터 유추된다. 휴식 상태 동안 관상동맥 혈류의 주요 결정 요인인 파라미터는 예를 들어, 심박수, 평균 대동맥 압력(average aortic pressure), 및 심근 질량(myocardial mass)이다. 이러한 파라미터(및 결과적으로 휴식 순환(rest circulation))는 개인에 따라서 높은 가변성(variability)을 지니기 때문에, 주요 관상동맥 진단 지수(coronary diagnostic index)는 특정 환자에게 특이적인 충혈 혈류 조건을 기초로 한다.
본원에 제공된 구체예에 따르면, 본 방법은 다음과 같이 요약될 수 있다: 먼저, 휴식 경계 상태를 측정하고, 이어서 충혈 경계 상태를 계산한다. 그 다음, 피드백 제어 시스템을 이용하여 휴식 상태에 매칭하는 시뮬레이션을 수행한다. 마지막으로, 충혈 경계 상태를 확립한 후에, 제어 루프(control loop)로부터 관상동맥 모델을 얻고, 충혈 상태에 상응하는 시뮬레이션을 수행한다.
도 1은 환자의 충혈 상태 동안의 관상동맥 순환 파라미터를 비-침습적으로 측정하기 위한 작업흐름(100)의 고-수준 개략도를 제공한 것이다. 작업흐름(100)의 각각의 단계와 관련된 추가의 양태는 하기에서 더욱 상세하게 제공된다. 작업흐름(100)의 단계(110)는 환자의 휴식 상태에서의 영상 획득 및 비-침습적 측정을 나타낸 것이다. 영상 획득은 CT 스캔, MRI 스캔, 혈관조영 스캔, 초음파 스캔, 심장 관류 스캔, 또는 환자의 해부학적 프레임워크의 정확하고 깨끗한 영상을 얻을 수 있는 다른 기술로 획득될 수 있다. 비-침습적 측정은 심박수 및 혈압을 포함할 수 있지만, 이로 제한되지 않는다.
(120)에서, 해부학적 모델링이 수행되어 환자의 관상동맥 트리의 해부학적 모델을 기초로 한 프레임워크가 유추된다. 해부학적 모델링은 예를 들어, 관상동맥 트리의 다양한 부위를 통한 흐름 및 압력과 같은 환자의 획득된 영상에 대한 파라미터를 확립하는 것을 포함할 수 있다. 해부학적 모델링은 또한 관상동맥 트리를 분할하여 특정 환자에 대하여 관심의 대상이 되는 영역에 초점을 맞추는 것을 포함할 수 있다. 해부학적 모델링은 환자의 관상동맥 혈관, 근위 대동맥(proximal aorta), 및 심근의 3D 모델을 구성하는 것을 포함할 수 있다.
작업흐름(100)의 단계(130)는 예를 들어, 환자와 관련된 임상의의 지식 또는 그 밖의 정보를 기초로 하여 모델을 조절하도록 해부학적 모델에 피드백을 제공함을 포함하는 임상의의 입력을 나타낸다.
혈류량 계산은 필요에 따라 입력되는 임상의로부터의 피드백(작업흐름(100)의 (130))에 의해 환자의 관상동맥 트리의 기능적 평가를 달성하도록 (140)에서 계산된다. 혈류량 계산에는 충혈 경계 상태가 이용되고, 이러한 충혈 경계 상태는 휴식 상태에 매칭하는 시뮬레이션을 수행하는 피드백 제어 시스템을 적용한 결과로 조절된다. 피드백 제어 시스템은 관상동맥 트리의 해부학적 모델을 기초로 한 모델을 이용하고, 또한 복수의 제어기를 포함하며, 각각의 복수의 제어기는 관상동맥 트리의 각각의 박출 변수와 관련된다. 모델은 박출 변수가 휴식 상태 측정과 일치하도록 조절된다. 휴식 상태 측정에 따른 박출 변수는 모델이 환자를 정확하게 반영하는 지표이다. 그 후에, 충혈 경계 상태가 모델에 대해 이루어지는 조절을 기초로 하여 조절된다. 피드백 제어 시스템은 도 4, 5a, 및 5b와 관련하여 더욱 상세하게 기재된다.
레포트(report)는, 조절된 모델을 이용한 충혈 상태에 상응하는 시뮬레이션의 결과를 나타내는 레포트로 (150)에서 제공된다. 이러한 레포트는 환자의 관상동맥 트리의 기능적 평가를 포함하며, 의사에게 중요한 진단 도구로서 역할을 하는 충혈 상태를 기초로 한 분획 혈류 예비력(fractional flow reserve: FFR) 및 관상동맥 혈류 예비력(coronary flow reserve: CFR) 파라미터와 같은 정보를 포함할 수 있지만, 이로 제한되지 않는다.
환자의 관상동맥 혈류의 정확한 시뮬레이션을 위하여, 전산 유체 역학(computational fluid dynamic: CFD)-기반 방법을 위한 두 가지 중요한 요건은 (a) 관상동맥 혈관 트리의 해부학적 모델 및 (b) 입구 및 출구에서의 경계 상태이다. 전자는 의료 영상 처리(medical image processing)에서 최근의 진보로 다중 영상 분할(multi-modality image segmentation) 및 표면 요소 생성(surface mesh generation)을 위한 자동화, 반자동화 또는 완전-자동화 알고리즘(algorithm)을 사용함으로써 해결되었다.
도 2는 휴식 상태에서의 경계 상태를 산정하기 위한 도면(200)을 제공한 것인 반면, 도 3은 충혈 상태에서의 경계 상태를 산정하기 위한 도면(300)을 제공한 것이고, 이 둘 모두는 하기에서 보다 충분히 기재된다.
휴식 상태에서 경계 상태의 산정
관심의 대상이 되는 영역, 즉, 관상동맥 혈관 트리가 보다 큰 순환 시스템의 일부이기 때문에, 입구 및 출구 경계 조건은 이들이 환자의 순환에 대한 근위 및 원위 현상을 충분히 모델링하도록 선택된다. 모델은 흐름에 대한 심근 수축(myocardial contraction)의 영향을 고려한다. 이러한 집중 모델(lumped model)은 미세-혈관 상(micro-vascular bed)을 나타내는 저항과 순응(compliance)의 세트로 구성된다. 순응은 과도적 파형(transient waveform)에 영향을 미치고, 반면에 평균치는 저항에 의해서만 영향을 받는다. 중요한 진단 지수(예컨대, FFR 및 CFR)가 심근 주기(cardiac cycle)에 걸친 평균 양을 기초로 하기 때문에, 경계 조건 추정은 출구를 통하는 흐름에 대한 압력의 비율로 규정되는 각각의 출구에서의 저항 값을 정확하게 측정하는데 제한된다. 평균 동맥압(Mean arterial pressure: MAP)은 건강한 심외막 동맥(epicardial artery)에서 일정하며, 수축기 커프 혈압(systolic cuff blood pressure: SBP), 확장기 커프 혈압(diastolic cuff blood pressure: DBP) 및 심박수에 의해 하기와 같이 추정될 수 있다:
관상동맥 흐름은 심장의 산소 요구량(oxygen demand)에 좌우되며, 관상동맥 모세관에서 산소 추출(oxygen extraction)은 휴식 상태에서도 최대 수준에 가깝기 때문에, 증가된 대사 요구량(metabolic need)은 증가된 흐름을 통해서만 만족될 수 있고, 그에 따라서, 관상동맥 흐름은 산소 요구량에 비례하게 된다. 비-외과적 측정을 통해 관상동맥에서 산소 요구량과 소비량을 정량하기는 어렵다. 산소 소비량의 주요 결정인자로서 심박수의 의해서 기계적 변수로부터 산소 소비량을 추정하기 위한 여러 방법이 과거에 제안되었다. 두 번째 주요 결정인자는 압력이다(압력 발생은 근육 수축, 즉, 흐름보다 산소를 더 많이 소비함). 심근의 산소 소비량을 추정하기 위해 가장 널리 사용되는 지수는 심박수-혈압 생성물(rate-pressure product)이고, 이는 다음에 따른다:
휴식 혈류량의 절대값(Q rest )을 결정하기 위해서, 휴식 관류에 전체 심근 질량을 곱한다. 정상 심장에서, 좌심실(left ventricle)은 전형적으로 전체 질량의 2/3를 나타낸다. 즉, 
이다. 따라서, 전체 관상동맥 저항은 
로 계산될 수 있다. M LV 값은 심근 분할에 의해 CT 영상으로부터 산정된다. 그 다음 단계는 출구에서 다양한 집중 모델로 전체 저항을 분배하는 것이다. 이를 수행하기 위하여, 혈류에 필요한 에너지와 맥관구조(vasculature)를 유지하는데 필요한 에너지를 명시한 머레이 법칙(Murray's law)에 의해 최소인 것으로 산정되고, 그에 따라서, 
이다(여기서, k는 상수이고, r은 혈관의 반경임). 출력 계수를 위하여 3의 값이, 유량이 실질적으로 변화하는 경우에, 벽면 전단 응력(wall shear stress)(속도)에 대하여 관찰된 불변성을 통해 제안되었다. 그 다음, 모든 출구 혈류량의 합인 절대 휴식 혈류량이 다음과 같이 기재된다:
특정 출구를 통한 혈류량은 다음과 같이 결정된다:
따라서, 말단 저항은 이제 다음과 같이 결정될 수 있다:
도 2를 참조하면, 도면(200)은 방정식 (1), (2), 및 (3)에 대하여 상기 기재된 바와 같은, 휴식 상태에서의 경계 상태의 산정에 대한 간략한 요약을 제공한 것이다. 산정에 사용된 입력 파라미터(210)는 심박수, 확장기 혈압, 수축기 혈압, 및 영상 데이터(예컨대, CT 영상 데이터)를 포함한다. 휴식에서의 경계 상태 산정(220)은 입력 파라미터(210) 및 방정식 (1), (2), 및 (3)으로 수행되어, 휴식에서의 관상동맥 상 및 체순환 경계 상태(230)를 생성시킨다. 휴식에서의 경계 상태는 심박수-혈압 생성물인 q rest ; 특정 출구를 통한 혈류량인 Q i ; 및 말단 저항인 R i 를 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.
충혈에서 경계 상태의 산정
관상동맥내 및 정맥내 약물-유도된 충혈은 미세-혈관 저항에서 유사한 감소를 초래한다. 아데노신(adenosine)의 정맥내 투여는 약간의 심박수 증가 및 혈압 감소를 초래한다. 시뮬레이션을 위하여, 관상동맥내 혈관확장제(vasodilator)의 효과가 무한히 연장될 수 있으며, 이는 심박수와 혈압에 최소로 영향을 미친다. 아데노신은 정상의 건강한 대상(관상 동맥 질환 없음)에 대하여 약 4.5의 관상동맥 유속의 증가를 초래한다. 혈압이 충혈 동안 약간 감소하기 때문에, 혈류량에서 4.5배 증가는 관상동맥 저항에서의 4.5배 감소를 의미하지 않는다. 전체 관상동맥 저항 지수(total coronary resistance index: TCRI)는 다음과 같이 계산될 수 있다:
다양한 연구 과정에서 TCRI = 0.22인 평균치가 얻어졌다. 이는 75bpm 미만의 HR의 경우의 0.22에서부터, lOObpm의 심박수의 경우에 0.26으로 증가하고, 120bpm의 심박수의 경우에 0.28로 증가한다. 따라서, HR 보정된 TCRI을 얻기 위해 다음 관계가 유추될 수 있다:
마지막으로, 충혈 미세-혈관 저항은 다음에 의해 계산된다:
도 3을 참조하면, 도면(300)은 방정식 (4) 및 (5)에 관하여 상기 기재된 바와 같은, 충혈에서 경계 상태의 산정에 대한 간략한 요약을 제공한 것이다. 입력 파라미터(210) 및 휴식 상태에서 경계 상태 산정(220)은 방정식 (4) 및 (5)에 의해 표현되는 바와 같이 충혈의 영향에 대한 모델(310)에 적용된다. 이는 충혈에서의 관상동맥 상 및 체순환 경계 상태(320)를 생성시킨다. 충혈에서의 경계 상태는 전체 관상동맥 저항 지수인 TCRI; 및 충혈의 미세-혈관 저항인 ( R i ) hyper 를 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.
피드백 제어 시스템
관상동맥 진단 지수를 정확하게 평가하기 위하여, CFD 시뮬레이션의 목적은 환자가 휴식/약물-유도된 관상동맥내 충혈에 있는 경우에 얻어지는 것과 동일한 관상 동맥 내부의 평균 압력 및 유량을 얻는 것이다. 제안된 방법은 휴식 상태 동안 획득된 파라미터를 기초로 하고 있기 때문에, 먼저 휴식 상태에 대한 시뮬레이션을 설정한 후, 충혈로 변환시키는 것이 중요하다. 관상동맥 저항은 휴식 상태에서 경계 조건의 추정의 설명에 대하여 상기 기재된 바와 같이 결정된다. 그 결과, 시뮬레이션된 MAP이 방정식(1)을 통해 결정된 값에 매칭하는 경우, 관상동맥 흐름은 자동적으로 추정된 값에 매칭한다. 관상동맥내 약물-유도된 충혈 동안, MAP는 관상동맥 저항의 감소로 인해 약간 떨어진다. 이러한 양태를 캡쳐(capture)하기 위하여, 관상동맥 트리는 대동맥에 커플링(coupling)된다. 이러한 커플링은 또한 입구 경계 조건을 제공하기 위해 단순화된 심장 모델의 사용을 가능하게 한다. 관상동맥만이 모델링되는 경우, 시간-가변성 흐름 또는 압력이 유입에서 필요할 것이며, 이들 중 어느 것도 비-외과적으로 가능하지 않다. 휴식에서의 관상동맥 흐름은 전체 심박출량(cardiac output)의 약 4-5%를 나타낸다. 관상동맥 순환에 초점이 맞춰져 있지만, 체순환(대동맥과 다른 근위 혈관의 출구에 커플링됨)은 전체 관상동맥 흐름이 심박출량의 약 4-5%가 되도록 맞춰진다. 두 번째 기준 변수는 심박출량의 퍼센트(percent)와 같은 관상동맥 흐름이다. 휴식 동안 이에 대한 정확한 추정은 충혈에서 시뮬레이션을 수행하는 경우에 대동맥 압력에서의 정확한 감소를 얻는데 중요하다.
도 4는 휴식 상태 추정, 및 충혈 상태에 대한 흐름 추정에 사용되는 피드백 제어 시스템(400)을 나타낸 것이다. 피드백 제어 시스템은 관상동맥 트리의 해부학적 모델을 기초로 한 모델(430)을 이용하며, 복수의 제어기(예컨대, 제어기(410 및 420))를 포함하고, 각각의 제어기는 관상동맥 트리의 각각의 산출 변수에 상응한다. 도시된 바와 같이, 제어기(410)는 관상동맥 트리의 관상동맥 저항에 관련된 체계적인 저항 제어기이며, 제어기(420)는 심박출량과 관련된 심박출량 제어기이다. 환자 모델(430)(즉, 환자에 대한 관상동맥 트리의 해부학적 모델)은 흐름 및 압력의 시뮬레이션된 값을 생성시키는데 사용된다. 시뮬레이션된 값은 흐름 산출 방정식(산출 (440 및 450))으로 맞춰지며, 이의 결과는 비-외과적 측정으로부터 유추된 결과와 비교된다. 비교로부터 에러(error; E)가 존재하는 것으로 측정되는 경우, 제어기(410 및 420)는 산출 변수가 휴식 상태 측정에 따르게 하도록 모델(430)의 파라미터를 조절한다. 이러한 과정은 모델(430)이 환자를 정확하게 반영할 때까지 여러회 반복될 수 있다. 더욱이, 추가의 제어기(미도시)가 또한 피드백 제어 시스템(400)에 도입될 수 있다. 포함되는 경우, 각각의 추가의 제어기는 관상동맥 혈관 트리의 또 다른 양태와 관련되며, 환자 모델(430)의 정확도를 증가시킬 수 있다.
일단 박출 변수가 비침습적 측정을 기초로 하는 변수에 따르면, 충혈 경계 상태는 이에 따라서 환자 모델(430)에 대하여 이루어진 조절을 기초로 하여 조절되며, 환자의 충혈 상태 동안 관상동맥 순환 파라미터(혈류량 및 압력)를 얻는 혈류량 계산 방정식에 사용된다.
이러한 과정은 도 5a의 순서도(500) 및 도 5b의 계산 도면(570)에 추가로 나타나 있다. 도 5a를 참조하면, (510)에서 모델 파라미터가 초기화된다. 이는 예를 들어, 혈류량 및 압력의 시뮬레이션된 값에 관한 것이다. (520)에서, 혈류량 계산이 수행된다. (530)에서, 측정된 데이터(비-침습적 측정을 기초로 함)와 시뮬레이션된 데이터(모델을 기초로 함) 사이에 비교가 이루어진다. (540)에서, 목표치가 만족스러운 경우를 확립하기 위한 측정이 이루어진다. 목표치는 측정된 데이터와 시뮬레이션된 값 간의 백분율 오차(percent error)와 관련이 있을 수 있다. 백분율 오차가 소정의 값(각각의 변수에 대하여 상이할 수 있음) 또는 그 미만인 경우, 목표치는 만족스러운 것이다. (550)에서, 백분율 오차가 소정의 값 이상인 경우, 모델 파라미터는 제어기(410 및 420)에 의해 결정되는 바와 같이 업데이트(update)되어야 한다. (520)에서의 계산, (530)에서의 평가, 및 (540)에서의 목표치를 만족시키는 측정이 반복된다. 일단 목표치가 만족스러우면, 결과는 (560)에서 반복될 수 있다.
도 5b는 환자의 충혈 상태 동안 관상동맥 순환 파라미터(혈류량 및 압력)를 야기하는 계산 과정(570)을 도시한 것이다. 심장 모델(575) 및 환자 모델(580, 585)과 함께 충혈에서의 경계 상태(320)를 이용한 혈류량 계산(590)은 충혈에서의 관상동맥 혈류량 및 관상동맥 압력(595)을 유추하는데 사용된다. 이러한 파라미터는 환자의 다른 충혈 변수를 결정하는데 사용될 수 있다.
감도 분석(sensitivity analysis)으로부터, 심장 모델의 심박출량, 즉, 최대 탄성 시간(time of maximum elastance), 최대 수축능(maximum contractility), 데드 용량(dead volume), 초기 좌심실(LV) 용량, 전신 저항(systemic resistance) 또는 좌심방 압력(left atrial pressure)(심박수가 주어지고 변화될 수 없음)을 변화시키 위한 다양한 방식이 있다. 가장 높은 감도는 초기 LV 용량 및 데드 용량 간의 차이로 인한 것이다. 제안된 방법의 목적은 환자-특이적 정상 상태(patient-specific steady-state)에 정확하게 매칭하는 정상-상태에 도달하는 것이고, 제어 메카니즘의 과도적 양태를 반드시 모델링하는 것은 아님을 주지하라. 일단 시뮬레이션이 모이고, 전신 저항 및 초기 LV 용량과 데드 용량 간의 차이에 대한 값이 결정되면, 제어 루프는 중지되고, 휴식 출구 저항은 충혈 저항과 교체된다. 따라서, MAP는 약간 떨어지고, 전체 혈류량으로부터의 관상동맥 혈류량으로 표현되는 백분율은 훨씬 더 높아지게 되는데, 그 이유는 관상동맥 혈류량이 몇 배 증가하기 때문이다. 시뮬레이션은 모일 때까지 다시 작동된다.
도 6은 "BC"로 표시된 경계 상태 값을 나타내는 관상동맥 순환 모델의 도면(600)을 제공한 것이다. Ra는 근위 동맥 저항을 나타낸 것이고; Ca는 동맥 순응성(arterial compliance)을 나타낸 것이고; Ram은 미세혈관 동맥 저항을 나타낸 것이고; Cim은 심근내 순응성을 나타낸 것이고(심장수축성 수축에서의 용량 감소를 설명함); Rvm은 미세혈관 정맥 저항을 나타낸 것이며; Rv는 정맥 저항을 나타낸 것이다.
본원에 기재된 방법은 감소-차수 환자-특이적 모델(reduced-order patient-specific model)을 이용하여 시험된다. 근위 혈관은 ID 세그먼트(ID segment)를 이용하여 모델링되는 반면, 미세-혈관 상은 3-엘리먼트 윈드케셀 모델(3-element Windkessel model)을 통해, 또는 관상동맥 순환에 대하여 특수화된 집중 모델을 통해 표현된다. 전체 유출 저항(total outflow resistance)이 결정되는데, 집중 관상동맥 모델은 4개의 상이한 저항으로 구성된다. 제 1 저항은 반사를 최소화시키기 위해 특징적 저항과 동일한 반면, 제 3 및 제 4 저항은 일정한 것으로 여겨지는 미세-혈관 정맥 및 정맥 저항을 나타낸다. 따라서, 미세-혈관 동맥 저항은 전체 및 3개의 다른 저항 사이의 차이에 따라 결정된다. 평균 압력 및 흐름은 전체 저항에 좌우되는 것이고, 개별 저항에 대한 이의 분포에 좌우되지 않음을 주지하라. 환자-특이적 데이터는 영상 분할, 센터라인(centerline) 및 루멘 추출(lumen extraction)에 의해 관상동맥 CTA 스캔으로부터 추출되었다. 체순환은 평균 길이 및 반경으로 표현되지만 이는 결과에 영향을 미치지 않는데, 그 이유는 체순환의 법칙이 충혈 조건을 정확하게 캡쳐해야 하고, 이러한 목적은 휴식 상태 압력 및 관상동맥 흐름의 백분율이 환자-상태에 매칭되는 경우에 달성되기 때문이다. 1.0cm의 길이를 지니는 인공의 65% 직경 협착(stenosis)은 좌 하행 동맥 가지(left descending artery branch) 중 하나 상에 도입된다. 민감도 분석(sensitivity analysis)은 제안된 방법의 4개의 상이한 입력 파라미터에 대하여 수행된다: 심박수, 수축기 및 이완기 압력(MAP가 실제 입력이기 때문에 함께 얻어짐), 좌심실 질량 및 출력 계수(n). 분석에 이용된 기본 값은 다음과 같다: HR = 60bpm, SBP = 140mmHg, DBP = 100mmHg, LVM = 250gm, n = 3. 각각의 입력 파라미터는 ±10%, ±20% 및 ±30%로 각각 달라진다(±10% 및 ±20%로만 변화되는 경우엔 출력 계수 제외). 커프 압력은 동일한 백분율로 동시에 달라졌다.
도 7a 및 7b는 전이-협착 압력 강하(trans-stenotic pressure drop)(P) 및 Pd/Pa에 대한 민감도 분석의 결과(710 및 720)를 각각 나타낸 것이다. P에 대한 가장 높은 민감도는 커프 압력, 이어서, LVM에 대한 것이다(도 7a에서의 (710) 참조). FFR(Pd/Pa)의 경우, 가장 높은 민감도는 LVM, 이어서, HR에 대한 것이다(도 7b에서의 (720) 참조). 두 경우 모두에서, 출력 계수는 최소의 영향을 지닌다. 정확한 산출 경계 조건 추정을 위한 필요성을 추가로 입증하기 위하여, 충혈 저항은 ±10%, ±20% 및 ±30%까지 직접적으로 조작되었고, 하기 표 I은 ΔΡ 및 FFR에 대한 결과를 나타낸 것이다. 결과는 도 4에 도시된 것과 같은 제어 루프, 또는 환자의 심박수 및 압력에 매칭하는 어떠한 다른 방법을 이용하기에 충분하지 않지만, 혈류역학 지표(hemodynamic index)의 값을 정확하게 추정하기 위해서 각각의 유출 혈관의 휴식 및 충혈 미세-혈관 저항을 정확하게 측정하는 것이 중요하다는 것을 분명하게 보여준다. 주어진 경우에, FFR 값은 임상 시험(clinical practice)에서 사용되는 컷-오프 값(cut-off value)을 교차하는 간격인 0.628 내지 0.784로 달라진다.
표 I
도 8a 내지 8d는 파라미터의 기본 값으로 수행된 시뮬레이션 동안 두 개의 제어된 변수(대동맥 압력(도 8a에서의 (810)) 및 관상동맥 혈류량의 백분율(도 8b에서의 (820)))와 시스템 입력(전신 저항(도 8d에서의 (840)) 및 초기 LV 용량(도 8c에서의 (830)))의 진행을 나타낸 것이다. 각각의 플롯(plot)은 다음과 같은 세 개의 섹션(section)으로 나뉘어진다: 초기화 기간을 나타내는 (1), 도 4에 나타나 있는 피드백 제어 시스템이 사용되고 휴식 상태가 시뮬레이션된 동안의 기간을 나타내는 (2), 및 충혈 상태의 시뮬레이션을 나타내는 (3). 도 8a 및 8b는 시뮬레이션의 시기(2) 동안에 값이 환자의 휴식 상태에 대하여 산정된 기준 값으로 어떻게 모이는지를 분명하게 보여준다. 시기(3)(충혈) 동안, 두 개의 시스템 입력은 일정하게 유지되고(피드백 루프가 더 이상 사용되지 않음), 관상동맥 저항이 감소되기 때문에, 대동맥 압력은 감소하고, 관상동맥 혈류량 백분율은 증가한다.
CFD-기반 시뮬레이션이 환자-특이적 관상동맥 압력 및 흐름에 매칭함을 보장하는데 사용될 수 있는 피드백 제어 시스템과 함께 환자-특이적 관상동맥 경계 조건(휴식 및 충혈에서)을 추정하기 위한 방법이 도입된다. 이러한 방법의 주요 이점은 휴식 상태 동안 비-외과적으로 획득된 파라미터만을 기초로 하고, 전차수(full-order) 또는 감소 차수(reduced-order) 시뮬레이션에 사용될 수 있다는 것이다. 추가로, 이러한 방법은 충혈 상태만을 기초로 하거나(예, FFR), 휴식 상태와 충혈 상태 둘 모두를 기초로 하는(예, CFR) 관상동맥 진단 지수를 평가하기 위해 사용될 수 있다.
제안된 방법은 성별(gender)간 차이를 고려하지 않지만(여성은 유사한 양의 심근 질량의 경우 더 높은 휴식 혈류량을 필요로 함), 휴식 관상동맥 혈류량을 평가하는 경우에 성별을 또한 고려하는 연구는 없다. 휴식시 협심증(rest angina)이 있는 환자는 배제해야 하는데, 그 이유는 협심증은 휴식 혈류량이 산소 요구량에 매칭하지 않음을 의미하며, 그에 따라서 방정식(1)은 더 이상 유효하지 않을 수 있기 때문이다. 고혈압 환자와 미세-혈관 질환이 있는 환자는 개별적으로 모델링되어야 하는데, 그 이유는 방정식(4)를 통해 계산되는 TCRI 값이 더 이상 유효하지 않을 것이기 때문이다.
피드백 제어 시스템(400)은 본원에 기재된 계산 및 작업을 수행하기 위한 하나 이상의 가공 장치, 계산 장치, 또는 프로세서(processor) 등일 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서는 휴식 상태 및 충혈 상태의 경계 상태를 결정하고, 환자 모델(430) 및 제어기(410 및 420)를 시행하며, 혈류량 계산을 결정하는 계산 및 작업을 수행하는데 사용될 수 있다.
피드백 제어 시스템(400)은 하나 이상의 메모리 장치(memory device)(미도시), 예컨대, 읽기 전용 메모리(read only memory: ROM), 랜덤 액세스 메모리(random access memory: RAM), 하나 이상의 임의의 비-일시적 메모리 장치, 예컨대, 외부 또는 내부 DVD 드라이브, CD ROM 드라이브, 하드 드라이브(hard drive), 플래쉬 메모리(flash memory), 또는 USB 드라이브 등과 인터페이스(interface)로 접속될 수 있다. 메모리 장치는 어떠한 소프트웨어 모듈(software module), 명령(instruction), 또는 데이터를 저장하기 위한 개별 파일(file) 및/또는 하나 이상의 데이터베이스(database)를 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 기재된 바와 같은 과정과 관련된 어떠한 기능 단계를 수행하기 위한 프로그램 명령, 소프트웨어, 또는 인터랙티브 모듈(interactive module)은 ROM 및/또는 RAM에 저장될 수 있다. 임의로, 프로그램 명령은 탠저블 컴퓨터 판독가능한 매체(tangible computer readable medium), 예컨대, 콤팩트 디스크(compact disk), 디지털 디스크(digital disk), 플래쉬 메모리, 메모리 카드(memory card), USB 드라이브, 광 디스크 저장 매체(optical disc storage medium), 예컨대, Blu-ray™ 디스크, 및/또는 그 밖의 기록 매체(recording medium)에 저장될 수 있다.
임의의 디스플레이 인터페이스(display interface)는 피드백 제어 시스템(400)으로부터의 정보가 오디오(audio), 비주얼(visual), 그래픽(graphic), 및/또는 알파뉴메릭(alphanumeric) 형식으로 하나 이상의 디스플레이 상에 보여지는 것을 가능하게 할 수 있다. 외부 장치와의 통신(communication)은 하나 이상의 통신망(communications networks), 예컨대, 인터넷(Internet) 또는 근거리 통신망(local area network)에, 또는 휴대용 산출 장치(portable computing device), 예컨대, 노트북 컴퓨터(notebook computer)에 직접적으로 부착될 수 있는 다양한 통신 포트(communication port)를 사용하여 발생할 수 있다. 인터페이스는 입력 장치, 예컨대, 키보드(keyboard), 마우스(mouse), 조이스틱(joystick), 터치 스크린(touch screen), 리모트 컨트롤(remote control), 위치결정 장치(pointing device), 비디오 입력 장치(video input device), 및 오디오 입력 장치(audio input device) 등으로부터 데이터의 수신을 가능하게 할 수 있다.
본 발명은 예시적인 구체예를 참조로 하여 기재되었지만, 이로 제한되지 않는다. 당업자는 다수 변화 및 변형이 본 발명의 바람직한 구체예로 이루어질 수 있으며, 그러한 변화 및 변경은 본 발명의 실제 사상으로부터 벗어남 없이 이루어질 수 있음을 인지할 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 실제 사상 및 범위 내에 속하는 모든 그러한 등가 변형예를 포함하도록 해석되는 것으로 의도된다.
Claims (24)
- 환자의 충혈 상태(hyperemic state) 동안 관상동맥 순환 파라미터(coronary circulation parameter)를 비-외과적으로 측정하기 위한 방법으로서,
환자의 관상동맥 트리(coronary tree)의 해부학적 모델(anatomical model)을 영상(imaging)을 통해 얻고;
휴식 상태(rest state)에서 수행된 비-외과적 측정을 기초로 하여 환자의 휴식 경계 조건(rest boundary condition)을 측정하고;
환자의 충혈 경계 조건(hyperemic boundary condition)을 산출하고;
피드백 제어 시스템(feedback control system)을 시행하여 휴식 상태에 매칭(matching)하는 시뮬레이션(simulation)을 수행하는데, 상기 피드백 제어 시스템이 관상동맥 트리의 해부학적 모델을 기초로 한 모델 및 복수의 제어기를 사용하고, 상기 각각의 복수의 제어기가 관상동맥 트리의 각각의 산출 변수(output variable)와 관련되고, 모델의 파라미터는 산출 변수가 휴식 상태 측정에 따르도록 조절되는, 휴식 상태에 매칭하는 시뮬레이션을 수행하고;
모델에 대한 조절을 기초로 하여 충혈 경계 조건을 조절하고;
조절된 모델을 이용하여 충혈 상태에 상응하는 흐름 산출(flow computation)을 수행함을 포함하는 방법. - 제 1항에 있어서, 충혈 상태에 상응하는 시뮬레이션이 관상동맥 트리의 충혈 박출 변수를 생성시키고, 충혈 박출 변수가 관상동맥 혈류량 및 관상동맥 압력 중 하나 이상을 포함하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 환자의 관상동맥 트리의 해부학적 모델이 CT 스캔(scan), MRI 스캔, 혈관조영 스캔(angiography scan), 초음파 스캔, 및 심장 관류 스캔(cardiac perfusion scan) 중 하나 이상을 통해 얻어지는 방법.
- 제 1항에 있어서, 휴식 상태에서 수행된 비-외과적 측정이 심박수(heart rate), 수축기 혈압(systolic blood pressure), 및 확장기 혈압(diastolic blood pressure) 중 하나 이상을 포함하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 환자의 휴식 경계 조건이 휴식 상태 동안 혈관 출구(vessel outlet)에서의 단자 저항(terminal resistance) 및 정전용량(capacitance) 값을 포함하는 방법.
- 제 5항에 있어서, 휴식 상태 동안 혈관 출구에서의 단자 저항 및 정전용량 값을 기초로 한 환자의 휴식 경계 상태가 심장 관류 검사로부터의 정보를 이용하여 조절되는 방법.
- 제 1항에 있어서, 환자의 충혈 경계 상태가 환자의 휴식 경계 조건과 함수 관계에 있고, 충혈 상태 동안 혈관 출구에서의 단자 저항 및 정전용량 값을 포함하는 방법.
- 제 7항에 있어서, 충혈 상태 동안 혈관 출구에서의 단자 저항 및 정전용량 값을 기초로 한 환자의 충혈 경계 상태가 심장 관류 검사로부터의 정보를 이용하여 조절되는 방법.
- 제 1항에 있어서, 복수의 제어기 중 첫 번째 제어기가 관상동맥 트리의 관상동맥 저항과 관련되고, 복수의 제어기 중 두 번째 제어기가 심박출량과 관련되는 방법.
- 제 1항에 있어서, 모델의 파라미터가 일련의 반복에 걸쳐 조절되는 방법.
- 휴식 상태에서 수행된 비-외과적 측정을 기초로 한 환자의 휴식 경계 상태(i), 및 환자의 충혈 경계 상태(ii)를 계산하도록 구성된 하나 이상의 프로세서(processor)를 포함하는, 환자의 충혈 상태 동안 관상동맥 순환 파라미터를 비-외과적으로 측정하기 위한 피드백 제어 시스템으로서,
하나 이상의 프로세서가 환자의 관상동맥 트리의 해부학적 모델을 기초로 한 모델 및 복수의 제어기를 사용하여 휴식 상태에 매칭하는 시뮬레이션을 수행하는 피드백 루프(feedback loop)를 시행하고, 각각의 복수의 제어기가 관상동맥 트리의 각각의 박출 변수와 관련되며, 모델의 파라미터는 박출 변수가 휴식 상태 측정과 일치하도록 조절되며,
하나 이상의 프로세서가, 피드백 루프 동안 이루어진 모델의 파라미터에 대한 조절을 기초로 하여 충혈 경계 상태를 조절하고, 조절된 모델을 이용하여 충혈 상태에 상응하는 혈류량 계산을 수행하도록 추가로 구성되는, 피드백 제어 시스템. - 제 11항에 있어서, 충혈 상태에 상응하는 시뮬레이션이 관상동맥 트리의 충혈 박출 변수를 생성시키고, 충혈 박출 변수가 관상동맥 혈류량 및 관상동맥 압력 중 하나 이상을 포함하는 피드백 제어 시스템.
- 제 11항에 있어서, 환자의 관상동맥 트리의 해부학적 모델이 CT 스캔, MRI 스캔, 혈관조영 스캔, 초음파 스캔, 및 심장 관류 스캔 중 하나 이상을 통해 얻어지는 피드백 제어 시스템.
- 제 11항에 있어서, 휴식 상태에서 수행된 비-외과적 측정이 심박수, 수축기 혈압, 및 확장기 혈압 중 하나 이상을 포함하는 피드백 제어 시스템.
- 제 11항에 있어서, 환자의 휴식 경계 상태가 휴식 상태 동안 혈관 출구에서의 단자 저항 및 정전용량 값을 포함하는 피드백 제어 시스템.
- 제 11항에 있어서, 환자의 충혈 경계 상태가 환자의 휴식 경계 상태와 함수 관계에 있으며, 충혈 상태 동안 혈관 출구에서의 단자 저항 및 정전용량 값을 포함하는 피드백 제어 시스템.
- 제 11항에 있어서, 복수의 제어기 중 첫 번째 제어기가 관상동맥 트리의 관상동맥 저항과 관련되고, 복수의 제어기 중 두 번째 제어기가 심박출량과 관련되는 피드백 제어 시스템.
- 제 11항에 있어서, 모델의 파라미터가 일련의 반복에 걸쳐 조절되는 피드백 제어 시스템.
- 휴식 상태에서 수행된 비-외과적 측정을 기초로 하여 환자의 휴식 경계 상태를 측정하고;
환자의 충혈 경계 상태를 계산하고;
휴식 상태에 매칭하는 시뮬레이션을 수행하는데, 상기 시뮬레이션이 환자의 관상동맥 트리의 해부학적 모델의 모델 및 관상동맥 트리의 복수의 박출 변수를 기초로 하며, 시뮬레이션은 박출 변수가 휴식 상태 측정과 일치하도록 모델의 파라미터를 조절하는, 휴식 상태에 매칭하는 시뮬레이션을 수행하고;
모델에 대한 조절을 기초로 하여 충혈 경계 상태를 조절하고;
조절된 모델을 이용하여 충혈 상태에 상응하는 혈류량 계산을 수행함
에 의해 환자의 충혈 상태 동안 관상동맥 순환 파라미터를 비-외과적으로 측정하기 위한 소프트웨어 명령(software instruction)을 포함하는 비-일시적 컴퓨터-판독가능한 매체(non-transitory computer-readable media). - 제 19항에 있어서, 충혈 상태에 상응하는 시뮬레이션이 관상동맥 트리의 충혈 박출 변수를 생성시키고, 충혈 박출 변수가 관상동맥 혈류량 및 관상동맥 압력 중 하나 이상을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터-판독가능한 매체.
- 제 19항에 있어서, 휴식 상태에서 수행된 비-외과적 측정이 심박수, 수축기 혈압, 및 확장기 혈압 중 하나 이상을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터-판독가능한 매체.
- 제 19항에 있어서, 환자의 휴식 경계 상태가 휴식 상태 동안 혈관 출구에서의 단자 저항 및 정전용량 값을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터-판독가능한 매체.
- 제 19항에 있어서, 환자의 충혈 경계 상태가 환자의 휴식 경계 상태와 함수 관계에 있고, 충혈 상태 동안 혈관 출구에서의 단자 저항 및 정전용량 값을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터-판독가능한 매체.
- 제 19항에 있어서, 모델의 파라미터가 일련의 반복에 걸쳐 조절되는, 비-일시적 컴퓨터-판독가능한 매체.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201261611210P | 2012-03-15 | 2012-03-15 | |
| US61/611,210 | 2012-03-15 | ||
| PCT/US2013/030732 WO2013138428A1 (en) | 2012-03-15 | 2013-03-13 | A framework for personalization of coronary flow computations during rest and hyperemia |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140138961A KR20140138961A (ko) | 2014-12-04 |
| KR101677085B1 true KR101677085B1 (ko) | 2016-11-17 |
Family
ID=48045048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020147028948A KR101677085B1 (ko) | 2012-03-15 | 2013-03-13 | 휴식 및 충혈 동안 관상동맥 혈류량 계산의 개인화를 위한 프레임워크 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10622110B2 (ko) |
| EP (1) | EP2825091B1 (ko) |
| JP (1) | JP2015509820A (ko) |
| KR (1) | KR101677085B1 (ko) |
| CN (1) | CN104244813B (ko) |
| BR (1) | BR112014022734B1 (ko) |
| WO (1) | WO2013138428A1 (ko) |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10052031B2 (en) | 2013-03-04 | 2018-08-21 | Siemens Healthcare Gmbh | Determining functional severity of stenosis |
| JP6238539B2 (ja) * | 2013-03-21 | 2017-11-29 | キヤノン株式会社 | 処理装置、被検体情報取得装置、および、処理方法 |
| US9629563B2 (en) | 2013-09-04 | 2017-04-25 | Siemens Healthcare Gmbh | Method and system for functional assessment of renal artery stenosis from medical images |
| US9501622B2 (en) | 2014-03-05 | 2016-11-22 | Heartflow, Inc. | Methods and systems for predicting sensitivity of blood flow calculations to changes in anatomical geometry |
| US9390232B2 (en) * | 2014-03-24 | 2016-07-12 | Heartflow, Inc. | Systems and methods for modeling changes in patient-specific blood vessel geometry and boundary conditions |
| US10134129B2 (en) | 2014-04-22 | 2018-11-20 | Siemens Healthcare Gmbh | Method and system for hemodynamic computation in coronary arteries |
| US20150348260A1 (en) * | 2014-05-29 | 2015-12-03 | Siemens Aktiengesellschaft | System and Method for Mapping Patient Data from One Physiological State to Another Physiological State |
| EP3188059B1 (en) * | 2014-08-29 | 2020-05-13 | KNU-Industry Cooperation Foundation | Method for determining patient-specific blood vessel information |
| US9292659B1 (en) | 2014-10-29 | 2016-03-22 | Heartflow, Inc. | Systems and methods for vessel reactivity to guide diagnosis or treatment of cardiovascular disease |
| WO2016087396A1 (en) | 2014-12-02 | 2016-06-09 | Koninklijke Philips N.V. | Fractional flow reserve determination |
| US20160196384A1 (en) * | 2015-01-06 | 2016-07-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Personalized whole-body circulation in medical imaging |
| EP3062248A1 (en) | 2015-02-27 | 2016-08-31 | Pie Medical Imaging BV | Method and apparatus for quantitative flow analysis |
| WO2016195477A1 (en) * | 2015-06-04 | 2016-12-08 | Jozef Reinier Cornelis Jansen | Method and computer system for processing a heart sensor output |
| CN108024733B (zh) | 2015-07-01 | 2021-05-28 | 艾沃锐斯特基因有限公司 | 评估内皮功能的***和方法 |
| US10769780B2 (en) | 2015-11-05 | 2020-09-08 | Koninklijke Philips N.V. | Collateral flow modelling for non-invasive fractional flow reserve (FFR) |
| CN109688908B (zh) * | 2016-09-16 | 2023-01-03 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于确定血流储备分数的装置和方法 |
| US11179043B2 (en) * | 2016-09-30 | 2021-11-23 | Koninklijke Philips N.V. | Apparatus for determining a functional index for stenosis assessment |
| CA3043889A1 (en) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | Medici Technologies, LLC | Methods and apparatuses for central venous pressure measurement status |
| JP6653673B2 (ja) * | 2017-02-28 | 2020-02-26 | 富士フイルム株式会社 | 血流解析装置および方法並びにプログラム |
| US11195278B2 (en) * | 2017-04-06 | 2021-12-07 | Koninklijke Philips N.V. | Fractional flow reserve simulation parameter customization, calibration and/or training |
| CN110226923B (zh) * | 2018-03-05 | 2021-12-14 | 苏州润迈德医疗科技有限公司 | 一种无需血管扩张剂测量血流储备分数的方法 |
| CN110393516A (zh) * | 2018-09-19 | 2019-11-01 | 苏州润迈德医疗科技有限公司 | 基于影像和压力传感器计算微循环指标的方法装置及*** |
| NL2026137B1 (en) * | 2020-07-24 | 2022-03-28 | Medis Ass B V | Method and device for determining a coronary microvascular resistance score |
| CN113907720B (zh) * | 2021-07-30 | 2023-02-10 | 北京阅影科技有限公司 | 测量血管功能学指标的方法、装置与处理器 |
| CN116029963A (zh) * | 2021-10-26 | 2023-04-28 | 深圳先进技术研究院 | 血管反应性的评价方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN115439461A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-12-06 | 深圳市阅影科技有限公司 | 基于血流模型计算血管功能学指标的方法及装置 |
| WO2023161671A1 (en) | 2022-02-22 | 2023-08-31 | Hemolens Diagnostics Sp. Z O.O. | A method for assessment of a hemodynamic response to an adenosine receptor agonist stimulation, system for assessment of it and computer readable medium |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100241404A1 (en) | 2009-03-17 | 2010-09-23 | Taylor Charles A | Patient-specific hemodynamics of the cardio vascular system |
| US20120053918A1 (en) | 2010-08-12 | 2012-03-01 | Heartflow, Inc. | Method and system for patient-specific modeling of blood flow |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL120881A (en) * | 1996-07-30 | 2002-09-12 | It M R Medic L Cm 1997 Ltd | Method and device for continuous and non-invasive monitoring of peripheral arterial tone |
| JP2007526016A (ja) * | 2003-06-25 | 2007-09-13 | シーメンス メディカル ソリューションズ ユーエスエー インコーポレイテッド | 心撮像の自動局所心筋評価を行うシステム及び方法 |
| US7828735B2 (en) * | 2006-05-11 | 2010-11-09 | The Trustees Of Columbia In The City Of New York | Methods for providing diagnostic information using endocardial surface data for a patient's heart |
| JP5449651B2 (ja) * | 2007-03-09 | 2014-03-19 | 株式会社東芝 | Ｘ線ｃｔ装置および心筋パーフュージョン情報生成システム |
| AT504989B1 (de) | 2007-03-09 | 2008-12-15 | Hans-Peter Dr Steiner | Punktionsvorrichtung für die entnahme einer organischen probe, sowie führungsadapter zur befestigung einer punktionsvorrichtung an einem ultraschallkopf |
| CN101290685A (zh) * | 2007-04-20 | 2008-10-22 | 美国西门子医疗解决公司 | 冠状动脉的三维建模 |
| CA2709800C (en) * | 2009-07-15 | 2023-01-10 | Universite Laval | Method and device for administering oxygen to a patient and monitoring the patient |
| US20100241401A1 (en) | 2010-03-17 | 2010-09-23 | Russell & Sun Solar Corporation | Solar collector electronic freeze protection system, with differential circulation control of pump and automatic freeze protection |
| US8483571B2 (en) * | 2010-06-30 | 2013-07-09 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Optical beam splitter for use in an optoelectronic module, and a method for performing optical beam splitting in an optoelectronic module |
| US8682626B2 (en) * | 2010-07-21 | 2014-03-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and system for comprehensive patient-specific modeling of the heart |
| US8315812B2 (en) * | 2010-08-12 | 2012-11-20 | Heartflow, Inc. | Method and system for patient-specific modeling of blood flow |
| US9119540B2 (en) | 2010-09-16 | 2015-09-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and system for non-invasive assessment of coronary artery disease |
-
2013
- 2013-03-13 BR BR112014022734-9A patent/BR112014022734B1/pt active IP Right Grant
- 2013-03-13 KR KR1020147028948A patent/KR101677085B1/ko active IP Right Grant
- 2013-03-13 CN CN201380020254.3A patent/CN104244813B/zh active Active
- 2013-03-13 US US14/384,547 patent/US10622110B2/en active Active
- 2013-03-13 JP JP2015500543A patent/JP2015509820A/ja active Pending
- 2013-03-13 EP EP13713621.4A patent/EP2825091B1/en active Active
- 2013-03-13 WO PCT/US2013/030732 patent/WO2013138428A1/en active Application Filing
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100241404A1 (en) | 2009-03-17 | 2010-09-23 | Taylor Charles A | Patient-specific hemodynamics of the cardio vascular system |
| US20120053918A1 (en) | 2010-08-12 | 2012-03-01 | Heartflow, Inc. | Method and system for patient-specific modeling of blood flow |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2825091A1 (en) | 2015-01-21 |
| JP2015509820A (ja) | 2015-04-02 |
| BR112014022734A2 (ko) | 2017-06-20 |
| CN104244813B (zh) | 2017-03-15 |
| US10622110B2 (en) | 2020-04-14 |
| WO2013138428A1 (en) | 2013-09-19 |
| EP2825091B1 (en) | 2016-08-24 |
| CN104244813A (zh) | 2014-12-24 |
| US20150051888A1 (en) | 2015-02-19 |
| KR20140138961A (ko) | 2014-12-04 |
| BR112014022734B1 (pt) | 2022-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101677085B1 (ko) | 휴식 및 충혈 동안 관상동맥 혈류량 계산의 개인화를 위한 프레임워크 | |
| US9595089B2 (en) | Method and system for non-invasive computation of hemodynamic indices for coronary artery stenosis | |
| US10354744B2 (en) | Non-invasive functional assessment of coronary artery stenosis including simulation of hyperemia by changing resting microvascular resistance | |
| US10872698B2 (en) | Method and system for enhancing medical image-based blood flow computations using physiological measurements | |
| JP5980942B2 (ja) | 冠循環のマルチスケールな解剖学的かつ機能的なモデリングの方法およびシステム | |
| KR102404554B1 (ko) | 환자-특정적 해부학적 데이터로부터 개인화된 맥관 이식물을 식별하기 위한 시스템 및 방법 | |
| US9629563B2 (en) | Method and system for functional assessment of renal artery stenosis from medical images | |
| CN108294735B (zh) | 用于冠状动脉狭窄的非侵入性功能评估的方法和*** | |
| Sharma et al. | A framework for personalization of coronary flow computations during rest and hyperemia | |
| JP6987282B1 (ja) | 対象者固有の血管に対する血流シミュレーション方法及び装置 | |
| KR102620470B1 (ko) | 관상 동맥의 혈류역학적 파라미터의 환자별 모델링 | |
| KR101623186B1 (ko) | 생리학적 압력-유량 관계를 이용한 관상동맥 유량과 압력을 구하는 방법 | |
| KR101753576B1 (ko) | 생리학적 압력-유량 관계를 이용한 관상동맥 유량과 압력을 구하는 방법 | |
| EA042942B1 (ru) | Специфическое для пациента моделирование гемодинамических параметров в коронарных артериях | |
| CN117064413A (zh) | 一种基于肺循环模型无创计算血流储备分数的方法 | |
| Revie et al. | Validation of a cardiovascular model identification method in porcine trials | |
| Revie et al. | A Model-based Approach to Cardiovascular Monitoring of Pulmonary Embolism | |
| Lanning et al. | Kendall S. Hunter | |
| Zhang et al. | A Personalized 0D-1D Modeling Approach of Cardiovascular System for the Hemodynamics Simulation of Enhanced External Counterpulsation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191008 Year of fee payment: 4 |