(57)【要約】本発明に係るバーチャルステント留置後の血流予備量比を評価するシステムは、一部の血管の第１幾何学的パラメータ、第２幾何学的パラメータおよび第３幾何学的パラメータを含む幾何学的パラメータを受信することと、近位端部を基準点とし、幾何学的パラメータおよび血管部分における点から基準点までの距離に基づいて、基準内腔直径関数およびバーチャルステントを留置する前の径狭窄率を算出することと、バーチャルステントの留置位置を受信することと、第３幾何学的パラメータ、バーチャルステントの留置位置および基準内腔直径関数に基づいて、バーチャルステント留置後のバーチャル血管内腔の幾何学的パラメータ、バーチャル血管の幾何学的パラメータ差分関数および径狭窄率を算出することと、異なるスケールにおけるバーチャルステント留置後の幾何学的パラメータ差分関数に対して導関数を求め、その後多重スケール差分値導関数およびステント留置後の最大平均血流速度に基づき、血流予備量比を取得することと、を実行することができる。バーチャルステント留置後の径狭窄率および最大平均血流速度を変更し、多重スケール計算方法を利用して、バーチャルステント留置後の血流予備量比を評価する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーチャルステント留置後の血管圧力降下値を評価する方法であって、
近位端部および遠位端部を含む血管部分の、該血管部分の近位部断面の面積または直径を表す第１幾何学的パラメータ、該血管部分の遠位部断面の面積または直径を表す第２幾何学的パラメータ、および実際の血管内腔であり、ステントを留置する前の該血管部分の近位端部と遠位端部との間に位置する第１位置の断面面積または直径を表す第３幾何学的パラメータを含む幾何学的パラメータを受信することと、
前記第１幾何学的パラメータ、第２幾何学的パラメータ、第３幾何学的パラメータおよび第１位置の位置データに基づいて該血管の第１位置における基準内腔直径を算出することと、
バーチャルステントの近位部および遠位部から血管の近位端部までの距離であるバーチャルステントの留置位置を受信することと、
第３幾何学的パラメータ、バーチャルステントの留置位置および第１位置における基準内腔直径に基づき、バーチャルステント留置後のバーチャル血管内腔の、バーチャルステント留置後の該血管部分の近位端部と遠位端部との間に位置する第１位置の断面面積または直径を表す第４幾何学的パラメータを算出することと、
該血管部分のステントを留置する前の平均血流速度を受信することと、
第３幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づき、ステントを留置する前の第１位置における径狭窄率を算出し、第４幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づき、バーチャルステント留置後の第１位置における径狭窄率および幾何学的パラメータ差分を算出することと、
ステントを留置する前の平均血流速度、ステント留置前後の径狭窄率に基づき、相対的血流速度および径狭窄率の表を調べ、バーチャルステント留置後の平均血流速度を取得することと、
バーチャルステント留置後の第１位置における幾何学的パラメータ差分、平均血流速度Ｖおよび平均血流速度の２乗Ｖ２に基づき、前記血管のバーチャルステント留置後の近位端部における第１血流圧力と第１位置における第２血流圧力との間の圧力降下値△Ｐを取得することと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
近位端部を基準点とし、第１幾何学的パラメータ、第２幾何学的パラメータおよび血管部分におけるある点から基準点までの距離ｘに基づき、該血管部分の異なる位置における基準内腔直径が該位置から基準点までの距離ｘに従って変化する関数を表す基準内腔直径関数を算出することをさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
基準内腔直径関数を算出することは、血管部分における血管部分の近位端部から遠位端部までの範囲内の位置パラメータに対して線形正規化処理を行うことを含む、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記バーチャルステント留置後のバーチャル血管内腔の第４幾何学的パラメータを算出することは、近位端部を基準点とし、バーチャルステントの留置位置に基づき、バーチャルステントの位置における第３幾何学的パラメータを該位置における基準内腔直径で代替することをさらに含む、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
近位端部を基準点とし、第４幾何学的パラメータおよび基準内腔直径関数に基づき、バーチャルステント留置後の血管部分の幾何学的パラメータ差分関数を算出することをさらに含み、
前記幾何学的パラメータ差分関数は、基準内腔直径関数と第４幾何学的パラメータの差分が基準点までの距離ｘに従って変化する関数である、
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
第３幾何学的パラメータおよび基準内腔直径関数に基づき、バーチャルステントを留置する前の血管部分の径狭窄率ＤＳ％を算出し、第４幾何学的パラメータおよび基準内腔直径関数に基づき、バーチャルステント留置後の血管部分の径狭窄率ＤＳ’％を算出することをさらに含む、ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
該血管部分のステントを留置する前の平均血流速度Ｖ、ステント留置前後の径狭窄率ＤＳ％、ＤＳ’％に基づき、相対的血流速度および径狭窄率の表を調べることにより、ステント留置後の平均血流速度Ｖ’を算出することをさらに含む、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記相対的血流速度および径狭窄率の表は、径狭窄率および対応する相対的血流速度のリストであり、
前記相対的血流速度は、血流速度を正規化した後の値であり、最大値は１、最小値は０である、
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
バーチャルステント留置後の血管部分の幾何学的パラメータ差分関数がｎ個のスケールにおける差分値導関数ｆ１（ｘ）、・・・、ｆｎ（ｘ）を算出することをさらに含み、
バーチャルステント留置後の第１血流圧力と第２血流圧力との間の圧力降下△Ｐは前記ｎ個のスケールにおける差分値微分係数に基づいて算出され、
前記ｎは１より大きい自然数の値であり、前記スケールとは分解能を指し、即ち、数値により導関数を算出する場合における隣接する両点の間の距離である、
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
上記ｎ個のスケールの場合における差分値導関数ｆ１（ｘ）、・・・、ｆｎ（ｘ）の積分の重み付けおよびステント留置後の平均血流速度Ｖならびに平均血流速度の２乗Ｖ２により、バーチャルステント留置後の第１血流圧力と第２血流圧力との間の圧力降下△Ｐを算出することをさらに含む、ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記バーチャルステント留置後の第１血流圧力と第２血流圧力との間の圧力降下△Ｐの計算式は、
【数１】
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であり、
ここで、Ｃ１、Ｃ２はそれぞれステント留置後の平均血流速度Ｖおよび平均血流速度の２乗Ｖ２のパラメータ係数を表し、α１、α２、・・・、αｎはそれぞれ異なるスケールの差分値導関数ｆ１（ｘ）、・・・、ｆｎ（ｘ）の重み付け係数である、
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１位置の位置データは第１位置から血管の近位端部までの距離であり、前記血管部分の平均血流速度は血流の近位端部から遠位端部までの平均速度である、ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
ある角度における２次元冠動脈造影を受信し、異なるフレーム数における関心領域に対して画像位置合わせを行うことをさらに含み、
該血管部分の冠動脈造影関心領域は血管の近位端部から遠位端部までである、
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
位置合わせられた後の関心領域内のグレースケールヒストグラムの心周期に従って変化するグレースケール時間あてはめ関数を算出することをさらに含む、ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
グレースケール時間あてはめ関数から該血管部分の冠動脈造影過程における造影剤の平均流動速度を取得することをさらに含む、ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
該血管部分のバーチャルステントを留置する前の平均血流速度Ｖはグレースケール時間あてはめ関数から算出された造影剤の平均流動速度にほぼ等しい、ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
バーチャルステント留置に基づく血管の血流予備量比ＦＦＲを評価する方法であって、
バーチャルステントを留置する前の安静状態における血管部分の平均血流速度Ｖを取得することと、
前記平均速度Ｖに基づいてバーチャルステントを留置する前の心筋微小循環が十分に拡張された際の最大血流速度Ｖｍａｘを取得することと、
前記最大血流速度Ｖｍａｘ、ステント留置前後の径狭窄率に基づき、相対的血流速度および径狭窄率の表を調べることにより、バーチャルステント留置後の最大血流速度Ｖ’ｍａｘを取得することと、
バーチャルステント留置後の最大血流速度Ｖ’ｍａｘに対応する圧力降下△Ｐｍａｘを算出することと、
ＦＦＲ＝（Ｐ１−△Ｐｍａｘ）／Ｐ１の式を利用してバーチャルステント留置後のＦＦＲ数値を算出することと、
を含み、
ここで、Ｐ１はある部分の血管の近位端部の第１血流圧力を表す、
ことを特徴とするバーチャルステント留置に基づく血管の血流予備量比ＦＦＲの評価方法。
【請求項１８】
対応表を調べることによりバーチャルステントを留置する前の最大血流速度を取得することをさらに含み、
前記対応表は、病人の安静状態における冠動脈の平均血流速度および心筋微小循環が十分に拡張された場合における対応する最大血流速度のリストである、
ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
バーチャルステント留置後の血管圧力降下値を評価するシステムであって、
近位端部および遠位端部を含む血管部分の、該血管部分の近位部断面の面積または直径を表す第１幾何学的パラメータ、該血管部分の遠位部断面の面積または直径を表す第２幾何学的パラメータ、およびバーチャルステントを留置する前の該血管部分の近位端部と遠位端部との間に位置する第１位置の断面面積または直径を表す第３幾何学的パラメータを含む幾何学的パラメータを取得する幾何学的パラメータデータ取得モジュールと、
前記第１位置の位置データを取得する位置データ取得モジュールと、
前記第１幾何学的パラメータ、第２幾何学的パラメータ、第３幾何学的パラメータおよび第１位置の位置データに基づいて該血管の第１位置における基準内腔直径を算出する基準内腔直径計算モジュールと、
バーチャルステントの留置位置を受信し、第３幾何学的パラメータおよび基準内腔直径に基づき、バーチャルステント留置後のバーチャル血管内腔の、バーチャルステント留置後の該血管部分の近位端部と遠位端部との間に位置する第１位置の断面面積または直径を表す第４幾何学的パラメータを算出するバーチャル血管内腔計算モジュールと、
第３幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づいて、バーチャルステントを留置する前の第１位置における径狭窄率を算出し、第４幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づいて、バーチャルステント留置後の第１位置における径狭窄率を算出する径狭窄率計算モジュールと、
第４幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づき、バーチャルステント留置後のバーチャル血管の第１位置における幾何学的パラメータ差分を算出する幾何学的パラメータ差分計算モジュールと、
該血管部分のバーチャルステントを留置する前の平均血流速度を取得し、相対的血流速度および径狭窄率の表を調べることにより、バーチャルステント留置後の平均血流速度を取得する速度取得および計算モジュールと、
前記幾何学的パラメータ差分データ、速度取得および計算モジュールより出力されたバーチャルステント留置後の平均血流速度Ｖおよび平均血流速度の２乗値Ｖ２を取得し、前記バーチャルステント留置後の血管の近位端部の第１血流圧力と第１位置の第２血流圧力の間の圧力降下値△Ｐを算出する圧力降下計算モジュールと、
を含むことを特徴とするバーチャルステント留置後の血管圧力降下値を評価するシステム。
【請求項２０】
前記基準内腔直径計算モジュールは、近位端部を基準点とし、第１幾何学的パラメータ、第２幾何学的パラメータおよび血管部分におけるある点から基準点までの距離ｘに基づき、該部分血管の異なる位置における基準内腔直径が該位置から基準点までの距離ｘに従って変化する関数を表す基準内腔直径関数を算出する、ことを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
さらに、基準内腔直径関数を算出する過程において、血管部分における血管部分の近位端部から遠位端部までの範囲内の位置パラメータに対して線形正規化処理を行う正規化モジュールを含む、ことを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記径狭窄率は、血管部分における最も深刻な病変の狭窄程度である、ことを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２３】
前記幾何学的パラメータ差分計算モジュールは、近位端部を基準点とし、第４幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づき、バーチャルステント留置後の第１位置における幾何学的パラメータ差分を算出し、
前記幾何学的パラメータ差分関数は、基準内腔直径関数とバーチャル血管内腔幾何学的パラメータとの間の差分が基準点までの距離ｘに従って変化する関数である、
ことを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
【請求項２４】
バーチャルステント留置後の幾何学的パラメータ差分関数の異なるスケールにおける差分値導関数を算出する多重スケール差分値微分係数計算モジュールと、
多重スケール差分値微分係数計算モジュールにより取得した複数のスケールにおける差分値導関数の積分の重み付けおよび速度取得および計算モジュールより出力されたバーチャルステント留置後の平均血流速度Ｖと平均血流速度の２乗Ｖ２により、バーチャルステント留置後の第１血流圧力と第２血流圧力との間の圧力降下△Ｐを算出する圧力降下計算モジュールと、
をさらに含み、
前記複数のスケールは２つまたは２つ以上のスケールを含み、前記スケールとは分解能を指し、即ち、数値により導関数を算出する場合における隣接する両点の間の距離である、
ことを特徴とする請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
血管に対してある角度において２次元冠動脈造影を行い、異なるフレーム数における関心領域に対して画像位置合わせを行う２次元冠動脈造影モジュールをさらに含み、
該血管部分の冠動脈造影の関心領域は血管の近位端部から遠位端部までである、
ことを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２６】
前記速度取得および計算モジュールは、前記２次元冠動脈造影モジュールより出力された画像位置合わせデータに基づいて、位置合わせられた後の関心領域内のグレースケールヒストグラムの心周期に従って変化するグレースケール時間あてはめ関数を算出し、グレースケール時間あてはめ関数から該血管部分のバーチャルステントを留置する前の冠動脈造影過程における造影剤の平均流動速度を取得し、相対的血流速度および径狭窄率の表を調べることによってバーチャルステント留置後の平均血流速度を算出する、ことを特徴とする請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記相対的血流速度および径狭窄率の表は、径狭窄率および対応する相対的血流速度のリストであり、
前記相対的血流速度は血流速度を正規化した後の値であり、最大値は１、最小値は０である、
ことを特徴とする請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
バーチャルステント留置後の血管の冠血流予備量比ＦＦＲを評価するシステムであって、
近位端部および遠位端部を含む該血管部分の、該血管部分の近位部断面の面積または直径を表す第１幾何学的パラメータ、該血管部分の遠位部断面の面積または直径を表す第２幾何学的パラメータ、およびバーチャルステントを留置する前の血管部分の近位端部と遠位端部との間に位置する第１位置の断面面積または直径を表す第３幾何学的パラメータを含む幾何学的パラメータを取得する幾何学的パラメータデータ取得モジュールと、
前記第１位置の位置データを取得する位置データ取得モジュールと、
近位端部を基準点とし、前記幾何学的パラメータおよび血管部分における点から基準点までの距離に基づき、基準内腔直径関数を算出する基準内腔直径計算モジュールと、
バーチャルステントの留置位置を受信し、第３幾何学的パラメータおよび基準内腔直径関数に基づいて、バーチャルステント留置後のバーチャル血管の、バーチャルステント留置後の該血管部分の近位端部と遠位端部との間に位置する第１位置の断面面積または直径を表す第４幾何学的パラメータを算出するバーチャル血管内腔計算モジュールと、
第３幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づいて、バーチャルステントを留置する前の第１位置における径狭窄率を算出し、第４幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づいて、バーチャルステント留置後の第１位置における径狭窄率を算出する径狭窄率計算モジュールと、
基準内腔直径関数および第４幾何学的パラメータに基づいて、バーチャルステント留置後のバーチャル血管の幾何学的パラメータ差分関数を算出する幾何学的パラメータ差分計算モジュールと、
複数のスケールにおけるバーチャルステント留置後の幾何学的パラメータ差分関数に対する導関数を求め、複数のスケールに対応する差分値導関数を取得する多重スケール計算モジュールと、
該血管部分の通常の冠動脈造影における平均血流速度を取得し、相対的血流速度および径狭窄率の表を調べることによってバーチャルステント留置後の平均血流速度を算出する平均血流速度取得および計算モジュールと、
表を調べることによって該血管部分のバーチャルステント留置後の通過可能な最大平均血流速度を取得する最大平均血流速度計算モジュールと、
前記多重スケール差分値導関数および最大平均血流速度に基づいて、前記血管のバーチャルステント留置後の第１位置における第２血流圧力と近位端部の第１血流圧力との間の比、即ち、血流予備量比を取得する血流予備量比計算モジュールと、
を含み、
前記スケールとは分解能を指し、即ち、数値により導関数を算出する場合における隣接する両点の間の距離である、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２９】
前記速度取得および計算モジュールは、前記２次元冠動脈造影モジュールより出力された異なるフレーム数における関心領域に基づいて画像位置合わせを行い、位置合わせられた後の関心領域内のグレースケールヒストグラムの心周期に従って変化するグレースケール時間あてはめ関数を算出し、グレースケール時間あてはめ関数から該血管部分のバーチャルステントを留置する前の冠動脈造影過程における造影剤の平均流動速度を取得し、相対的血流速度および径狭窄率の表を調べることによってバーチャルステント留置後の平均血流速度を算出する、ことを特徴とする請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
前記相対的血流速度および径狭窄率の表は、径狭窄率および対応する相対的血流速度のリストであり、前記相対的血流速度は血流速度を正規化した後の値であり、最大値は１、最小値は０である、ことを特徴とする請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記最大血流速度取得モジュールは、対応表を調べることによって最大血流速度を取得し、前記対応表は病人の安静状態における冠動脈の平均血流速度および心筋微小循環が十分に拡張された場合の対応する最大血流速度のリストである、ことを特徴とする請求項３０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は医療分野に関し、特に画像に基づいてバーチャルステントを留置した後に血管圧力差および血流予備量比（ＦＦＲ）を取得する計算方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
血流予備量比（Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ  Ｆｌｏｗ  Ｒｅｓｅｒｖｅ，ＦＦＲ）は、冠動脈の生理的機能を診断する重要な技術の一つである。ＦＦＲは、冠動脈の最大充血状態である場合における狭窄の遠位部と近位部との圧力比を測定することによって狭窄の最大血流に対する制限を反映し、これによって狭窄が虚血を誘発するか否かを判断する。現在まで既に大量の臨床試験による医学的根拠が提供され、ＦＦＲは、狭窄病変機能の評価に用いることができ、特に臨界狭窄病変の治療方法の選択に対して重要な指導的役割を果たせることが示された。
【０００３】
圧力センサにより血管に対して観血侵襲的圧力測定を行うことは、測定時間が長いだけでなく、操作が複雑であり、費用も高く、さらには血管を損傷させるリスクが存在する。発明の名称が「血管圧力差および血流予備量比の計算方法およびシステム」（中国特許出願番号：ＣＮ２０１５１０９０１３２９．Ｘ、出願日：２０１５．１２．０８）である中国特許出願文献では、冠動脈造影により取得された血管の幾何学的パラメータおよび血流速度に対して、多重スケール計算方法により、同じ血管において異なる程度の病変が存在する場合における血管圧力差の計算を実現し、異なる程度の狭窄の場合における幾何学的パラメータ変化の血流圧力に対する異なる影響を正しく区別し評価することを実現している。
【０００４】
異なる程度の狭窄が存在する血管に対し、ステント留置の位置、ステントのサイズ、数および留置順番の選択はいずれも臨床における注目点である。しかしながら、未だにステント留置の血流予備量比に対する影響を迅速かつリアルタイムに予測できる方法はない。一方で、ステント留置後の血流予備量比を迅速かつ正確に評価することは臨床に対して非常に重要な意義を有する。
【０００５】
本発明は、本発明者が以前に出願した発明の名称が「血管圧力差および血流予備量比の計算方法およびシステム」である中国特許出願文献のもとで上記技術的問題に対する革新および改良を行い、異なる程度の病変が存在する場合における血管に対してバーチャルステントを留置し、かつバーチャルステント留置後の血管の圧力差および血流予備量比を算出し評価することを実現することにより、臨床医に多病変血管にステントを留置する方法に対する選択、予後評価をサポートする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記技術的問題に鑑みてなされたものであって、バーチャルステント留置に基づく血管の血流予備量比の評価方法およびシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係るバーチャルステント留置後の血管圧力降下値を評価する方法は、
近位端部および遠位端部を含む血管部分の、該血管部分の近位部断面の面積または直径を表す第１幾何学的パラメータ、該血管部分の遠位部断面の面積または直径を表す第２幾何学的パラメータ、および実際の血管内腔であり、ステントを留置する前の該血管部分の近位端部と遠位端部との間に位置する第１位置の断面面積または直径を表す第３幾何学的パラメータを含む幾何学的パラメータを受信することと、
前記第１幾何学的パラメータ、第２幾何学的パラメータ、第３幾何学的パラメータおよび第１位置の位置データに基づいて該血管の第１位置における基準内腔直径を算出することと、
バーチャルステントの近位部および遠位部から血管の近位端部までの距離であるバーチャルステントの留置位置を受信することと、
第３幾何学的パラメータ、バーチャルステントの留置位置および第１位置における基準内腔直径に基づき、バーチャルステント留置後のバーチャル血管内腔の幾何学的パラメータを算出して、バーチャルステント留置後の該血管部分の近位端部と遠位端部との間に位置する第１位置の断面面積または直径を表す第４幾何学的パラメータとして記入することと、
該血管部分のステントを留置する前の平均血流速度を受信することと、
第３幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づき、ステントを留置する前の第１位置における径狭窄率を算出することと、
第４幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づき、ステント留置後の第１位置における径狭窄率および幾何学的パラメータ差分（ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）を算出することと、
ステントを留置する前の平均血流速度、ステント留置前後の径狭窄率に基づき、相対的血流速度および径狭窄率の表を調べ、バーチャルステント留置後に取得可能な平均血流速度を取得することと、
バーチャルステント留置後の第１位置における幾何学的パラメータ差分、平均血流速度Ｖおよび平均血流速度の２乗Ｖ２に基づき、前記血管のバーチャルステント留置後の近位端部における第１血流圧力と第１位置における第２血流圧力との間の圧力降下値△Ｐを取得することと、
を含む。
【０００８】
好ましくは、前記方法は、近位端部を基準点とし、第１幾何学的パラメータ、第２幾何学的パラメータおよび血管部分におけるある点から基準点までの距離ｘに基づき、該血管部分の異なる位置における基準内腔直径が該位置から基準点までの距離ｘに従って変化する関数を表す基準内腔直径関数を算出することをさらに含む。
【０００９】
好ましくは、基準内腔直径関数を算出することは、血管部分における血管部分の近位端部から遠位端部までの範囲内の位置パラメータに対して線形正規化処理を行うことを含む。
【００１０】
好ましくは、前記方法は、近位端部を基準点とし、バーチャルステントの留置位置に基づき、バーチャルステントの位置における第３幾何学的パラメータを該位置における基準内腔直径で代替し、バーチャルステント留置後のバーチャル血管内腔の幾何学的パラメータ、即ち第４幾何学的パラメータを算出することをさらに含む。
【００１１】
好ましくは、前記方法は、近位端部を基準点とし、第４幾何学的パラメータおよび基準内腔直径関数に基づき、バーチャルステント留置後の血管部分の幾何学的パラメータ差分関数を算出することをさらに含み、前記幾何学的パラメータ差分関数は、基準内腔直径関数とバーチャル血管内腔幾何学的パラメータ（即ち、第４幾何学的パラメータ）との差分が基準点までの距離ｘに従って変化する関数である。
【００１２】
好ましくは、前記方法は、さらに、第３幾何学的パラメータおよび基準内腔直径関数に基づき、バーチャルステントを留置する前の血管部分の径狭窄率ＤＳ％を算出することと、第４幾何学的パラメータおよび基準内腔直径関数に基づき、バーチャルステント留置後の血管部分の径狭窄率ＤＳ％’を算出することと、を含み、前記径狭窄率は該血管部分における最も深刻な病変の狭窄程度である。
【００１３】
好ましくは、前記方法は、さらに、該血管部分のステントを留置する前の平均血流速度Ｖ、ステント留置前後の径狭窄率ＤＳ％、ＤＳ％’に基づき、相対的血流速度および径狭窄率表を調べることにより、ステント留置後の平均血流速度Ｖ’を算出することを含み、前記相対的血流速度および径狭窄率表は、径狭窄率および対応する相対的血流速度のリストである。前記相対的血流速度は、血流速度を正規化した後の値であり、最大値は１、最小値は０であり、病人の具体的な血流速度値と関係ない。
【００１４】
好ましくは、前記方法は、バーチャルステント留置後の血管部分の幾何学的パラメータ差分関数がｎ個のスケールにおける差分値（ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）導関数（ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を算出することをさらに含み、バーチャルステント留置後の第１血流圧力と第２血流圧力との間の圧力降下△Ｐは、前記ｎ個のスケールにおける差分値微分係数に基づいて算出され、前記スケールとは分解能を指し、即ち、数値により導関数を算出する場合における隣接する両点の間の距離であり、前記ｎ個のスケールは異なるスケールを有する第１スケール、第２スケール、・・・、第ｎスケールである。
【００１５】
前記第１スケール差分値導関数ｆ１（ｘ）は、第１の病変特徴による実際の内腔直径と基準内腔直径との間の幾何学的パラメータ差分を検出するのに用いられ、
前記第２スケール差分値導関数ｆ２（ｘ）は、第２の病変特徴による実際の内腔直径と基準内腔直径との間の幾何学的パラメータ差分を検出するのに用いられ、
・・・
前記第ｎスケール差分値導関数ｆｎ（ｘ）は、第ｎの病変特徴による実際の内腔直径と基準内腔直径との間の幾何学的パラメータ差分を検出するのに用いられ、
前記ｎは１より大きい自然数の値である。
【００１６】
好ましくは、前記方法は、上記ｎ個のスケールにおける差分値導関数ｆ１（ｘ）、・・・、ｆｎ（ｘ）の積分の重み付けおよびステント留置後の平均血流速度Ｖならびに平均血流速度Ｖの２乗Ｖ２により、バーチャルステント留置後の第１血流圧力と第２血流圧力との間の圧力降下△Ｐを算出することをさらに含む。
【００１７】
好ましくは、前記バーチャルステント留置後の第１血流圧力と第２血流圧力との間の圧力降下△Ｐの計算式は、
【数１】
2019500986.tif 000003
であり、
ここで、Ｃ１、Ｃ２はそれぞれステント留置後の平均血流速度Ｖおよび平均血流速度の２乗Ｖ２のパラメータ係数を表し、α１、α２、・・・、αｎはそれぞれ異なるスケールの差分値導関数ｆ１（ｘ）、・・・、ｆｎ（ｘ）の重み付け係数である。
【００１８】
好ましくは、前記第１位置の位置データは第１位置から血管の近位端部までの距離であり、前記血管部分の平均血流速度は血流の近位端部から遠位端部までの平均速度である。
【００１９】
好ましくは、前記方法は、ある角度における２次元冠動脈造影を受信し、異なるフレーム数における関心領域に対して画像位置合わせを行うことをさらに含み、該血管部分の冠動脈造影の関心領域は血管の近位端部から遠位端部までである。
【００２０】
好ましくは、前記方法は、位置合わせられた後の関心領域内のグレースケールヒストグラムの心周期に従って変化するグレースケール時間あてはめ関数を算出することをさらに含む。
【００２１】
好ましくは、前記方法は、グレースケール時間あてはめ関数から該血管部分の冠動脈造影過程における造影剤の平均流動速度を取得することをさらに含む。
【００２２】
好ましくは、該血管部分のバーチャルステントを留置する前の平均血流速度Ｖは、グレースケール時間あてはめ関数より算出された造影剤の平均流動速度にほぼ等しい。
【００２３】
本発明は、バーチャルステント留置に基づく血管の血流予備量比ＦＦＲの評価方法をさらに提供し、該方法は、
病人のバーチャルステントを留置する前の安静状態における血管部分の平均血流速度Ｖを取得し、通常の造影（微小循環を十分に拡張させる必要がない）方法により該血管部分のバーチャルステントを留置する前の平均血流速度Ｖを取得することと、
該平均血流速度Ｖに基づいて病人のバーチャルステントを留置する前の心筋微小循環が十分に拡張された際の最大血流速度Ｖｍａｘを取得することと、
バーチャルステントを留置する前の最大血流速度Ｖｍａｘ、ステント留置前後の径狭窄率に基づき、相対的血流速度および径狭窄率の表を調べることにより、バーチャルステント留置後の最大血流速度Ｖ’ｍａｘを取得することと、
を含み、
前記相対的血流速度は、血流速度を正規化した後の値であり、最大値は１、最小値は０であり、病人の具体的な血流速度と関係なく、前記バーチャルステント留置後の最大血流速度に対応する圧力降下△Ｐｍａｘを求め、ＦＦＲ＝（Ｐ１−△Ｐｍａｘ）／Ｐ１の式を利用してバーチャルステント留置後のＦＦＲ数値を取得し、ここで、Ｐ１はある部分の血管の近位端部の第１血流圧力を表し、心臓の拡張期圧および収縮期圧で近似的に推定し、または造影用カテーテルにより正確に測定して前記Ｐ１の値を取得することができる。
【００２４】
好ましくは、該方法は、対応表を調べることによりバーチャルステントを留置する前の最大血流速度を取得することをさらに含み、前記対応表は病人の安静状態における冠動脈の平均血流速度および心筋微小循環が十分に拡張された場合における対応する最大血流速度のリストである。
【００２５】
好ましくは、該方法は、前記いずれか一つの方法を用いてある部分の血管の最大血流速度に対応する圧力降下△Ｐｍａｘを取得することをさらに含む。
【００２６】
好ましくは、一定の最大血流速度Ｖｍａｘを与え、ＦＦＲを求める。
【００２７】
同時に、本発明は、バーチャルステント留置後の血管の圧力降下値を評価するシステムをさらに提供し、該システムは、前記のような方法を実現することができ、
近位端部および遠位端部を含む血管部分の、該血管部分の近位部断面の面積または直径を表す第１幾何学的パラメータ、該血管部分の遠位部断面の面積または直径を表す第２幾何学的パラメータ、および実際の血管内腔であり、バーチャルステントを留置する前の該血管部分の近位端部と遠位端部との間に位置する第１位置の断面面積または直径を表す第３幾何学的パラメータを含む幾何学的パラメータを取得する幾何学的パラメータデータ取得モジュールと、
前記第１位置の位置データを取得する位置データ取得モジュールと、
前記第１幾何学的パラメータ、第２幾何学的パラメータ、第３幾何学的パラメータおよび第１位置の位置データに基づいて該血管の第１位置における基準内腔直径を算出する基準内腔直径計算モジュールと、
バーチャルステントの留置位置を受信し、第３幾何学的パラメータおよび基準内腔直径に基づき、バーチャルステント留置後のバーチャル血管内腔の幾何学的パラメータを算出して、バーチャルステント留置後の該血管部分の近位端部と遠位端部との間に位置する第１位置の断面面積または直径を表す第４幾何学的パラメータとして記入するバーチャル血管内腔計算モジュールと、
第３幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づき、バーチャルステントを留置する前の第１位置における径狭窄率を算出し、第４幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づき、バーチャルステント留置後の第１位置における径狭窄率を算出する径狭窄率計算モジュールと、
第４幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づき、バーチャルステント留置後のバーチャル血管の第１位置における幾何学的パラメータ差分を算出する幾何学的パラメータ差分計算モジュールと、
該血管部分のバーチャルステントを留置する前の平均血流速度を取得し、相対的血流速度および径狭窄率の表を調べることにより、バーチャルステント留置後の平均血流速度を算出する速度取得および計算モジュールと、
幾何学的パラメータ差分計算モジュールより出力されたバーチャルステント留置後の第１位置の幾何学的パラメータ差分データ、速度取得モジュールより出力されたバーチャルステント留置後の平均血流速度および平均血流速度の２乗値を取得し、前記バーチャルステント留置後の血管の近位端部の第１血流圧力と第１位置の第２血流圧力との間の圧力降下値△Ｐを算出する圧力降下計算モジュールと、
を含む。
【００２８】
好ましくは、前記基準内腔直径計算モジュールは、近位端部を基準点とし、第１幾何学的パラメータ、第２幾何学的パラメータおよび血管部分におけるある点から基準点までの距離ｘに基づき、該血管部分の異なる位置における基準内腔直径の該位置から基準点までの距離ｘに従って変化する関数を表す基準内腔直径関数を算出する。
【００２９】
好ましくは、該システムは、基準内腔直径関数を算出する過程において、血管部分における血管部分の近位端部から遠位端部までの範囲内の位置パラメータに対して線形正規化処理を行う正規化モジュールをさらに含む。
【００３０】
好ましくは、前記径狭窄率は、血管部分における最も深刻な病変の狭窄程度である。
【００３１】
好ましくは、前記幾何学的パラメータ差分計算モジュールは、近位端部を基準点とし、第４幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づき、バーチャルステント留置後の第１位置における幾何学的パラメータ差分を算出し、前記幾何学的パラメータ差分関数は、基準内腔直径関数とバーチャル血管内腔幾何学的パラメータとの間の差分が基準点までの距離ｘに従って変化する関数である。
【００３２】
好ましくは、該システムは、バーチャルステント留置後の幾何学的パラメータ差分関数の異なるスケールにおける差分値導関数を算出する多重スケール差分値微分係数計算モジュールをさらに含む。
【００３３】
好ましくは、前記圧力降下計算モジュールは、多重スケール差分値微分係数計算モジュールにより取得した複数のスケールにおける差分値導関数の積分の重み付けおよび速度取得モジュールより出力されたバーチャルステント留置後の平均血流速度Ｖ並びに平均血流速度Ｖの２乗Ｖ２により、バーチャルステント留置後の第１血流圧力と第２血流圧力との間の圧力降下△Ｐを算出し、前記複数のスケールは２つまたは２つ以上のスケールを含み、前記スケールとは分解能を指し、即ち、数値により導関数を算出する場合における隣接する両点の間の距離である。
【００３４】
好ましくは、該システムは、血管に対してある角度において２次元冠動脈造影を行い、異なるフレーム数における関心領域に対して画像位置合わせを行う２次元冠動脈造影モジュールをさらに含み、該血管部分の冠動脈造影関心領域は血管の近位端部から遠位端部までである。
【００３５】
好ましくは、前記速度取得および計算モジュールは、前記２次元冠動脈造影モジュールより出力された異なるフレーム数における関心領域に基づいて画像位置合わせを行い、位置合わせられた後の関心領域内のグレースケールヒストグラムの心周期に従って変化するグレースケール時間あてはめ関数を算出し、グレースケール時間あてはめ関数から該血管部分のバーチャルステントを留置する前の冠動脈造影過程における造影剤の平均流動速度を取得し、相対的血流速度および径狭窄率の表を調べることによってバーチャルステント留置後の平均血流速度を算出する。
【００３６】
好ましくは、前記相対的血流速度および径狭窄率の表は、径狭窄率および対応する相対的血流速度のリストであり、平均血流速度取得および計算モジュールまたは該システムの他の一つの独立した記憶モジュールに記憶されるが、本発明はこれについて限定せず、前記相対的血流速度は、血流速度が正規化された後の値であり、最大値は１、最小値は０であり、病人の具体的な血流速度値と関係ない。
【００３７】
また、本発明は、さらに、バーチャルステント留置後の血管の血流予備量比ＦＦＲを評価するシステムを提供し、該システムは、
近位端部および遠位端部を含む該血管部分の、該血管部分の近位部断面の面積または直径を表す第１幾何学的パラメータ、該血管部分の遠位部断面の面積または直径を表す第２幾何学的パラメータ、およびバーチャルステントを留置する前の血管部分の近位端部と遠位端部との間に位置する第１位置の断面面積または直径を表す第３幾何学的パラメータを含む幾何学的パラメータを取得する幾何学的パラメータデータ取得モジュールと、
前記第１位置の位置データを取得する位置データ取得モジュールと、
近位端部を基準点とし、前記幾何学的パラメータおよび血管部分における点から基準点までの距離に基づき、基準内腔直径関数を算出する基準内腔直径計算モジュールと、
バーチャルステントの留置位置を受信し、第３幾何学的パラメータおよび基準内腔直径関数に基づき、バーチャルステント留置後のバーチャル血管内腔の幾何学的パラメータを算出して、バーチャルステント留置後の該血管部分の近位端部と遠位端部との間に位置する第１位置の断面面積または直径を表す第４幾何学的パラメータとして記入するバーチャル血管内腔計算モジュールと、
第３幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づき、バーチャルステントを留置する前の第１位置における径狭窄率を算出し、第４幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づき、バーチャルステント留置後の第１位置における径狭窄率を算出する径狭窄率計算モジュールと、
基準内腔直径関数および第４幾何学的パラメータに基づき、バーチャルステント留置後のバーチャル血管の幾何学的パラメータ差分関数を算出する幾何学的パラメータ差分計算モジュールと、
複数のスケールにおけるバーチャルステント留置後の幾何学的パラメータ差分関数に対する導関数を求め、複数のスケールに対応する差分値導関数を取得する多重スケール計算モジュールと、
該血管部分の通常の冠動脈造影における平均血流速度を取得し、相対的血流速度および径狭窄率の表を調べることにより、バーチャルステント留置後の平均血流速度を算出する平均血流速度取得および計算モジュールと、
該モジュールに記憶された対応表に基づき、表を調べる方式によって該血管部分のバーチャルステント留置後の通過可能な最大平均血流速度を取得する最大平均血流速度計算モジュールと、
バーチャルステント留置後の多重スケール差分値導関数および最大平均血流速度に基づき、前記血管のバーチャルステント留置後の第１位置における第２血流圧力と近位端部の第１血流圧力との比、即ち、血流予備量比を取得する血流予備量比計算モジュールと、
を含み、
前記スケールとは分解能を指し、即ち、数値により導関数を算出する場合における隣接する両点の間の距離である。
【００３８】
好ましくは、前記相対的血流速度および径狭窄率の表は、径狭窄率および対応する相対的血流速度のリストであり、平均血流速度取得および計算モジュールまたは該システムの他の一つの独立した記憶モジュールに記憶されており、前記相対的血流速度は血流速度を正規化した後の値であり、最大値は１、最小値は０であり、病人の具体的な血流速度値と関係ない。
【００３９】
好ましくは、前記最大血流速度取得モジュールは、対応表を調べることによって最大血流速度を取得し、前記対応表は病人の安静状態における冠動脈の平均血流速度および心筋微小循環が十分に拡張された場合の対応する最大血流速度のリストであり、該最大血流速度取得モジュールまたは該システムの他の一つの独立した記憶モジュールに記憶されている。
【発明の効果】
【００４０】
本発明は、発明の名称が「血管圧力差および血流予備量比の計算方法およびシステム」である中国特許出願のもとにおいて、異なる程度の病変が存在する場合における血管にバーチャルステントを留置し、バーチャルステント留置後の血管の圧力差および血流予備量比を算出することを実現し、臨床医の多病変血管にステントを留置する方法に対する選択、予後評価のために有益である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
本発明の実施例または従来技術における技術的解決手段をより明瞭に説明するために、以下、実施例または従来技術の説明に用いられる必要な図面に対して簡単に説明する。明らかに、以下の説明における図面は本発明の一部の実施例に過ぎず、当業者であれば、創造的な労働を付さない前提で、さらにこれらの図面に基づいてその他の図面を取得することができる。
【００４２】
【図１Ａ】本発明のバーチャルステントを留置する前の実際の血管内腔と基準血管内腔の構造の比較図である。
【図１Ｂ】本発明のバーチャルステント留置後の実際の血管内腔と基準血管内腔の構造の比較図である。
【図２】本発明のバーチャルステント留置後の血管部分の基準内腔と実際の内腔の幾何学的パラメータ差分関数を示す図である。
【図３Ａ】本発明の第１スケール差分値導関数ｆ１（ｘ）を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の第２スケール差分値導関数ｆ２（ｘ）を示す図である。
【図４】本発明のバーチャルステント留置後の血管圧降下システムの構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、図面に合わせて本発明の実施例におけるアプリケーション推薦方法および装置について詳細に説明する。明らかに、説明される実施例は本発明の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではない。本発明における実施例に基づき、当業者が創造的な労働を付さない前提で取得した全てのその他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属する。
【００４４】
当業者であれば、下記具体的な実施例または具体的な実施形態は、本発明の具体的な発明内容をさらに解釈するために挙げられた一連の最適化された設置方式であり、本発明においてそのうちの一部またはある具体的な実施例または実施形態がその他の実施例または実施形態と関連設置または併用できないと明らかにされていない限り、これらの設置方式の間はいずれも互いに合わせてまたは互いに関連して使用できることを理解すべきである。同時に、下記具体的な実施例または実施形態は最適化の設置方式とするだけで、本発明の保護範囲を限定するものではないことを理解すべきである。
【００４５】
（実施例１）
本発明は、バーチャルステント留置後の血管圧力降下値を評価する方法を提供し、該方法は、
近位端部および遠位端部を含む血管部分の、該血管部分の近位部断面の面積または直径を表す第１幾何学的パラメータ、該血管部分の遠位部断面の面積または直径を表す第２幾何学的パラメータ、および実際の血管内腔であり、ステントを留置する前の該血管部分の近位端部と遠位端部との間に位置する第１位置の断面面積または直径を表す第３幾何学的パラメータを含む幾何学的パラメータを受信することと、
上記第１幾何学的パラメータ、第２幾何学的パラメータ、第３幾何学的パラメータおよび第１位置の位置データに基づいて該血管の第１位置における基準内腔直径を算出することと、
バーチャルステントの近位部および遠位部から血管の近位端部までの距離であるバーチャルステントの留置位置を受信することと、
第３幾何学的パラメータ、バーチャルステントの留置位置および第１位置における基準内腔直径に基づき、バーチャルステント留置後のバーチャル血管内腔の幾何学的パラメータを算出して、バーチャルステント留置後の該血管部分の近位端部と遠位端部との間に位置する第１位置の断面面積または直径を表す第４幾何学的パラメータとして記入することと、
該血管部分のステントを留置する前の平均血流速度を受信することと、を含む。
【００４６】
また、近位端部を基準点とし、第１幾何学的パラメータ、第２幾何学的パラメータおよび血管部分におけるある点から基準点までの距離ｘに基づき、該血管部分の異なる位置における基準内腔直径が該位置から基準点までの距離ｘに従って変化する関数を表す基準内腔直径関数を算出することをさらに含む。
【００４７】
一具体的な実施例において、基準内腔直径関数を算出することは、血管部分における血管部分の近位端部から遠位端部までの範囲内の位置パラメータに対して線形正規化処理を行うことを含む。
【００４８】
一具体的な実施例において、近位端部を基準点とし、バーチャルステントの留置位置に基づき、バーチャルステントの位置における第３幾何学的パラメータを該位置における基準内腔直径で代替し、バーチャルステント留置後のバーチャル血管内腔の幾何学的パラメータを算出して、第４幾何学的パラメータとして記入する。
【００４９】
一具体的な実施例において、近位端部を基準点とし、第４幾何学的パラメータおよび基準内腔直径関数に基づき、バーチャルステント留置後の血管部分の幾何学的パラメータ差分関数を算出し、上記幾何学的パラメータ差分関数は、基準内腔直径関数とバーチャル血管内腔の幾何学的パラメータ（即ち、第４幾何学的パラメータ）との差分が基準点までの距離ｘに従って変化する関数である。
【００５０】
一具体的な実施例において、第３幾何学的パラメータおよび基準内腔直径関数に基づき、バーチャルステントを留置する前の血管部分の径狭窄率ＤＳ％を算出し、第４幾何学的パラメータおよび基準内腔直径関数に基づき、バーチャルステント留置後の血管部分の径狭窄率ＤＳ’％を算出し、上記径狭窄率ＤＳ％とＤＳ’％はそれぞれステントを留置する前と留置した後の該血管部分における最も深刻な病変の狭窄程度を表す。
【００５１】
一具体的な実施例において、該血管部分のステントを留置する前の平均血流速度Ｖ、ステント留置前後の径狭窄率ＤＳ％、ＤＳ’％に基づき、径狭窄率および対応する相対的血流速度のリストである相対的血流速度と径狭窄率の表を調べることにより、ステント留置後の平均血流速度Ｖ’を算出する。上記相対的血流速度は、血流速度を正規化した後の値であり、最大値は１、最小値は０であり、病人の具体的な血流速度値と関係ない。
【００５２】
一具体的な実施例において、バーチャルステント留置後の血管部分の幾何学的パラメータ差分関数がｎ個のスケールにおける差分値導関数を算出し、バーチャルステント留置後の第１血流圧力と第２血流圧力との間の圧力降下△Ｐは、上記ｎ個のスケールにおける差分値微分係数に基づいて算出され、上記スケールとは分解能を指し、即ち、数値により導関数を算出する場合における隣接する両点の間の距離であり、上記ｎ個のスケールは異なるスケールを有する第１スケール、第２スケール、・・・、第ｎスケールである。
【００５３】
上記第１スケール差分値導関数ｆ１（ｘ）は、第１の病変特徴による実際の内腔直径と基準内腔直径との間の幾何学的パラメータ差分を検出するのに用いられ、その他の病変による幾何学的パラメータ差分は無視され、
上記第２スケール差分値導関数ｆ２（ｘ）は、第２の病変特徴による実際の内腔直径と基準内腔直径との間の幾何学的パラメータ差分を検出するのに用いられ、
・・・
上記第ｎスケール差分値導関数ｆｎ（ｘ）は、第ｎの病変特徴による実際の内腔直径と基準内腔直径との間の幾何学的パラメータ差分を検出するのに用いられ、
上記ｎは１より大きい自然数の値である。
【００５４】
一具体的な実施例において、上記ｎ個のスケールにおける差分値導関数ｆ１（ｘ）、・・・、ｆｎ（ｘ）の積分の重み付けおよびステント留置後の平均血流速度Ｖならびに平均血流速度の２乗Ｖ２により、バーチャルステント留置後の第１血流圧力と第２血流圧力との間の圧力降下△Ｐを算出することができる。
【００５５】
好ましく、上記バーチャルステント留置後の第１血流圧力と第２血流圧力の間の圧力降下△Ｐの計算式は、
【数２】
2019500986.tif 000004
であり、
ここで、Ｃ１、Ｃ２はそれぞれステント留置後の平均血流速度Ｖおよび平均血流速度の２乗Ｖ２のパラメータ係数を表し、α１、α２、・・・、αｎはそれぞれ異なるスケールの差分値導関数ｆ１（ｘ）、・・・、ｆｎ（ｘ）の重み付け係数である。
【００５６】
好ましくは、上記第１位置の位置データは第１位置から血管の近位端部までの距離であり、上記血管部分の平均血流速度は血流の近位端部から遠位端部までの平均速度である。
【００５７】
一具体的な実施例において、ある角度における２次元冠動脈造影を受信し、異なるフレーム数における関心領域に対して画像位置合わせを行い、該血管部分の冠動脈造影の関心領域は血管の近位端部から遠位端部までである。
【００５８】
好ましくは、上記方法は、位置合わせられた後の関心領域内のグレースケールヒストグラムの心周期に従って変化するグレースケール時間あてはめ関数を算出することをさらに含む。
【００５９】
好ましくは、上記方法は、グレースケール時間あてはめ関数から該血管部分の冠動脈造影過程における造影剤の平均流動速度を取得することをさらに含む。
【００６０】
好ましくは、該血管部分のバーチャルステントを留置する前の平均血流速度Ｖは、グレースケール時間あてはめ関数から算出された造影剤の平均流動速度とほぼ等しい。
【００６１】
以下、図１〜図３に合わせて上記計算方法についてさらに説明する。図１Ａに示すように、上記方法は、（１）血管の近位端部Ｐの幾何学的パラメータ（断面面積または直径）、（２）血管の遠位端部Ｄの幾何学的パラメータ（断面面積または直径）、（３）Ｐ点を基準点として、取得したＰとＤとの間に位置する血管点の幾何学的パラメータ（断面面積または直径）、を含む血管部分の幾何学的パラメータを受信することと、該点から基準点Ｐまでの距離ｘを取得することと、を含む。
【００６２】
ここで、２次元または３次元の冠動脈造影、コンピュータ断層撮影冠動脈造影（ＣＴＡ）、ＩＶＵＳまたはＯＣＴを含む様々な方法によって、幾何学的パラメータを取得することができる。血管の幾何学的パラメータは、主に血管の断面面積と直径を考慮する。２次元血管直径を取得する場合、血管の断面を円形に想定し、計算により血管の断面面積を取得することができる。
【００６３】
上記３つの幾何学的パラメータ（１）、（２）、（３）に基づき、バーチャルステントを留置する前の血管の基準（血管に病変がない場合）幾何学的パラメータを取得し、それを基準点Ｐまでの距離の線形関数に示すことができる。図１に示すように、実線は実際の血管内腔であり、点線は基準血管内腔である。
【００６４】
バーチャルステントの留置位置を受信し、ステントの位置における幾何学データ（３）の幾何学的パラメータ（断面面積または直径）を基準血管内腔で代替し、バーチャルステント留置後の該血管部分の近位端部と遠位端部との間に位置する第１位置の断面面積または直径を表す第４幾何データを取得し、それを基準点Ｐまでの距離の線形関数に表し、図１Ｂのように、実線はバーチャルステント留置後の血管内腔を表す。
【００６５】
図２は、図１Ｂにおけるバーチャルステント留置後の血管部分の基準内腔および実際の内腔の幾何学的パラメータ差分関数Ｆ（ｘ）を表す。説明すべきことは、分析により、単一スケールにおける該幾何学的パラメータ差分関数Ｆ（ｘ）を算出する際、求められた第１血流圧力と第２血流圧力との間の圧力差は、上記血管が単一性病変の場合における数値としては正確であるが、血管に複数の病変が伴う場合、特に弥漫性病変の場合、上記方法により算出された圧力差には大きな誤差が生じ、上記単一スケールが小さい場合、血管の狭窄が深刻な部分の差分値導関数値と狭窄が軽い部分の差分値導関数値とは近似しているため、深刻な狭窄の血流圧力差に対する影響を過小評価する恐れがあり、上記単一スケールが大きい場合、血管の狭窄が軽い部分の差分値導関数値はゼロであり、即ち、軽い狭窄の血流圧力差に対する影響を検出することができないことが分かった。
【００６６】
従って、上記従来の単一スケールにおける計算方法による技術的欠陥を解決するために、血管に複数の病変が伴う場合、好ましくは、幾何学的パラメータ差分関数のｎ個のスケールにおける差分値導関数を算出し、異なるスケールの場合における差分値微分係数に基づいて第１血流圧力と第２血流圧力との間の圧力差を算出することを採用する。
【００６７】
例えば、好ましい一実施例において、幾何学的パラメータ差分関数の２つのスケールにおける差分値導関数を算出することを採用し、第１血流圧力と第２血流圧力との間の圧力差は、上記２つのスケール（比較的大きいスケールを有する第１スケールおよび比較的小さいスケールを有する第２スケールを含む）における差分値微分係数に基づいて算出され、上記第１スケール差分値導関数ｆ１（ｘ）は、広範囲狭窄による実際の内腔直径と基準内腔直径との間の幾何学的パラメータ差分を検出するのに用いられ、局在性狭窄病変による幾何学的パラメータ差分値が無視され、上記第２スケール差分値導関数ｆ２（ｘ）は局所変化による実際の内腔直径と基準内腔直径との間の幾何学的パラメータ差分を検出するのに用いられる。
【００６８】
図２における差分値関数Ｆ（ｘ）に対し、異なるスケールにおける導関数を求め、異なるスケールの差分値導関数を取得する。
大きいスケール差分値導関数：
【数３】
2019500986.tif 000005
小さいスケール差分値導関数：
【数４】
2019500986.tif 000006
ここで、△ｈ１＞△ｈ２である。
【００６９】
図３Ａと３Ｂに示すように、大きいスケール△ｈ１の場合、局在性狭窄病変Ａ、ＢにおけるＦ（Ｘ＋△ｈ１）−Ｆ（Ｘ）が約ゼロであるため、ｆ１（ｘ）は広範囲狭窄による実際の内腔直径と基準内腔直径との間の幾何学的パラメータ差分値を反映するのに用いられ、局在性狭窄病変による幾何学的パラメータ差分は無視される。小さいスケール△ｈ２の場合、同時に局在性狭窄病変Ａ、Ｂおよび広範囲狭窄Ｃの幾何学的パラメータ差分を見つけることができる。しかし、小さいスケール差分値導関数ｆ２（ｘ）の場合、異なる程度の狭窄による差分値微分係数が関数値的にほぼ同じであるため、差分値導関数ｆ２（ｘ）の関数値的に異なる程度の狭窄の圧力差に対する異なる影響を反映することができない。異なるスケール差分値導関数ｆ１（ｘ）およびｆ２（ｘ）に対して重み付けする場合、異なる程度の狭窄の圧力差に対する異なる影響を反映することができる。
【００７０】
なお、上述内容においてあげられた多重スケールにおける計算方法は発明の名称が「血管圧力差および血流予備量比の計算方法およびシステム」（中国出願番号：ＣＮ２０１５１０９０１３２９．Ｘ、出願日：２０１５．１２．０８）である中国特許出願における関連技術的解決手段を参照することができる。
【００７１】
（実施例２）
本発明は、バーチャルステント留置に基づく血管の血流予備量比ＦＦＲの評価方法をさらに提供し、該方法は、
病人のバーチャルステントを留置する前の安静状態における血管部分の平均血流速度Ｖを取得し、通常の造影（微小循環を十分に拡張させる必要がない）方法により該血管部分のバーチャルステントを留置する前の平均血流速度Ｖを取得することと、
該平均血流速度Ｖに基づいて病人のバーチャルステントを留置する前の心筋微小循環が十分に拡張された際の最大血流速度Ｖｍａｘを取得することと、
バーチャルステントを留置する前の最大血流速度Ｖｍａｘ、ステント留置前後の径狭窄率に基づき、相対的血流速度および径狭窄率の表を調べることにより、バーチャルステント留置後の最大血流速度Ｖ’ｍａｘを取得することと、
を含み、
上記相対的血流速度は、血流速度を正規化した後の値であり、最大値は１、最小値は０であり、病人の具体的な血流速度と関係なく、上記バーチャルステント留置後の最大血流速度に対応する圧力降下△Ｐｍａｘを求め、ＦＦＲ＝（Ｐ１−△Ｐｍａｘ）／Ｐ１の式を利用してバーチャルステント留置後のＦＦＲ数値を取得し、ここで、Ｐ１はある部分の血管の近位端部の第１血流圧力を表し、心臓の拡張期圧および収縮期圧で近似的に推定し、または造影用カテーテルにより正確に測定して上記Ｐ１の値を取得することができる。
【００７２】
好ましくは、対応表を調べることによりバーチャルステントを留置する前の最大血流速度を取得し、上記対応表は、病人が安静状態における冠動脈の平均血流速度および心筋微小循環が十分に拡張された場合の対応する最大血流速度のリストである。
【００７３】
好ましくは、実施例１に記載の方法を採用してある部分の血管の最大血流速度に対応する圧力差△Ｐｍａｘを取得する。
【００７４】
好ましくは、一定の最大血流速度Ｖｍａｘを与え、さらにＦＦＲを求める。
【００７５】
（実施例３）
一具体的な実施例において、本発明はバーチャルステント留置後の血管圧力降下値を評価するシステムを提供し、該システムは、上記実施例に示されたような一部のバーチャルステントを留置した血管の圧力差を算出する方法を実現することができ、
近位端部および遠位端部を含む血管部分の、該血管部分の近位部断面の面積または直径を表す第１幾何学的パラメータ、該血管部分の遠位部断面の面積または直径を表す第２幾何学的パラメータ、および実際の血管内腔であり、バーチャルステントを留置する前の該血管部分の近位端部と遠位端部との間に位置する第１位置の断面面積または直径を表す第３幾何学的パラメータを含む幾何学的パラメータを取得する幾何学的パラメータデータ取得モジュールと、
上記第１位置の位置データを取得する位置データ取得モジュールと、
上記第１幾何学的パラメータ、第２幾何学的パラメータ、第３幾何学的パラメータおよび第１位置の位置データに基づいて該血管の第１位置における基準内腔直径を算出する基準内腔直径計算モジュールと、
バーチャルステントの留置位置を受信し、第３幾何学的パラメータおよび基準内腔直径に基づき、バーチャルステント留置後のバーチャル血管内腔の幾何学的パラメータを算出して、バーチャルステント留置後の該血管部分の近位端部と遠位端部との間に位置する第１位置の断面面積または直径を表す第４幾何学的パラメータとして記入するバーチャル血管内腔計算モジュールと、
第３幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づき、バーチャルステントを留置する前の第１位置における径狭窄率を算出し、第４幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づき、バーチャルステント留置後の第１位置における径狭窄率を算出する径狭窄率計算モジュールと、
第４幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づき、バーチャルステント留置後のバーチャル血管の第１位置における幾何学的パラメータ差分を算出する幾何学的パラメータ差分計算モジュールと、
該血管部分のバーチャルステントを留置する前の平均血流速度を取得し、相対的血流速度および径狭窄率の表を調べることにより、バーチャルステント留置後の平均血流速度を算出する速度取得および計算モジュールと、
幾何学的パラメータ差分計算モジュールより出力されたバーチャルステント留置後の第１位置の幾何学的パラメータ差分データ、速度取得モジュールより出力されたバーチャルステント留置後の平均血流速度および平均血流速度の２乗値を取得し、上記バーチャルステント留置後の血管の近位端部の第１血流圧力と第１位置の第２血流圧力との間の圧力降下値△Ｐを算出する圧力降下計算モジュールと、を含む。
【００７６】
一具体的な実施例において、上記基準内腔直径計算モジュールは、近位端部を基準点とし、第１幾何学的パラメータ、第２幾何学的パラメータおよび血管部分におけるある点から基準点までの距離ｘに基づき、該血管部分の異なる位置における基準内腔直径の該位置から基準点までの距離ｘに従って変化する関数を表す基準内腔直径関数を算出する。
【００７７】
一具体的な実施例において、該システムは、基準内腔直径関数を算出する過程において、血管部分における血管部分の近位端部から遠位端部までの範囲内の位置パラメータに対し線形正規化処理を行う正規化モジュールをさらに含む。
【００７８】
一具体的な実施例において、径狭窄率は血管部分における最も深刻な病変の狭窄程度である。
【００７９】
一具体的な実施例において、上記幾何学的パラメータ差分計算モジュールは、近位端部を基準点とし、第４幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づき、バーチャルステント留置後の第１位置における幾何学的パラメータ差分を算出し、上記幾何学的パラメータ差分関数は、基準内腔直径関数とバーチャル血管内腔の幾何学的パラメータとの間の差分が基準点までの距離ｘに従って変化する関数である。
【００８０】
一具体的な実施例において、該システムは、バーチャルステント留置後の幾何学的パラメータ差分関数の異なるスケールにおける差分値導関数を算出する多重スケール差分値微分係数計算モジュールをさらに含む。
【００８１】
一具体的な実施例において、上記圧力降下計算モジュールは、多重スケール差分値微分係数計算モジュールにより取得した多重スケールにおける差分値導関数の積分の重み付けおよび速度取得モジュールより出力されたバーチャルステント留置後の平均血流速度Ｖ並びに平均血流速度Ｖの２乗Ｖ２により、バーチャルステント留置後の第１血流圧力と第２血流圧力との間の圧力降下△Ｐを算出し、上記複数のスケールは２つまたは２つ以上のスケールを含み、上記スケールとは分解能を指し、即ち、数値により導関数を算出する場合の隣接する両点の間の距離である。
【００８２】
一具体的な実施例において、該システムは、血管に対してある角度において２次元冠動脈造影を行い、異なるフレーム数における関心領域に対して画像位置合わせを行う２次元冠動脈造影モジュールをさらに含み、該血管部分の冠動脈造影関心領域は血管の近位端部から遠位端部までである。
【００８３】
一具体的な実施例において、上記速度取得および計算モジュールは、上記２次元冠動脈造影モジュールより出力された異なるフレーム数における関心領域に基づいて画像位置合わせを行い、位置合わせられた後の関心領域内のグレースケールヒストグラムの心周期に従って変化するグレースケール時間あてはめ関数を算出し、グレースケール時間あてはめ関数から該血管部分のバーチャルステントを留置する前の冠動脈造影過程における造影剤の平均流動速度を取得し、相対的血流速度および径狭窄率の表を調べることによってバーチャルステント留置後の平均血流速度を算出する。
【００８４】
一具体的な実施例において、上記相対的血流速度および径狭窄率の表は、径狭窄率および対応する相対的血流速度のリストであり、平均血流速度取得および計算モジュールまたは該システムの他の一つの独立した記憶モジュールに記憶されており、上記相対的血流速度は、血流速度を正規化した後の値であり、最大値は１、最小値は０であり、病人の具体的な血流速度値と関係ない。
【００８５】
（実施例４）
更なる他の一つの具体的な実施例において、本発明はバーチャルステント留置後の血管の血流予備量比ＦＦＲを評価するシステムをさらに提供し、該システムは、上記実施例に示されたような一部のバーチャルステントが留置された血管の血流予備量比ＦＦＲを算出する方法を実現することができ、
近位端部および遠位端部を含む該血管部分の、該血管部分の近位部断面の面積または直径を表す第１幾何学的パラメータ、該血管部分の遠位部断面の面積または直径を表す第２幾何学的パラメータ、およびバーチャルステントを留置する前の血管部分の近位端部と遠位端部との間に位置する第１位置の断面面積または直径を表す第３幾何学的パラメータを含む幾何学的パラメータを取得する幾何学的パラメータデータ取得モジュールと、
上記第１位置の位置データを取得する位置データ取得モジュールと、
近位端部を基準点とし、上記幾何学的パラメータおよび血管部分における点から基準点までの距離に基づき、基準内腔直径関数を算出する基準内腔直径計算モジュールと、
バーチャルステントの留置位置を受信し、第３幾何学的パラメータおよび基準内腔直径関数に基づき、バーチャルステント留置後のバーチャル血管内腔の幾何学的パラメータを算出して、バーチャルステント留置後の該血管部分の近位端部と遠位端部との間に位置する第１位置の断面面積または直径を表す第４幾何学的パラメータとして記入するバーチャル血管内腔計算モジュールと、
第３幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づき、バーチャルステントを留置する前の第１位置における径狭窄率を算出し、第４幾何学的パラメータおよび第１位置における基準内腔直径に基づき、バーチャルステント留置後の第１位置における径狭窄率を算出する径狭窄率計算モジュールと、
基準内腔直径関数および第４幾何学的パラメータに基づき、バーチャルステント留置後のバーチャル血管の幾何学的パラメータ差分関数を算出する幾何学的パラメータ差分計算モジュールと、
複数のスケールにおけるバーチャルステント留置後の幾何学的パラメータ差分関数に対する導関数を求め、複数のスケールに対応する差分値導関数を取得する多重スケール計算モジュールと、
該血管部分の通常の冠動脈造影における平均血流速度を取得し、相対的血流速度および径狭窄率の表を調べることにより、バーチャルステント留置後の平均血流速度を算出する平均血流速度取得および計算モジュールと、
該モジュールに記憶された対応表に基づき、表を調べる方式によって該血管部分のバーチャルステント留置後の通過可能な最大平均血流速度を取得する最大平均血流速度計算モジュールと、
バーチャルステント留置後の多重スケール差分値導関数および最大平均血流速度に基づき、上記血管のバーチャルステント留置後の第１位置における第２血流圧力と近位端部の第１血流圧力との比、即ち、血流予備量比を取得する血流予備量比計算モジュールと、
を含み、
上記スケールとは分解能を指し、即ち、数値により導関数を算出する場合の隣接する両点の距離である。
【００８６】
一具体的な実施例において、上記相対的血流速度および径狭窄率の表は、径狭窄率および対応する相対的血流速度のリストであり、平均血流速度取得および計算モジュールまたは該システムの他の一つの独立した記憶モジュールに記憶されており、上記相対的血流速度は血流速度を正規化した後の値であり、最大値は１、最小値は０であり、病人の具体的な血流速度値と関係ない。
【００８７】
一具体的な実施例において、上記最大血流速度取得モジュールは、対応表を調べることによって最大血流速度を取得し、上記対応表は病人の安静状態における冠動脈の平均血流速度および心筋微小循環が十分に拡張された場合の対応する最大血流速度のリストであり、該最大血流速度取得モジュールまたは該システムの他の一つの独立した記憶モジュールに記憶されている。
【００８８】
指摘すべきことは、上記システムおよび機能モジュールは本発明を実施するための基本構造を例示的に示しただけであり、唯一の構造ではない。
【００８９】
当業者であれば、上記実施例を実現する方法における全部または一部のプロセスは、コンピュータプログラムにより関連するハードウェアを命令して完成できることを理解でき、上記プログラムはコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に記憶でき、該プログラムを実行する場合、上記各方法のような実施例のプロセスを含むことができる。ここで、上記記憶媒体は、磁気ディスク、光ディスク、読み出し専用メモリ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ，ＲＯＭ）またはランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ，ＲＡＭ）等であってもよい。
【００９０】
上記は本発明の具体的な実施形態に過ぎず、本発明の保護範囲を限定するものではなく、如何なる当該技術分野に詳しい技術者が、本発明に開示された技術範囲内で、容易に想到できる変化または置換えは、何れも本発明の保護範囲内に属すべきである。そのため、本発明の保護範囲は特許請求の範囲の保護範囲に準ずるべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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