JP7348916B2 - 画像データを使用した流量測定 - Google Patents
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Description
本出願は、2018年5月23日に出願された米国仮特許出願第62/675,348号の利益を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
上述の実施形態は下記のように記載され得るが、下記に限定されるものではない。
[構成1]
血管内の血流速度を決定するための方法であって、前記方法は、
第1の時間にわたって、造影剤の第1のボーラスを前記血管に注入し、前記第1の時間の後である第2の時間にわたって、造影剤の注入を中止し、前記第2の時間の後である第3の時間にわたって、造影剤の第2のボーラスを前記血管に注入することによって、既知の周波数でパルス造影ボーラスを前記血管に注入するステップと、
前記血管内の造影剤の前記第1のボーラスと造影剤の前記第2のボーラスとの間の距離を決定するように、前記血管の第1の領域を表す画像データを分析するステップと、
造影剤の前記第1のボーラスと造影剤の前記第2のボーラスとの間の前記決定された距離に前記既知の周波数を乗算することによって、前記血管の前記第1の領域の血流速度を計算するステップと、を含む、方法。
[構成2]
前記血管の前記第1の領域を表す画像データを分析するステップは、前記血管の前記第1の領域における造影剤の前記第1のボーラスの位置、および前記血管の前記第1の領域における造影剤の前記第2のボーラスの位置を決定するように、前記血管の前記第1の領域を表す前記画像データのピークピクセル密度を分析することを含む、構成1に記載の方法。
[構成3]
前記血管の前記第1の領域を表す前記画像データは、前記血管の前記第1の領域の画像データの単一フレームである、構成1に記載の方法。
[構成4]
前記血管の前記第1の領域を表す前記画像データは、第1の取得時間に取得された前記血管の前記第1の領域を表す画像データの第1のフレームと、第2の取得時間に取得された前記血管の前記第1の領域を表す画像データの第2のフレームとを含み、
造影剤の前記第1のボーラスと造影剤の前記第2のボーラスとの間の前記距離を決定するステップは、
画像データの前記第1のフレームにおける造影剤の前記第1のボーラスと造影剤の前記第2のボーラスとの間の第1の距離を決定するように、画像データの前記第1のフレームを分析することと、
画像データの前記第2のフレームにおける造影剤の前記第1のボーラスと造影剤の前記第2のボーラスとの間の第2の距離を決定するように、画像データの前記第2のフレームを分析することと、
造影剤の前記第1のボーラスと造影剤の前記第2のボーラスとの間の前記距離を決定するように、前記第1の距離と前記第2の距離の平均をとることと、を含む、構成1に記載の方法。
[構成5]
既知の周波数でパルス造影ボーラスを前記血管に注入するステップは、前記第3の時間の後である第4の時間に、造影剤の注入を中止することと、前記第4の時間の後である第5の時間にわたって、造影剤の第3のボーラスを前記血管に注入することと、をさらに含み、
前記血管内の造影剤の前記第2のボーラスと造影剤の前記第3のボーラスとの間の距離を決定するように、前記血管の第2の領域を表す画像データを分析するステップと、
造影剤の前記第2のボーラスと造影剤の前記第3のボーラスとの間の前記決定された距離に前記既知の周波数を乗算することによって、前記血管の前記第2の領域の血流速度を計算するステップと、をさらに含む、構成1に記載の方法。
[構成6]
前記血管の前記第1の領域の前記計算された血流速度と、前記血管の前記第2の領域の前記計算された血流速度との差が所定の流速差閾値を超えるかどうかを決定するために、前記血管の前記第1の領域の前記計算された血流速度を、前記血管の前記第2の領域の前記計算された血流速度と比較するステップ、をさらに含む、構成5に記載の方法。
[構成7]
塩分を含む流体が造影剤の前記第1のボーラスと造影剤の前記第2のボーラスとの間、前記血管内に存在するように、塩分を含む流体を前記第2の時間にわたって、前記血管に注入することをさらに含む、構成1に記載の方法。
[構成8]
前記既知の周波数は、5Hz~20Hzであり、前記第1の時間は、前記第1の時間と前記第2の時間の合計の10%~50%を含む、構成1に記載の方法。
[構成9]
血管内の血流量を決定するための方法であって、前記方法は、
第1の造影剤注入流量で造影剤を前記血管に注入するステップと、
第1の取得時間に取得された第1の関心領域を表す第1の画像データを分析して、前記第1の造影剤注入流量が前記第1の画像データ内に所定の状態を存在させたかどうかを決定するステップと、
前記第1の造影剤注入流量よりも大きい第2の造影剤注入流量で、造影剤を前記血管に注入するステップと、
第2の取得時間に取得された前記第1の関心領域を表す第2の画像データを分析して、前記第2の造影剤注入流量が前記第2の画像データ内に前記所定の状態を存在させたかどうかを決定するステップと、
前記所定の状態が前記第2の画像データ内に存在することを決定すると、前記血管内の前記血流量を決定するように、前記第2の造影剤注入流量を使用するステップと、を含む、方法。
[構成10]
前記血管は、冠状動脈を含み、前記造影剤は、大動脈から前記冠状動脈に注入され、前記所定の状態が、前記冠状動脈から前記大動脈に逆流する造影剤の存在である、構成9に記載の方法。
[構成11]
前記冠状動脈内の前記血流量を決定するように、前記第2の造影剤注入流量を使用するステップは、前記冠状動脈内の前記血流量が前記第2の造影剤注入流量よりも少ないことを決定することを含む、構成10に記載の方法。
[構成12]
前記冠状動脈内の前記血流量を決定するように、前記第2の造影剤注入流量を使用するステップは、前記冠状動脈内の前記血流量が前記第1の造影剤注入流量に近似することを決定することを含む、構成11に記載の方法。
[構成13]
前記冠状動脈内の前記血流量を決定するように、前記第2の造影剤注入流量を使用するステップは、前記冠状動脈内の前記血流量が前記第2の造影剤注入流量よりも少なく、かつ前記第1の造影剤注入流量よりも大きいことを決定することを含む、構成11に記載の方法。
[構成14]
前記血管内の前記血流量を決定するように、前記第2の造影剤注入流量を使用するステップは、前記血管内の前記血流量が前記第2の造影剤注入流量に近似することを決定することを含む、構成9に記載の方法。
[構成15]
前記第2の造影剤注入流量よりも大きい、第3の造影剤注入流量で造影剤を前記血管に注入するステップと、
第3の取得時間に取得された前記第1の関心領域を表す第3の画像データを分析して、前記第3の造影剤注入流量が前記第3の画像データ内に前記所定の状態を存在させたかどうかを決定するステップと、
前記所定の状態が前記第3の画像データ内に存在することを決定すると、前記血管内の前記血流量が前記第2の造影剤注入流量に近似することを決定するステップと、をさらに含む、構成9に記載の方法。
[構成16]
前記第1の画像データを分析するステップは、前記第1の画像データに関連する第1のピクセル密度値を決定することを含み、前記第2の画像データを分析するステップは、前記第2の画像データに関連する第2のピクセル密度値を決定することを含み、前記第3の画像データを分析するステップは、前記第3の画像データに関連する第3のピクセル密度値を決定することを含み、前記所定の状態は、定常状態のピクセル密度の開始であり、前記所定の状態が前記第3の画像データ内に存在することを決定するステップは、前記第2のピクセル密度値が、前記第1のピクセル密度値とは所定の定常状態閾値よりも大きく異なるが、前記第3のピクセル密度値が、前記第2のピクセル密度値とは前記所定の定常状態閾値よりも小さく異なることを決定することを含む、構成15に記載の方法。
[構成17]
前記第1の関心領域は、前記冠状動脈によって供給された心筋の領域である、構成16に記載の方法。
[構成18]
血管内の血流測定値を決定するための方法であって、前記方法は、
心周期の収縮期および拡張期のうちの一方の間に、前記血管への造影剤の第1の注入を実行するステップと、
前記造影剤の前記第1の注入を中止するステップと、
前記第1の注入を中止した後、前記血管の領域での前記造影剤を表す画像データに基づいて、前記領域のための前記血流測定値を計算するステップと、を含む、方法。
[構成19]
前記造影剤の前記第1の注入を中止するステップは、前記心周期の前記収縮期および前記拡張期の他方の開始の前に発生する、構成18に記載の方法。
[構成20]
前記造影剤の前記第1の注入は、前記収縮期の間に実行され、前記造影剤の前記第1の注入は、前記拡張期の前記開始の前に中止される、構成19に記載の方法。
[構成21]
前記画像データは、前記第1の注入を中止した後、かつ前記拡張期の間に取得される、構成20に記載の方法。
[構成22]
前記画像データは、複数の画像フレームを含み、
前記画像データに基づいて、前記血管の前記領域のための前記血流測定値を計算するステップは、
前記複数の画像フレーム内で、前記造影剤が前記血管の前記領域内の第1の所定の位置から前記血管の前記領域内の第2の所定の位置までの距離を移動する、多数の画像フレームを測定することと、
画像フレームの前記測定数に対応する時間を決定することと、
前記距離を前記決定された時間で除算することによって、前記血管の前記領域の血流速度を計算することと、を含む、構成21に記載の方法。
[構成23]
前記計算された血流速度は、前記拡張期に対応し、前記方法は、瞬時血流予備量比を決定するように、前記計算された血流速度を使用することをさらに含む、構成22に記載の方法。
[構成24]
前記計算された血流速度は、前記拡張期に対応し、前記方法は、拡張期血圧比を決定するように、前記計算された血流速度を使用することをさらに含む、構成22に記載の方法。
[構成25]
前記心周期の前記拡張期の間に、前記血管への前記造影剤の第2の注入を実行するステップと、
前記心周期の前記収縮期の前記開始の前に、前記造影剤の前記第2の注入を中止するステップと、
前記第2の注入を中止した後、前記領域での前記造影剤を表す画像データに基づいて、前記血管の前記領域のための前記血流測定値を計算するステップと、をさらに含む、構成20に記載の方法。
[構成26]
前記画像データは、前記収縮期中に取得された画像フレームの第1のセットおよび前記拡張期中に取得された画像フレームの第2のセットを含む、複数の画像フレームを含み、
前記画像データに基づいて、前記血管の前記領域のための前記血流測定値を計算するステップは、
前記収縮期中に取得された画像フレームの前記第1のセットに基づいて、前記血管の前記領域のための第1の血流速度を計算することと、
前記拡張期に取得された画像フレームの前記第2のセットに基づいて、前記血管の前記領域のための第2の血流速度を計算することと、を含む、構成25に記載の方法。
[構成27]
前記第1の注入を中止した後、前記血管の前記領域のための前記血流測定値を計算するステップは、前記血管の前記領域のための本来の血流での前記血管の前記領域のための前記血流測定値を計算することを含み、前記本来の血流は、前記血管で前記注入が実行されていないときに、存在する、構成18に記載の方法。
[構成28]
前記造影剤の前記第1の注入を中止するステップは、前記心周期の前記収縮期および前記拡張期の前記他方の前記開始の後に発生する、構成18に記載の方法。
Claims (20)
- 血管内の血流速度を決定するための流体注入器の制御方法であって、前記制御方法は、プロセッサによって実行されて、
第1の時間にわたって、造影剤の第1のボーラスを前記血管に注入し、前記第1の時間の後である第2の時間にわたって、造影剤の注入を中止し、前記第2の時間の後である第3の時間にわたって、造影剤の第2のボーラスを前記血管に注入し、前記第3の時間の後である第4の時間に、造影剤の注入を中止し、前記第4の時間の後である第5の時間にわたって、造影剤の第3のボーラスを前記血管に注入することによって、既知の周波数でパルス造影ボーラスを前記血管に注入するステップと、
前記血管内の造影剤の前記第1のボーラスと造影剤の前記第2のボーラスとの間の距離を決定するように、前記血管の第1の領域を表す画像データを分析するステップと、
造影剤の前記第1のボーラスと造影剤の前記第2のボーラスとの間の前記決定された距離に前記既知の周波数を乗算することによって、前記血管の前記第1の領域の血流速度を計算するステップと、
前記血管内の造影剤の前記第2のボーラスと造影剤の前記第3のボーラスとの間の距離を決定するように、前記血管の第2の領域を表す画像データを分析するステップと、
造影剤の前記第2のボーラスと造影剤の前記第3のボーラスとの間の前記決定された距離に前記既知の周波数を乗算することによって、前記血管の前記第2の領域の血流速度を計算するステップと、
前記血管の前記第1の領域の前記計算された血流速度と、前記血管の前記第2の領域の前記計算された血流速度との差が所定の流速差閾値を超えるかどうかを決定するために、前記血管の前記第1の領域の前記計算された血流速度を、前記血管の前記第2の領域の前記計算された血流速度と比較するステップと、を前記流体注入器に実行させる制御方法。 - 前記血管の前記第1の領域を表す画像データを分析するステップは、前記血管の前記第1の領域における造影剤の前記第1のボーラスの位置、および前記血管の前記第1の領域における造影剤の前記第2のボーラスの位置を決定するように、前記血管の前記第1の領域を表す前記画像データのピークピクセル密度を分析することを含む、請求項1に記載の制御方法。
- 前記血管の前記第1の領域を表す前記画像データは、前記血管の前記第1の領域の画像データの単一フレームである、請求項1に記載の制御方法。
- 前記血管の前記第1の領域を表す前記画像データは、第1の取得時間に取得された前記血管の前記第1の領域を表す画像データの第1のフレームと、第2の取得時間に取得された前記血管の前記第1の領域を表す画像データの第2のフレームとを含み、
造影剤の前記第1のボーラスと造影剤の前記第2のボーラスとの間の前記距離を決定するステップは、
画像データの前記第1のフレームにおける造影剤の前記第1のボーラスと造影剤の前記第2のボーラスとの間の第1の距離を決定するように、画像データの前記第1のフレームを分析することと、
画像データの前記第2のフレームにおける造影剤の前記第1のボーラスと造影剤の前記第2のボーラスとの間の第2の距離を決定するように、画像データの前記第2のフレームを分析することと、
造影剤の前記第1のボーラスと造影剤の前記第2のボーラスとの間の前記距離を決定するように、前記第1の距離と前記第2の距離の平均をとることと、を含む、請求項1に記載の制御方法。
- 塩分を含む流体が造影剤の前記第1のボーラスと造影剤の前記第2のボーラスとの間、前記血管内に存在するように、塩分を含む流体を前記第2の時間にわたって、前記血管に注入することをさらに含む、請求項1に記載の制御方法。
- 前記既知の周波数は、5Hz~20Hzであり、前記第1の時間は、前記第1の時間と前記第2の時間の合計の10%~50%を含む、請求項1に記載の制御方法。
- 血管内の血流量を決定するための流体注入器の制御方法であって、前記制御方法は、プロセッサによって実行されて、
第1の造影剤注入流量で造影剤を前記血管に注入するステップと、
第1の取得時間に取得された第1の関心領域を表す第1の画像データを分析して、前記第1の造影剤注入流量が前記第1の画像データ内に所定の状態を存在させたかどうかを決定するステップと、
前記第1の造影剤注入流量よりも大きい第2の造影剤注入流量で、造影剤を前記血管に注入するステップと、
第2の取得時間に取得された前記第1の関心領域を表す第2の画像データを分析して、前記第2の造影剤注入流量が前記第2の画像データ内に前記所定の状態を存在させたかどうかを決定するステップと、
前記所定の状態が前記第2の画像データ内に存在することを決定すると、前記血管内の前記血流量を決定するように、前記第2の造影剤注入流量を使用するステップと、
前記第2の造影剤注入流量よりも大きい、第3の造影剤注入流量で造影剤を前記血管に注入するステップと、
第3の取得時間に取得された前記第1の関心領域を表す第3の画像データを分析して、前記第3の造影剤注入流量が前記第3の画像データ内に前記所定の状態を存在させたかどうかを決定するステップと、
前記所定の状態が前記第3の画像データ内に存在することを決定すると、前記血管内の前記血流量が前記第2の造影剤注入流量に近似することを決定するステップと、を前記流体注入器に実行させる制御方法。 - 前記血管は、冠状動脈を含み、前記造影剤は、大動脈から前記冠状動脈に注入され、前記所定の状態が、前記冠状動脈から前記大動脈に逆流する造影剤の存在である、請求項7に記載の制御方法。
- 前記冠状動脈内の前記血流量を決定するように、前記第2の造影剤注入流量を使用するステップは、前記冠状動脈内の前記血流量が前記第2の造影剤注入流量よりも少ないことを決定することを含む、請求項8に記載の制御方法。
- 前記冠状動脈内の前記血流量を決定するように、前記第2の造影剤注入流量を使用するステップは、前記冠状動脈内の前記血流量が前記第1の造影剤注入流量に近似することを決定することを含む、請求項9に記載の制御方法。
- 前記冠状動脈内の前記血流量を決定するように、前記第2の造影剤注入流量を使用するステップは、前記冠状動脈内の前記血流量が前記第2の造影剤注入流量よりも少なく、かつ前記第1の造影剤注入流量よりも大きいことを決定することを含む、請求項9に記載の制御方法。
- 前記血管内の前記血流量を決定するように、前記第2の造影剤注入流量を使用するステップは、前記血管内の前記血流量が前記第2の造影剤注入流量に近似することを決定することを含む、請求項7に記載の制御方法。
- 前記第1の画像データを分析するステップは、前記第1の画像データに関連する第1のピクセル密度値を決定することを含み、前記第2の画像データを分析するステップは、前記第2の画像データに関連する第2のピクセル密度値を決定することを含み、前記第3の画像データを分析するステップは、前記第3の画像データに関連する第3のピクセル密度値を決定することを含み、前記所定の状態は、定常状態のピクセル密度の開始であり、前記所定の状態が前記第3の画像データ内に存在することを決定するステップは、前記第2のピクセル密度値と前記第1のピクセル密度値との差異が所定の定常状態閾値よりも大きく、前記第3のピクセル密度値と前記第2のピクセル密度値との差異が前記所定の定常状態閾値よりも小さいことを決定することを含む、請求項7に記載の制御方法。
- 前記第1の関心領域は、冠状動脈によって供給された心筋の領域である、請求項13に記載の制御方法。
- 血管内の血流測定値を決定するための流体注入器の制御方法であって、前記制御方法は、プロセッサによって実行されて、
心周期の収縮期および拡張期のうちの一方の間に、前記血管への造影剤の第1の注入を実行するステップと、
前記造影剤の前記第1の注入を中止するステップと、
前記第1の注入を中止した後、前記血管の領域での前記造影剤を表す画像データに基づいて、前記領域のための前記血流測定値を計算するステップと、を前記流体注入器に実行させ、
前記造影剤の前記第1の注入を中止するステップは、前記心周期の前記収縮期および前記拡張期の他方の開始の前に発生し、
前記造影剤の前記第1の注入は、前記収縮期の間に実行され、前記造影剤の前記第1の注入は、前記拡張期の開始の前に中止され、
前記画像データは、前記第1の注入を中止した後、かつ前記拡張期の間に取得され、
前記画像データは、複数の画像フレームを含み、
前記画像データに基づいて、前記血管の前記領域のための前記血流測定値を計算するステップは、
前記複数の画像フレーム内で、前記造影剤が前記血管の前記領域内の第1の所定の位置から前記血管の前記領域内の第2の所定の位置までの距離を移動する、画像フレーム数を測定することと、
前記測定した画像フレーム数に対応する時間を決定することと、
前記距離を前記決定された時間で除算することによって、前記血管の前記領域の血流速度を計算することと、を含む、制御方法。 - 前記計算された血流速度は、前記拡張期に対応し、前記制御方法は、瞬時血流予備量比を決定するように、前記計算された血流速度を使用することをさらに含む、請求項15に記載の制御方法。
- 前記計算された血流速度は、前記拡張期に対応し、前記制御方法は、拡張期血圧比を決定するように、前記計算された血流速度を使用することをさらに含む、請求項15に記載の制御方法。
- 血管内の血流測定値を決定するための流体注入器の制御方法であって、前記制御方法は、プロセッサによって実行されて、
心周期の収縮期および拡張期のうちの一方の間に、前記血管への造影剤の第1の注入を実行するステップと、
前記造影剤の前記第1の注入を中止するステップと、
前記第1の注入を中止した後、前記血管の領域での前記造影剤を表す画像データに基づいて、前記領域のための前記血流測定値を計算するステップと、
前記心周期の前記拡張期の間に、前記血管への前記造影剤の第2の注入を実行するステップと、
前記心周期の前記収縮期の開始の前に、前記造影剤の前記第2の注入を中止するステップと、
前記第2の注入を中止した後、前記領域での前記造影剤を表す画像データに基づいて、前記血管の前記領域のための前記血流測定値を計算するステップと、を前記流体注入器に実行させ、
前記造影剤の前記第1の注入を中止するステップは、前記心周期の前記収縮期および前記拡張期の他方の開始の前に発生し、
前記造影剤の前記第1の注入は、前記収縮期の間に実行され、前記造影剤の前記第1の注入は、前記拡張期の開始の前に中止され、
前記画像データは、前記収縮期中に取得された画像フレームの第1のセットおよび前記拡張期中に取得された画像フレームの第2のセットを含む、複数の画像フレームを含み、
前記画像データに基づいて、前記血管の前記領域のための前記血流測定値を計算するステップは、
前記収縮期中に取得された画像フレームの前記第1のセットに基づいて、前記血管の前記領域のための第1の血流速度を計算することと、
前記拡張期に取得された画像フレームの前記第2のセットに基づいて、前記血管の前記領域のための第2の血流速度を計算することと、を含む制御方法。 - 前記第1の注入を中止した後、前記血管の前記領域のための前記血流測定値を計算するステップは、前記血管の前記領域のための本来の血流での前記血管の前記領域のための前記血流測定値を計算することを含み、前記本来の血流は、前記血管で前記注入が実行されていないときに、存在する、請求項15に記載の制御方法。
- 前記造影剤の前記第1の注入を中止するステップは、前記心周期の前記収縮期および前記拡張期の前記他方の前記開始の後に発生する、請求項15に記載の制御方法。
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