혈관내 조영물질의 동적 패턴의 전파분석을 이용한 정량적 조직 혈류속도 측정방법
Method For Analyzing Quantitatively Tissue Blood Flow Velocity Using Propagation Analysis of Dynamics Pattern of Intravascular Contrast Agents
특허 요약
본 발명은 혈관내 조영물질의 동적 패턴의 전파 분석을 이용한 정량적 조직 혈류속도 측정방법에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는, 덩어리로 정맥주사된 혈관내 조영물질에 의해 조직의 각 픽셀 또는 복셀에서 관측되는 동적 패턴이 주변으로 전파되는 양상을 분석함으로써 정량적으로 조직의 혈류 속도를 측정할 수 있는 방법을 제공하는데 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 혈관내 조영물질의 동적 패턴의 전파 분석을 이용한 정량적 조직 혈류속도 측정방법은, 각 픽셀 또는 복셀마다 동적 패턴을 가지는 2차원 또는 3차원 영상이 주어지는 경우 각 픽셀 또는 복셀들끼리 비교하기 위해 상기 동적 패턴의 크기를 표준화시키는 표준화(Normalization) 단계와, 상기 각 픽셀 또는 복셀마다 주변 픽셀들 또는 복셀들과의 시간 차이를 계산하는 시간차 계산 단계와, 상기 시간 차이 중에서 대표적인 전파 시간을 선택하는 대표 전파 시간 선택 단계와, 상기 대표적인 전파 시간을 이용하여 상기 픽셀 또는 복셀의 혈류 속도를 계산하는 혈류 속도 계산 단계 및 상기 픽셀 또는 복셀의 계산된 혈류 속도값을 변환 영상으로 표현하여 혈류 속도 지도(Blood flow velocity map)를 생성하는 혈류 속도 지도 생성 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
청구항
번호청구항
1

각 픽셀 또는 복셀마다 동적 패턴(Dynamics Pattern)을 가지는 2차원 또는 3차원 영상이 주어지는 경우, 각 픽셀 또는 복셀들끼리 비교하기 위해 상기 동적 패턴의 크기를 표준화시키는 표준화(Normalization) 단계; 상기 각 픽셀 또는 복셀마다 주변 픽셀들 또는 복셀들과의 시간 차이를 계산하는 시간차 계산 단계; 상기 시간 차이 중에서 대표적인 전파 시간을 선택하는 대표 전파 시간 선택 단계; 상기 대표적인 전파 시간을 이용하여 상기 픽셀 또는 복셀에서의 혈류 속도를 계산하는 혈류 속도 계산 단계; 및 상기 계산 단계에서 계산된 혈류 속도값을 변환 영상으로 표현하여 혈류 속도 지도(Blood flow velocity map)를 생성하는 혈류 속도 지도 생성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈관내 조영물질의 동적 패턴의 전파 분석을 이용한 정량적 조직 혈류속도 측정방법.

2

제 1항에 있어서, 상기 표준화 단계에서는, 표준화를 통해 신호 세기의 차이와 무관하게 동적 패턴만으로 혈류의 분석을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 혈관내 조영물질의 동적 패턴의 전파 분석을 이용한 정량적 조직 혈류속도 측정방법.

3

제 1항에 있어서, 상기 시간차 계산 단계에서, 상기 주변 픽셀 또는 복셀은 상하좌우 방향으로 일정 거리 이내 또는 일정 유클리드 거리 이내로 변경되면서 정의되는 것을 특징으로 하는 혈관내 조영물질의 동적 패턴의 전파 분석을 이용한 정량적 조직 혈류속도 측정방법.

4

제 1항에 있어서, 상기 시간차 계산 단계에서는, 근평균이승편차(Root mean squared deviation, RMSD)가 최소가 되는 경우를 선택하는 것을 특징으로 하는 혈관내 조영물질의 동적 패턴의 전파 분석을 이용한 정량적 조직 혈류속도 측정방법.

5

제 1항에 있어서, 상기 대표 전파 시간 선택 단계에서, 상기 대표적인 전파 시간은 주변 픽셀들 또는 복셀들과의 사이에 계산된 시간 차이의 평균, 중앙값 또는 최소값 중에서 데이터의 잡음(Noise)을 고려하여 선택하는 것을 특징으로 하는 혈관내 조영물질의 동적 패턴의 전파 분석을 이용한 정량적 조직 혈류속도 측정방법.

6

제 5항에 있어서, 상기 혈류 속도 계산 단계에서는, 상기 대표적인 전파 시간으로 평균값을 선택하는 경우, 하기의 수학식에 의해 혈류 속도(BF)를 계산하는 것을 특징으로 하는 혈관내 조영물질의 동적 패턴의 전파 분석을 이용한 정량적 조직 혈류속도 측정방법. [수학식] (여기서, BF(p)는 픽셀 또는 복셀 p에서 관측된 혈류 속도이며, R은 주변 픽셀 또는 복셀을 정의하는 좌표 간격값의 집합으로, R = {(0, 1), (0, -1), (1, 0), (-1, 0)}이고, c는 혈류 속도의 스케일을 보정해주는 상수로서 영상 시스템에 따라 보정해 주어야 하며, s는 주어진 영상에서의 픽셀 하나의 크기이고, d(a, b)는 두 픽셀 또는 복셀 a와 b 사이의 유클리드 거리이며, dyn(p)는 픽셀 또는 복셀 p에서 관측된 동적 패턴의 정보이다.)

7

제 1항에 있어서, 상기 혈류 속도 지도 생성 단계에서는, 상기 각 픽셀 또는 복셀마다 계산된 혈류 속도값을 그레이-스케일(Gray-scale) 또는 의사 색상(Pseudo-color)으로 변환한 영상으로 표현하여 상기 혈류 속도 지도를 생성하는 것을 특징으로 하는 혈관내 조영물질의 동적 패턴의 전파 분석을 이용한 정량적 조직 혈류속도 측정방법.

8

제 1항에 있어서, 상기 2차원 또는 3차원 영상 중에서 혈류를 분석하고자 하는 관심 영역(Region of interest, ROI)을 선택하는 관심 영역 선택 단계; 상기 관심 영역 내의 각 픽셀 또는 복셀마다 촬영시의 오류를 줄이기 위해 상기 동적 패턴의 파형을 보정하는 동적 패턴 파형 보정 단계; 및 상기 주변 픽셀들 또는 복셀들과 패턴을 비교할 수 있도록 보간법(Interpolation)을 이용하여 시간축의 해상도를 강화시키는 시간 해상도 강화 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈관내 조영물질의 동적 패턴의 전파 분석을 이용한 정량적 조직 혈류속도 측정방법.

9

제 8항에 있어서, 상기 동적 패턴 파형 보정 단계에서는, 일정 시간 구간마다 평균화(Averaging)하거나 다듬질(Smoothing)을 조합하여 적용하는 것을 특징으로 하는 혈관내 조영물질의 동적 패턴의 전파 분석을 이용한 정량적 조직 혈류속도 측정방법.