血管内成像系统界面和支架检测方法技术方案

本发明专利技术部分地涉及血管内的支架位置的基于计算机的可视化。可以使用血管内数据使支架可视化且随后将该支架显示为支架撑杆或支架的多个部分，作为一个或多个图形用户界面(GUI)的一部分。在一个实施方式中，该方法包括针对给定帧邻区使用角度支架撑杆信息的合并来区分一个或多个带支架的区域与背景噪声的步骤。GUI可以包括使用距离测量以及划分一个或多个实际的带支架的区域所生成的血管的视图，这提供带支架的区域的可视化。本发明专利技术还涉及血管内诊断信息(诸如指标)的显示。可以生成指标并将该指标与使用血管内数据收集系统所生成的图像一起显示。指标可以包括适合于指示诊断信息(诸如支架信息)的一个或多个可视的图形元素。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】血管内成像系统界面和支架检测方法相关申请本申请要求在2015年5月17日递交的美国临时专利申请No.62/162,795、在2015年7月25日递交的美国临时专利申请No.62/196,997、在2016年4月14日递交的美国临时专利申请No.62/322,578、以及在2015年12月18日递交的美国专利申请No.14/975,516的优先权和权益，上述专利申请的全部内容通过引用并入在本文中。
本专利技术总体涉及血管内测量和特征检测以及相关的诊断方法和设备。
技术介绍
冠状动脉疾病在全世界是死亡诱因之一。更好地诊断、监控、和治疗冠状动脉疾病的能力可以在挽救生命上至关重要。血管内光学相干断层摄影术(OpticalCoherenceTomography，OCT)为基于导管的成像模式，其使用光窥视到冠状动脉壁中且生成其图像用以研究。利用相干光、干扰量度法和微光学，OCT可以提供在患病血管内的、具有微米级分辨率的视频速率的体内断层摄影术。使用光纤探针以高分辨率查看亚表层组织结构使OCT尤其对于内部组织和器官的微创成像是有用的。利用OCT可能进行的该级别的细节允许临床医生诊断以及监控冠状动脉疾病的进度。OCT图像提供冠状动脉形态的高分辨率视觉且可以单独使用或与其它信息组合使用，该其它信息诸如血管造影数据和帮助诊断和计划(诸如支架输送计划)的患者数据的其它来源。患者身体的多个部分的OCT成像为医生和其他人提供有用的诊断工具。例如，由血管内OCT对冠状动脉的成像可以显现变窄或狭窄的位置。该信息帮助心脏病专家在侵入性冠状动脉搭桥手术与微创的基于导管的过程(诸如血管成形术或支架输送)之间进行选择。尽管是受欢迎的选择，但是支架输送具有其自身相关联的风险。支架为通常由网丝形成的管状结构。支架可以被插入血管中且被扩展以对抗收缩血流的狭窄状况。支架通常由金属或聚合物模架制成。可以借助导管将支架部署到狭窄的位点。在心血管手术期间，可以借助引导丝通过导管将支架输送到狭窄位点且使用气球使支架展开。通常，使用预设压力使支架展开以加大狭窄血管的内腔。可以组合或单独使用血管造影系统、血管内超声系统、OCT系统来促成支架输送计划和支架部署。在部署支架时存在影响病人治疗成效的多个因素。在一些过程中，应当将支架扩展到对应于相邻健康血管区段的直径的直径。支架过度扩展可能对血管造成严重损害，使该血管易于分解、脱落、和壁内出血。扩展不足的支架可能不适当地使血管扩展。如果支架的多个部分未接触血管壁，则血栓症的风险可增大。充气不足的或贴壁不良的支架可能无法恢复正常流动。一旦支架被安装，则支架贴壁不良和支架的扩展不足可导致各种问题。存在与支架植入及相关过程相关联的其它挑战。使用血管造影系统使相对于血管壁的支架部署可视化对通过检查从事具有挑战性。另外，手动地复查血管造影图像以基于每个图像确定支架位置也是易于出错的。另外，在部署支架之后，临床医生可以使治疗部位成像以确认支架已被合适地部署。然而，由例如未清洁的血细胞引起的背景噪声可以在OCT图像数据中随着支架撑杆而出现，使得难以准确地检测支架。有时，临床医生可以识别带支架的区域，但是需要用户干预导致显著变化、遭受用户误差、以及显著增大过程的长度。另外，不同的支架可以具有不同的几何形状和网格图案，这可使其评估复杂化。本专利技术解决了这些挑战和其它挑战。
技术实现思路
部分地，本专利技术涉及可用于计划支架输送或以其它方式生成和显示感兴趣的诊断信息的血管造影和血管内数据收集系统，诸如OCT和/或IVUS。本专利技术还涉及各种指标的生成和这些指标相对于图像数据的显示的集成。作为示例，纵向指标(诸如贴壁(apposition)条)可以单独使用或与支架撑杆指标共同使用，以及叠加在与血管内数据集融合(co-registered)的血管造影帧上，该血管内数据集诸如用于诊断过程(诸如支架计划)的一组OCT扫描线或相对于其生成的图像。部分地，在一个实施方式中，本专利技术涉及用于将应用于血管内数据集的数据分析的结果显示给血管内数据收集系统和血管造影系统的用户的系统和方法。部分地，本专利技术描述了图形用户界面(GraphicUserInterface，GUI)，该GUI提供用户界面和可应用于血管的一个或多个生成图像或血管造影图像的图形数据表示，从而感兴趣的区域(诸如支架贴壁的区域等)易于在OCT和血管造影图像上找到和理解。部分地，本专利技术涉及数据收集系统，诸如适合于用在导管室中的血管内数据收集系统，诸如光学相干断层摄影系统。部分地，本专利技术涉及包括适合于显示血管内图像数据的处理器的数据收集系统。所显示的图像数据包括基于深度测量所生成的数据或图像。在一个实施方式中，使用光学相干断层摄影术生成图像数据。该系统也可以显示用户界面，该用户界面用于显示血管内信息，诸如以每个支架撑杆为基础的在纵向模式下关于支架贴壁不良的数据或具有对应于支架、无支架、或针对血管内的一个或多个支架可能感兴趣的支架贴壁等级的区域的条。一个或多个指标(诸如纵向指标，作为非限制性示例)可以响应于支架检测处理和内腔边界检测而生成且相对于血管造影、OCT和IVUS图像来显示。这些可以被用户查看以计划支架输送以及通过复查具有感兴趣的相关指标的融合的OCT图像和血管造影图像来扩充或调整支架输送。部分地，本文中所描述的系统和方法涉及通过用指标(诸如散列值、着色区、或其它视觉指标)代替缺失数据的区域来避免或减小数据误解的可能性的方法。采用该方式，通知终端用户数据何时缺失，而非将黑色区域误解为阴影或侧支。因此，缺失数据区域被编码有指标，该指标防止该区域被误解为侧支、支架、或诊断医生感兴趣的其它特征。在一个实施方式中，该方法可以包括如下步骤：在图形用户界面上显示支架撑杆的标记以及在血管内图像中显示指示一个或多个区域的标记，其中，数据不可用于显示。在一个实施方式中，显示贴壁条使得其为独立的血管内视图，从而当不存在包含指标或支架的图像时显示贴壁条。在一个实施方式中，本专利技术涉及与支架区域对齐的贴壁条，该支架区域包括定位的支架撑杆，其中，该贴壁条与旋转无关或为持续的。部分地，本专利技术涉及在使用探针获得的血管内数据集的背景下的支架检测和阴影检测，例如，该探针诸如光学相干断层摄影探针或血管内超声探针。部分地，本专利技术涉及用于在OCT图像数据中投射的阴影内精确地识别金属支架撑杆偏移或位置的系统和方法。支架撑杆检测的方法可以包括：访问多帧的血管内成像数据，所述多帧包括光学相干断层摄影(OCT)扫描线；识别对应于候选支架撑杆的阴影区域；识别对应于候选支架撑杆阴影区域的扫描线以生成候选撑杆阴影扫描线；以及分析所述候选撑杆阴影扫描线以识别支架撑杆的位置。支架撑杆检测的方法还可以包括：存储多帧的血管内成像数据；在所述多帧的第一帧组中检测支架撑杆；在所述第一帧组中检测一个或多个阴影区域，其中，所述阴影区域中的一者或多者与检测的支架撑杆相邻；以每个阴影区域为基础确定给定的阴影区域是否为导丝引发区域或侧支引发区域，以生成一组候选支架撑杆阴影区域，其中，每个候选支架撑杆阴影区域包括阴影边界；以及在所述阴影边界内识别候选支架撑杆阴影区域的扫描线。本专利技术的方法可以包括附加步骤或特征。例如，这些方法可以包括通过消除对应于非支架特征的阴影区域来识本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测血管中的带支架的区域的方法，所述方法包括如下步骤：接收用于带支架血管的光学相干断层摄影数据，所述光学相干断层摄影数据包括多个图像帧；将所述光学相干断层摄影数据存储在血管内数据收集系统的存储设备中；分析所述多个图像帧以基于每帧识别支架撑杆；划分识别的支架撑杆的角度偏移以在所述多个图像帧的帧邻区上创建合并的角度间隙数据；以及在所述帧邻区中确定任意两个相邻撑杆之间的最大角度间隙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.17 US 62/162,795;2015.07.25 US 62/196,997;1.一种检测血管中的带支架的区域的方法，所述方法包括如下步骤：接收用于带支架血管的光学相干断层摄影数据，所述光学相干断层摄影数据包括多个图像帧；将所述光学相干断层摄影数据存储在血管内数据收集系统的存储设备中；分析所述多个图像帧以基于每帧识别支架撑杆；划分识别的支架撑杆的角度偏移以在所述多个图像帧的帧邻区上创建合并的角度间隙数据；以及在所述帧邻区中确定任意两个相邻撑杆之间的最大角度间隙。2.如权利要求1所述的方法，还包括：如果所述最大角度间隙小于阈值角度间隙，则将所述帧分类为包含支架的帧。3.如权利要求2所述的方法，还包括：通过识别包含小于阈值角度间隙的最大角度间隙的相邻帧的集群来识别包含支架的区域。4.如权利要求1所述的方法，还包括：针对所述带支架血管确定质心值以及针对帧k计算相对于血管质心的所述最大角度间隙。5.如权利要求1所述的方法，其中，根据公式使用对于给定帧k的所述最大角度间隙θmax,k计算对于帧k的角度间隙度量标准Ψk。6.如权利要求5所述的方法，其中，更接近1的角度间隙度量标准指示包含支架的所述帧。7.如权利要求1所述的方法，包括：显示关于血管区域的表示带支架的区域的标记。8.如权利要求7所述的方法，其中，所述标记为与所述带支架的区域对齐的贴壁条，其中，所述贴壁条与旋转无关或为持续的。9.如权利要求5所述的方法，包括：针对帧k和至少一个相邻帧k+1，计算所述角度间隙度量标准。10.如权利要求6所述的方法，包括如下步骤：针对连续的相邻帧，迭代地计算所述角度间隙度量标准。11.如权利要求2所述的方法，包括：重复所述方法的所述步骤中的一个或多个步骤以顺序地分类所述光学相干断层摄影数据中的多个帧。12.如权利要求10所述的方法，包括：如果对于给定帧的所述角度间隙度量标准大于阈值角度间隙，则顺序地将多帧分类为包含支架的帧。13.如权利要求12所述的方法，包括：将相邻的包含支架的帧聚集为包括第一帧和最后一帧的带支架的区域。14.如权利要求13所...

【专利技术属性】
技术研发人员：索娜尔·安布瓦尼，克里斯多夫·E·格里芬，詹姆斯·G·彼得森，萨蒂什·卡维蒂，乔尔·M·弗里德曼，
申请(专利权)人：光学实验室成像公司，
类型：发明
国别省市：美国,US