血管分支的识别制造技术

部分地，本发明专利技术涉及关于使用诸如OCT、IVUS或其它成像模式的血管内模式成像的血管的分支检测的自动化方法。在一个实施方式中，使用血管内成像系统生成的A‑线和帧的表示被用于识别血管的候选分支。可以应用一个或多个算子(诸如滤波器)来去除与其它检测相关联的假阳性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】血管分支的识别相关申请的交叉引用本申请要求2016年4月14日提交的美国临时专利申请No.62/322,771的优先权和权益，该美国临时专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。
本专利技术总体涉及适用于血管内诊断和成像领域的系统和方法，更具体地涉及支持识别血管的侧支、交叉点或其它部分或特征的系统和方法。
技术介绍
冠状动脉疾病是世界范围内的主要死亡原因之一。更好的诊断、监测和治疗冠状动脉疾病的能力对于挽救生命可以具有重要意义。血管内光学相干断层摄影术(opticalcoherencetomography，OCT)是一种基于导管的成像模式，其利用光线窥视冠状动脉壁并生成其图像以供研究。利用相干光、干涉量度法和微光学技术，OCT可在病变血管内以微米级分辨率提供视频速率的体内断层成摄影术。使用光纤探针以高分辨率观察亚表层结构使得OCT对于内部组织和器官的微创成像特别有用。OCT使这种级别的细节成为可能，这使临床医生能够诊断以及监测冠状动脉疾病的进展。OCT图像提供冠状动脉形态的高分辨率视觉化，且可单独使用或与其它信息(诸如血管造影数据和其它来源的患者数据)结合使用，以辅助诊断和治疗。患者身体的各个部分的OCT成像为医生和其它人提供了有用的诊断工具。例如，通过血管内OCT进行的冠状动脉成像可以显示减少血流并增加缺血风险的变窄或狭窄的位置。这些信息有助于心脏病专家在侵入性冠状动脉搭桥手术和基于导管的微创手术(诸如血管成形术或支架输送)之间进行选择，以缓解狭窄且恢复血流。狭窄区域中动脉侧支的存在也影响通过动脉的血流，且因此其是在设计患者的治疗计划时的重要因素。血管病理学及其进展的定量评估涉及不同的定量量度的计算，所述定量量度例如压降，其可依赖于流体量和腔的几何形状(包括侧支的几何形状)的精确识别。在OCT图像中通常不容易识别从管腔延伸的侧支。部分地，这是因为侧支可能被各种OCT探针中使用的导丝遮挡、或者被支架撑杆、血液和阴影遮挡。此外，阴影和其它成像数据伪像会难以解决和消除。结果，沿动脉长度的重要界标(诸如侧支)可能被误认为是组织或者根本没有被识别。考虑到将支架放置在侧支上会是有害的，或者在执行时应当有意识地进行放置，因此需要可以识别侧支的可靠技术。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，本专利技术涉及一种检测血管的一个或多个分支的方法。该方法包括存储血管的一个或多个血管内图像数据集，每个血管内数据集包括多条A-线；检测从来自所述多条A-线的A-线的集合生成的第一A-线图像中的管腔边界，其中，第一A-线图像具有r维度和A-线维度；指定搜索距离T；定义搜索区域，所述搜索区域由检测到的所述管腔边界和距所述管腔边界为距离T的边界偏移来限界；检测所述搜索区域的边缘；以及响应于检测到的边缘识别候选分支区域。在一个实施方式中，该方法包括使用第一图像处理算子平整A-线图像；使用第二图像处理算子将中值平滑应用于A-线图像；以及使用第三图像处理算子将平滑应用于A-线图像以生成滤波后的图像。在一个实施方式中，该方法包括识别所述滤波后的图像中的第一最小-最大对(minimum-maximumpair)，其中，所述第一最小-最大对之间的一个或多个距离定义第一搜索窗口。在一个实施方式中，该方法包括识别所述滤波后的图像中的第二最小-最大对，其中，所述第二最小-最大对之间的一个或多个距离定义第二搜索窗口。在一个实施方式中，该方法包括在在第一搜索窗口内沿相应的预处理后的输入图像中的r维度搜索。在一个实施方式中，该方法包括将位于所述第一搜索窗口中的低于噪声基底阈值的像素指定为对应于所述候选分支区域。在一个实施方式中，噪声基底阈值小于约2mm。在一个实施方式中，该方法包括将所述候选分支区域分成三个带，其中，三个带的宽度的总和等于T。在一个实施方式中，该方法包括针对每个带，沿着每条A-线累积对应于候选分支区域的像素。在一个实施方式中，该方法包括，其中，如果特定A-线具有被标记为候选分支的多于约10％至约30％的像素，则将该带中的该A-线标记为对应于分支。在一个实施方式中，该方法包括输出各个带的与候选分支对应的A-线的集合。在一个实施方式中，该方法包括使用回拉的帧生成分支矩阵，所述帧包括A-线和角度数据。在一个实施方式中，该方法包括将与所有三个带的分组对应的像素和与前两个带的分组对应的像素隔离，以选择对应于侧支的像素。在一个实施方式中，该方法包括从所述分支矩阵去除导丝区域。在一个实施方式中，该方法包括消除仅出现在一帧中的分支。在一个实施方式中，该方法包括复制分支矩阵以考虑跨零(acrosszero)的重叠。在一个实施方式中，第一个带的范围从0到T/3，并且其中，第二个带的范围从T/3到2/3T，并且其中，第三个带的范围从2/3T到T。在一个实施方式中，第一个带的范围从0到T/3，并且其中，第二个带的范围从T/3到2/3T，并且其中，第三个带的范围从2/3T到T。在一个实施方式中，该方法包括在用户界面中显示一个或多个检测到的侧支。在一个实施方式中，该方法包括使用分支矩阵验证一个或多个候选侧支，所述分支矩阵是使用从两个或更多个带中选择的像素生成的，其中，所述带的总和是T。根据以下描述和附图，所公开实施方式的其它特征和优点将显而易见。附图说明本专利或申请文件包含至少一个彩色附图。具有一个或多个彩色附图的本专利或专利申请公布的副本将在请求和支付必要费用后由主管局提供。附图不一定按比例绘制，而是通常将重点放在说明性原理上。这些附图在所有方面都应被认为是说明性的而并不旨在限制本专利技术，其范围仅由权利要求限定。图1是血管内成像系统的图，包括根据本专利技术的说明性实施方式的自动化侧支检测模块。图2A是根据本专利技术的说明性实施方式的具有侧支的血管中的感兴趣区域的极坐标A-线图像。图2B是根据本专利技术的说明性实施方式的与图2A的A-线图像对应的血管的横截面图像。图3是根据本专利技术的说明性实施方式的图2A中所示图像的平整后的版本。图4是根据本专利技术的说明性实施方式的示出了侧支的边缘检测的图像。图5A、图5B、图5C和图5D是根据本专利技术的说明性实施方式的平整后的图像处理后的A-线图像和对于不同的r值的相对于噪声基底的各种绘图，其中，径向维度r垂直于A-线维度。图6是示出了被选择以用于搜索侧支的各种带或区的图像，其中，基于距管腔的不同深度来指定所述带或区。图7是横截面OCT视图、L模式或纵向OCT视图，以及具有候选分支和导丝的分支矩阵。图8是根据本专利技术的说明性实施方式的分支矩阵，解析该分支矩阵以识别根据分支矩阵处理或运算的各个分支候选。具体实施方式部分地，本专利技术涉及关于使用血管内模式(诸如OCT、IVUS或其它成像模式)而成像的血管的分支检测的自动化方法。术语分支指的是血管的一个或多个分支(诸如侧支)。在一个实施方式中，本专利技术涉及执行作为软件模块、算子和级的流水线中的中间步骤的分支检测。各个级转换血管内数据并在其上执行特征检测(诸如阴影和管腔检测)。可以在OCT或IVUS回拉之后执行分支检测，并且可以使用管腔检测软件模块处理所得到的血管内数据以提取管腔数据(诸如与管腔边界有关的信息)。部分地，本专利技术涉及收集和处理数据(诸如血管内数据帧)的各种方法。在一个实施方式中，血管内数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测血管的一个或多个分支的方法，包括：存储所述血管的一个或多个血管内图像数据集，每个血管内图像数据集包括多条A‑线；检测从来自所述多条A‑线的A‑线的集合生成的第一A‑线图像中的管腔边界，其中，所述第一A‑线图像具有r维度和A‑线维度；指定搜索距离T；定义搜索区域，所述搜索区域由检测到的所述管腔边界和距所述管腔边界为距离T的边界偏移来限界；检测所述搜索区域中的边缘；以及响应于检测到的所述边缘识别候选分支区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.14 US 62/322,7711.一种检测血管的一个或多个分支的方法，包括：存储所述血管的一个或多个血管内图像数据集，每个血管内图像数据集包括多条A-线；检测从来自所述多条A-线的A-线的集合生成的第一A-线图像中的管腔边界，其中，所述第一A-线图像具有r维度和A-线维度；指定搜索距离T；定义搜索区域，所述搜索区域由检测到的所述管腔边界和距所述管腔边界为距离T的边界偏移来限界；检测所述搜索区域中的边缘；以及响应于检测到的所述边缘识别候选分支区域。2.如权利要求1所述的方法，还包括：使用第一图像处理算子平整A-线图像；使用第二图像处理算子将中值平滑应用于A-线图像；以及使用第三图像处理算子将平滑应用于A-线图像以生成滤波后的图像。3.如权利要求2所述的方法，还包括：识别所述滤波后的图像中的第一最小-最大对，其中，所述第一最小-最大对之间的一个或多个距离定义第一搜索窗口。4.如权利要求3所述的方法，还包括：识别所述滤波后的图像中的第二最小-最大对，其中，所述第二最小-最大对之间的一个或多个距离定义第二搜索窗口。5.如权利要求3所述的方法，还包括：在第一搜索窗口内沿相应的预处理后的输入图像中的r维度进行搜索。6.如权利要求5所述的方法，还包括：将位于所述第一搜索窗口中的低于噪声基底阈值的像素指定为对应于所述候选分支区域。7.如权利要求5所述的方法，其中，所述噪声基底阈值小于约2mm。8.如权利要求6所述的方法，还包括：将所述候选分支区...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿杰伊·戈皮纳特，
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