[发明专利]血管数据处理和图像配准系统、方法及装置

说明书

部分地，本发明涉及相对于来自血管内成像模式诸如例如光学相干断层扫描(OCT)的图像，处理、跟踪和配准血管造影图像和这种图像中的元件。通过对撤回期间获得的血管造影图像实施血管内成像探针的标记的跟踪促进这种成像模式之间的配准。此外，在一个实施例中，检测和跟踪血管中心线用于实施OCT和血管造影图像之间的连续配准。

技术领域

部分地，本发明一般涉及血管系统和周围血管系统成像和数据收集的领域。

背景技术

为了设计、指导和评估治疗，介入心脏病专家在导管插入程序期间结合了各种诊断工具。一般而言，使用荧光镜检查来实施血管的血管造影成像。进而，医师使用这种血管成像来在诸如搭桥手术或支架植入的介入期间诊断、定位和治疗血管疾病。诸如光学相干断层扫描(OCT)的血管内成像技术和诸如血管内超声(IVUS)的声学技术以及其它技术也是可以代替或与荧光镜检查结合使用以获得有关给定受试者的血管状况的高分辨率数据的有价值的工具。

也可以使用血流储备分数(FFR)来评价成像和血管造影期间的血管。血管内OCT、IVUS和FFR分别是从内部血管或针对感兴趣的样品收集光学、超声和压力数据的侵入性的基于导管的系统。血管造影术是在注射射线不透性造影流体期间从身体外收集数据的非侵入性x-射线成像方法。

血管内光学相干断层扫描是使用光来窥视冠状动脉壁和生成其图像用于研究的基于导管的成像模式。利用相干光、干涉法和微光学，OCT可以提供具有微米级分辨率的患病血管内的视频-速率体内断层扫描。使用光纤探针以高分辨率观察亚表面结构使OCT特别有利于内部组织和器官的微创成像。使用OCT可能实现的这种细节水平允许临床医生诊断以及监测冠状动脉疾病的进展。

考虑到上述各种技术的复杂度和其每个产生的数据集的相关复杂度，实施两个基于图像的技术(诸如OCT和血管造影术)之间的配准是耗时的。因此，保留了关于血管内图像数据和血管造影图像数据的实时配准的挑战。一些配准技术严重依赖用户的交互。不幸地是，配准期间的明显的用户交互使操作很费力，诸如需要手动地匹配图像中的对应点，用于算法的长等待期以返回配准以及最终验证结果，使得这种方法在许多临床情境中不实用。另外，其它方法使用来自不同期或第三方控制的来源的数据，导致时间不规则。另外，由于与干扰其它非侵入性成像模式的一些血管内成像模式一起使用诸如染料的造影剂，会产生干扰这种模式之间的配准的成像伪差和成像误差。

相应地，因此存在要解决与血管内成像和血管造影成像有关的一个或多个上述挑战的需要。本发明的实施例解决了这些挑战和其它挑战。

发明内容

本发明的一个实施例涉及用于诸如血管造影和OCT的两种成像模式之间的配准的方法。本发明的一个实施例涉及用于实施血管造影图像和OCT图像之间的配准的一种或多种方法。

本发明的一个实施例涉及用于对没有诸如染料的造影剂和有造影剂的帧(frame)上的固定标记带实施检测的方法。另外，本发明的一个实施例还提供当穿过血管的内腔时对这种标记带的跟踪，从而在之后的撤回帧上跟踪标记带，包括从没有造影剂的帧跟踪至有造影剂的帧。

在一个实施例中，约20和100帧的血管造影图像帧之间和约100和约1500帧的OCT图像帧之间配准的时间段的范围为从约2秒至约30秒。在一个实施例中，在小于约10秒内对OCT撤回期间获得的血管造影图像数据和OCT图像数据的配准进行配准。在一个实施例中，数据收集探针的撤回的范围为从约4至约10秒。在一个实施例中，使用帧抓取器实时获得血管造影帧。以与由于撤回获得的OCT图像数据帧同步的方式抓取血管造影数据帧。

在一个实施例中，配准方法在约3至约5秒的配准时间段内将撤回的成像期间获得的图像数据的OCT帧与这种撤回期间获得的血管造影数据帧配准。