系統(tǒng)接下來使用圖像搜索軟件模塊，諸如用于圖的Dijkstra最短路徑解決方案。然后關(guān)于血管造影撤回幀可以實施應(yīng)用結(jié)合FMM的Dijkstra算法或其它最短路徑算法和選擇最佳初始血管中心線170f。然后使用FMM基于保角映射在窄帶上跟蹤血管造影撤回幀中的血管中心線170g。在上下文中，窄帶指在感興趣的跡線周圍建造窄帶區(qū)域。該窄帶旨在提高FMM算法的效率，由于圖像的限制區(qū)域上的測地距離的計算。這些中心線可以儲存在一個或多個表中，并顯示在適用的血管造影圖像上。
[0156]示例性標(biāo)記檢測和配準(zhǔn)實施例
[0157]圖5C示出與標(biāo)記檢測和配準(zhǔn)有關(guān)的工藝流程180。如本文中使用的，術(shù)語跡線可以與中心線互換。首先，作為輸入，提供來自撤回幀的血管中心線(跡線)作為用于采樣方向的輸入180a。另外，將LoG應(yīng)用于來自撤回幀的圖像180c。實施采樣與跡線垂直的LoG圖像180e。在一個實施例中，實施動態(tài)編程，或用不同起點或終點運行迭代以發(fā)現(xiàn)所有幀中的標(biāo)記位置180g。在一個實施例中，可以使用維特比算法進(jìn)行動態(tài)編程和/或迭代過程。接下來，以幀為基礎(chǔ)實施選擇用于標(biāo)記的最可能的溶液180h。實施沿著所有幀中的血管中心線計算標(biāo)記位置以及標(biāo)記標(biāo)準(zhǔn)化弧長位置1801。
[0158]接下來，可以實施依據(jù)弧長基于計算的標(biāo)記位置對OCT和血管造影幀的所有組合配準(zhǔn)。由于所有血管造影幀中，所有血管中心線在相同解剖特征中開始和結(jié)束，每條中心線與其它幀中的其它中心線對應(yīng)。因此，中心線長度或弧長可以用作配準(zhǔn)的基礎(chǔ)。依據(jù)弧長，將標(biāo)記位置保存(取決于一些誤差)在所有幀中。
[0159]當(dāng)試圖解決傳感器或數(shù)據(jù)收集探針的不透明標(biāo)記帶時遇到的一個挑戰(zhàn)是使用造影溶液作為OCT撤回的一部分。在一個實施例中，在引入造影溶液之前處理血管造影數(shù)據(jù)幀，從而導(dǎo)絲和成像導(dǎo)管可以用于提供穿過血管的最初路徑是有用的。該初始數(shù)據(jù)集可以根據(jù)使用本文中描述的其它信息和參數(shù)迭代地改善。
[0160]基于維特比的算法自動地檢測撤回的每個圖像中的不透射線標(biāo)記。該算法可以用于基于斑點強度和位置預(yù)測(沿跡線速度恒定)獲得整體解。作為該算法的先決條件，實施檢測和跟蹤血管中心線(跡線)的過程。跡線用于產(chǎn)生OCT和血管造影之間的連續(xù)配準(zhǔn)。通過快速行進(jìn)方法計算這些曲線。在每個幀上，快速行進(jìn)方法允許近端點(可以是用戶選擇的點或提示點)和遠(yuǎn)端固定標(biāo)記之間的路徑(跡線)的有效計算。在(有和/或沒有造影劑/染料的)幀上檢測該固定標(biāo)記。在之后的順序中采用模板匹配技術(shù)來跟蹤近端點和遠(yuǎn)端標(biāo)記。
[0161]維特比算法配置為平衡外在因素和內(nèi)在因素。外在因素(標(biāo)記帶顯示)源自標(biāo)記帶高斯拉普拉斯映射，通過每血管造影幀在與跡線垂直的離散帶中重采樣映射。內(nèi)在因素是隨時間的弧長進(jìn)展。該內(nèi)在因素模擬標(biāo)記帶沿撤回弧長的前進(jìn)。基本思路是由撤回速度確定平均配速，同時存在偏離該配速的懲罰。該因素考慮了 “鋸切”剖面，通過不同地懲罰前進(jìn)/后退運動。
[0162]圖12示出包括適合于處理血管內(nèi)和血管造影圖像數(shù)據(jù)的各種軟件和硬件組件的數(shù)據(jù)收集和配準(zhǔn)系統(tǒng)300。在一個實施例中，一旦將一個或多個OCT圖像數(shù)據(jù)幀和血管造影圖像數(shù)據(jù)幀配準(zhǔn)，輸出是配準(zhǔn)表。在一個實施例中，可以監(jiān)控OCT數(shù)據(jù)幀，以檢查清楚幀顯示狀態(tài)，且該清楚幀顯示可以用于觸發(fā)電影，從而可以捕獲血管造影數(shù)據(jù)幀。在一個實施例中，對于給定的撤回程序，在此期間探針通過血管撤回同時收集探針數(shù)據(jù)和血管造影數(shù)據(jù)，可以實施幀的時間戳記、配準(zhǔn)表群和圖像處理特征以及其它過程。
[0163]用戶界面(UI) 308與OCT適配器320通信。圖像處理模塊330與OCT適配器320通信。在一個實施例中，圖像處理模塊330對血管造影數(shù)據(jù)幀實施或應(yīng)用算子或變換，諸如陰影去除、導(dǎo)絲檢測、導(dǎo)管去除和本文中概括的其它圖像處理步驟。光學(xué)相干斷層掃描系統(tǒng)310與OCT適配器320通信。光學(xué)相干斷層掃描系統(tǒng)310可以包括幀抓取器302或與幀抓取器302通信。使用幀抓取器302抓取血管造影幀，并通過軟件模塊讀取。
[0164]OCT幀表315包括成像探針穿過血管的撤回期間獲得的血管的信息和圖像。OCT適配器320的作用是提供血管造影系統(tǒng)和OCT系統(tǒng)之間的軟件界面。
[0165]基于軟件的系統(tǒng)如本文中描述的服務(wù)器或工作站，以及配置為自動地運行和捕獲血管造影圖像和通過其采集時間給各圖像加標(biāo)簽的軟件模塊支持用采集時間加標(biāo)簽的血管內(nèi)數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)?？梢园ㄅ錅?zhǔn)軟件模塊的圖像處理模塊330自動地檢測每個血管造影圖像上與血管內(nèi)采集對應(yīng)的不透射線標(biāo)記?？烧埱髥蝹€用戶輸入以輔助如圖5B中示出的檢測。配準(zhǔn)軟件模塊計算探針穿過被成像血管的撤回期間與血管內(nèi)圖像采集對應(yīng)的所有血管造影圖像上的血管內(nèi)成像導(dǎo)管的路徑。配準(zhǔn)軟件模塊產(chǎn)生采集的包括每個血管造影圖像上的不透射線標(biāo)記位置、每個血管造影圖像上的每個血管內(nèi)圖像/數(shù)據(jù)點的位置以及與每個配準(zhǔn)結(jié)果相關(guān)的FOM的血管內(nèi)和外部圖像的配準(zhǔn)表，提供結(jié)果真實性的置信水平的測量。
[0166]為用戶呈現(xiàn)血管內(nèi)和血管造影圖像的圖形表示，和兩者之間的對應(yīng)性，諸如一個實施例中當(dāng)完成配準(zhǔn)時，血管造影圖像上某個血管內(nèi)圖像的位置作為用戶界面的一部分。如果配準(zhǔn)程序期間FOM或置信分?jǐn)?shù)不可接受，可以請求或自動獲得來自O(shè)CT系統(tǒng)的其它用戶輸入或其它參數(shù)。
[0167]示例性置信分?jǐn)?shù)/品質(zhì)因數(shù)實施例
[0168]對于探針標(biāo)記的每個檢測，置信分?jǐn)?shù)也稱為分配到每個檢測的探針標(biāo)記的F0M。分?jǐn)?shù)基于斑點強度、預(yù)測標(biāo)記區(qū)域附近的暗斑點的數(shù)量、沿跡線的標(biāo)記弧長、斑點運動以及跡線穩(wěn)定性中的一個或多個。FOM/分?jǐn)?shù)反映返回結(jié)果中的置信測量。在一個實施例中，分?jǐn)?shù)的范圍為[0，I]，其中O反映最低置信，I反映最高置信。
[0169]血管造影有關(guān)的軟件模塊，諸如本文中描述的一個或多個模塊，評價使用典型地設(shè)置在受試者身體外的成像設(shè)備生成的圖像。相反，數(shù)據(jù)收集探針，諸如0CT、IVUS、FFR、壓力或其它數(shù)據(jù)收集模式，可以設(shè)置在患者的血管內(nèi)。因此，可以由血管造影軟件使用撤回期間由這種數(shù)據(jù)收集探針獲得的數(shù)據(jù)或之前己知的與數(shù)據(jù)收集探針有關(guān)的參數(shù)，以改進(jìn)本文中描述的方法和階段的操作。適配器軟件模塊或其它軟件模塊可以用于將OCT信息提供到血管造影圖像幀處理軟件模塊，反之亦然。
[0170]例如，作為血管內(nèi)數(shù)據(jù)收集的一部分，可以將涉及獲得的關(guān)于血管的數(shù)據(jù)的以下參數(shù)傳輸至血管造影軟件或其它軟件模塊用于分析或以其他方式幫助評價受試者或相關(guān)的不同數(shù)據(jù)集，單位為mm的撤回長度、撤回開始、撤回結(jié)束、來自收集的OCT數(shù)據(jù)的分歧(諸如側(cè)支)的顯示、在引入造影劑或染料之前收集的關(guān)于幀的數(shù)據(jù)、OCT和血管造影同步幀時間標(biāo)簽、撤回速度、導(dǎo)管的遠(yuǎn)端和近端標(biāo)記之間的距離以及其它因素和獲得的關(guān)于給定數(shù)據(jù)收集模式的參數(shù)，諸如縱向血管圖像數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)、EKG數(shù)據(jù)、撤回期間的心臟收縮狀態(tài)、撤回期間的心臟擴張狀態(tài)以及與受試者有關(guān)的可用的其它信息。
[0171]血管造影表
[0172]諸如圖14中所示，血管造影表含有描述血管造影撤回以及采集的每個血管造影幀的信息。采集時通過血管造影軟件模塊產(chǎn)生血管造影表，并用時間戳記數(shù)據(jù)部分填充。采集和存儲完成時，通過OCT模塊提取該表。然后當(dāng)填充配準(zhǔn)依賴字段時，在配準(zhǔn)時將表提供至血管造影軟件模塊。
[0173]配準(zhǔn)表
[0174]配準(zhǔn)表含有如圖15所示的成功配準(zhǔn)的結(jié)果。其含有驅(qū)動配準(zhǔn)GUI工具集需要的所有OCT/血管造影交叉引用信息。該表含有每個OCT幀的條目，其含有幀的采集時間戳記和具有含有用于OCT標(biāo)記位置信息的每個血管造影幀的條目的列表。在一個實施例中，配準(zhǔn)表使OCT幀索引與配準(zhǔn)的血管造影幀索引關(guān)聯(lián)。另外，該表可包括使OCT幀和血管造影幀關(guān)聯(lián)的條目。
[0175]另外的多模配準(zhǔn)特征和實施例
[0176]在一個實施例中，配準(zhǔn)指的是使來自兩種或多種數(shù)據(jù)收集模式的幀同步或以其他方式將來自兩種或多種數(shù)據(jù)收集模式的信息組合。例如，OCT圖像上檢測到的分歧可以用作相對于血管造影圖像上檢測到的分歧的錨。本文敘述的配準(zhǔn)特征不限于0CT。相反，本文描述的關(guān)于配準(zhǔn)成像的特征或關(guān)于血管系統(tǒng)的其它數(shù)據(jù)收集模式以及單個血管可以擴展到其它血管內(nèi)成像模式。在本發(fā)明的一個實施例中，由通過跟蹤系統(tǒng)(諸如邁迪嘉(Mediguide)的醫(yī)學(xué)定位系統(tǒng)跟蹤的導(dǎo)絲或?qū)Ч茉诨┻^血管的前進(jìn)期間的路徑確定血管的中心線。
[0177]在一個實施例中，使用OCT圖像處理在OCT數(shù)據(jù)幀中檢測的側(cè)支可以用作輸入以改善與血管造影數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)。例如，在一個實施例中，每個OCT幀包括顯示側(cè)支是否存在的標(biāo)記(是/不是)。此外，一旦獲得配準(zhǔn)，支架位置、鈣沉積、脂質(zhì)沉積、血栓、薄帽纖維粥樣斑塊(TCFA或“易損斑塊”)、血管正?；?、側(cè)支檢測、FFR值(可以基于OCT圖像數(shù)據(jù)計算為血管阻力比(VRR)值)、內(nèi)腔大小值、支架以及本文描述的各種其它數(shù)據(jù)可以依據(jù)數(shù)據(jù)集之間的配準(zhǔn)在血管造影圖像或OCT圖像上重疊。
[0178]肝支架植入引導(dǎo)實施例和特征
[0179]在一個實施例中，在OCT/血管造影配準(zhǔn)之后，導(dǎo)絲撤回后保留用于通過另一導(dǎo)管的支架植入。對撤回的受試者的血管成像的過程通過繼續(xù)的熒光成像而繼續(xù)配準(zhǔn)至0CT。沿OCT幀或血管造影幀的移動允許側(cè)支和其它信息可見。在一個實施例中，實施關(guān)于OCT數(shù)據(jù)(諸如前支架的檢測、3-D配準(zhǔn)的虛擬組織成像、內(nèi)腔檢測、導(dǎo)絲檢測、支架貼壁不良、斑塊檢測以及其它的各種處理步驟。因為OCT和血管造影幀被配準(zhǔn)，因而可將OCT幀中發(fā)現(xiàn)的信息在操作者將用于植入支架的血管造影屏幕上重疊。如果可以在用戶界面上的血管造影視圖中示出側(cè)支，這可幫助避免支架撐開期間的側(cè)支的不期望的罩蓋。
[0180]另外，可以將與之前己撐開的或是撐開候選的支架有關(guān)的各種類型的重疊顯示在配準(zhǔn)后的OCT圖像和血管造影圖像中的一種或兩種上。例如，可以使用OCT圖像處理在OCT幀上檢測半透射線的新類型支架生物可吸收血管支架(BVS)。該OCT圖像數(shù)據(jù)可用于提供血管造影數(shù)據(jù)情況中重要的特定類型的支架重疊，因為這種支架通過X射線不可見。作為數(shù)據(jù)重疊的另一特別情況，在一個實施例中，來自給定OCT幀的支架貼壁不良信息可以用于彩色代碼或生成其它標(biāo)記，以改變X射線圖像上的支架圖像以示出帖壁不良的區(qū)域。
[0181]另外，假定支架傳遞探針上的標(biāo)記可以被跟蹤，可以在OCT縱向模式或L模式上示出與標(biāo)記有關(guān)的受激支架。血管造影/OCT配準(zhǔn)允許組織特征、內(nèi)腔特征和移動特征交叉關(guān)聯(lián)，諸如要在血管造影中示出的氣囊或支架插入與重疊和諸如L模式中的支架橫截面的元素的顯示。如果獲得支架的掃描作為線框模型，或在支架術(shù)之前從下拉式菜單中選擇，直徑和長度可用于以較大的準(zhǔn)確性顯示L模式或血管造影上的支架。
[0182]在一個實施例中，可以使用基于狹窄/MLA計算示出區(qū)域以避免支架樣側(cè)支的OCT圖像和/或血管造影圖像上的帶和靶撐開區(qū)域。血管造影和OCT顯示可以用于示出重疊的較高級別的粒度，以幫助用戶適當(dāng)?shù)囟ㄎ话袇^(qū)域內(nèi)的支架。另外，考慮到支架的線框模型和來自與血管造影系統(tǒng)上的支架位置配準(zhǔn)的OCT幀的計算的內(nèi)腔面積，可以提供和顯示用于支架膨脹目標(biāo)的可視引導(dǎo)。在一個實施例中，這可以使用模擬的支架線框和用于選擇性膨脹支架的一個或兩個端的膨脹氣囊來進(jìn)行。使用OCT和血管造影的這些類型的研究可以用于預(yù)裝支架、后裝支架或作為未來隨診的一部分。
[0183]在一個實施例中，當(dāng)實施撤回時，儲存OCT數(shù)據(jù)和血管造影數(shù)據(jù)。該儲存的數(shù)據(jù)可以用于生成動脈的圖像或模型。使用這種模型，增強了之后撤回期間的肝支架植入。按這種方法，可以使用現(xiàn)有的OCT/血管造影配準(zhǔn)信息作為基線。
[0184]血管造影數(shù)據(jù)也可以用于通知或改善或改正OCT圖像顯示特征或檢測算法。來自血管造影數(shù)據(jù)的OCT中的一個改正是重新使L模式上OCT幀隔開以示出由配準(zhǔn)工具測量的幀之間的實際物理分隔。這彌補了由假設(shè)相對于血管內(nèi)腔的恒定撤回速度引起的間隔誤差。實際上，由于心臟運動撤回速度顯著變化，我們的幀不是等間隔的。一旦生成配準(zhǔn)的OCT和血管造影數(shù)據(jù)集，即可使用軟件模塊來準(zhǔn)確地測量幀對幀間距。每幀改正可以應(yīng)用于重新隔開給定用戶界面中的L模式視圖。這也可以應(yīng)用于3D OCT繪制，這將提供更準(zhǔn)確的血管的可視化表示形式。
[0185]一般而言，通過具有配準(zhǔn)的幀集和血管造影和OCT系統(tǒng)之間的雙向通信，各種另外的益處是可能的。血管造影信息包括己生成的用于不同血管的跡線。這些分支的交叉點可以映射到特定幀中以通知OCT側(cè)支檢測。在一個實施例中，通過儲存血管造影期間獲得的血管造影數(shù)據(jù)和0CT，可以隨時間構(gòu)建可用于將不同時間點的OCT圖像與血管造影數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的記錄，作為兩個不同OCT數(shù)據(jù)集之間的橋或連接。
[0186]在一個實施例中，壓力探針或數(shù)據(jù)收集模式可以用于收集數(shù)據(jù)，以改善使用另一種成像模式或參數(shù)的表示形式。在一個實施例中，VRR可以用于計算每處狹窄對總FFR值的百分比貢獻(xiàn)，和顯示血管造影圖像上的相對百分比。另外，來自O(shè)CT圖像或血管造影圖像的側(cè)支位置信息可以用于通過識別被成像血管附近的區(qū)域中流動的另外的交叉點和點來改善VRR計算。
[0187]在一個實施例中，系統(tǒng)和方法可以用于監(jiān)控OCT L模式中的血栓切除術(shù)導(dǎo)管:這可以與使用本文描述的模擬支架和配準(zhǔn)數(shù)據(jù)的導(dǎo)向支架術(shù)一起使用。一般而言，本發(fā)明部分涉及跟蹤具有不透射線標(biāo)記帶的任何治療設(shè)備和顯示其在OCT L模式和之前采集的配準(zhǔn)的X射線圖像上的位置。治療設(shè)備可以是支架或血栓切除術(shù)導(dǎo)管或氣囊設(shè)備(諸如血管成形術(shù)氣囊或藥物洗脫氣囊)或切除設(shè)備(諸如旋磨探針(Rotablator))。
[0188]用于實施血管造影和血管內(nèi)數(shù)據(jù)收集方法和系統(tǒng)的非限制性軟件特征和實施例
[0189]以下說明旨在提供對設(shè)備硬件和適于實施本文描述的發(fā)明的方法的其它運算組件。本說明并不旨在限制本發(fā)明的適用的環(huán)境或范圍。類似地，硬件和其它運算組件可適合作為上述裝置的一部分。本發(fā)明可以與其它系統(tǒng)配置一起實踐，其它系統(tǒng)配置包括個人計算機、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器或可編程電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)PC、微型計算機、大型計算機等。
[0190]依據(jù)計算機存儲器內(nèi)對數(shù)據(jù)位進(jìn)行運算的算法和符號表示提出詳述的一些部分。這些算法說明和表示可以由計算機和軟件相關(guān)領(lǐng)域中的技術(shù)人員使用。在一個實施例中，算法在本文中一般被理解為是引出所需結(jié)果的運算的有條理順序。當(dāng)方法停止或本文中描述其他實施的運算是需要物理量的物理操作的那些。通常，但不一定，但這些量采用能被儲存、轉(zhuǎn)移、結(jié)合、變換、比較和以其他方式操作的電或磁信號的形式。
[0191]除非另有特別說明，以下討論是顯而易見的，應(yīng)該理解，在整個說明書中，利用諸如“處理”或“計算”或“計算(calcul