血管内图像中的多模态分割的制作方法_2

文档序号:9383098阅读:来源:国知局
备选实施例而变化。根据特定的备选实施例,诊断探头22被装备有一个或多个传感器(例如,多普勒和/或压力),以提供血流动力学信息(例如,血流速度和压力)-也被称作为功能流测量。在这样的备选实施例中,由导管图像处理器26来处理功能流测量值。因此应注意,术语“图像”旨在被广泛解释为涵盖表示血管信息的各种方式,所述血管信息包括血压、血流速度/体积、血管截面组成、遍及血液的剪切应力、在血液/血管壁界面处的剪切应力等。在采集针对血管的特定部分的血流动力学数据的情况下,高效诊断依赖于对血管系统内的诊断探头22的当前位置进行可视化,同时观测指示心血管疾病的功能流度量的能力。血流动力学图像和放射图像的共配准方便患病血管的精确处置。备选地,代替于安装传感器的导管,传感器能够安装在导丝上,例如,在直径0.018”或更小的导丝上。因此,根据本发明的实施例,不仅有各种探头类型被使用,还有各种柔性细长构件(例如,导管、导丝等)被使用,这样的探头在远端处被安装到所述各种柔性细长构件。
[0026]共配准处理器30经由线32从导管图像处理器26接收IVUS图像数据,并且经由线34从放射图像处理器18接收放射图像数据。备选地,传感器与处理器之间的通信经由无线介质来执行。共配准处理器30绘制共配准图像,所述共配准图像包括从接接收的图像数据导出的放射图像帧和IVUS图像帧二者。根据本发明的实施例,记号(例如,辐射不透明标记物伪影)被提供在放射图像的对应于同时显示的IVUS图像数据的位置上。共配准处理器30初始缓冲经由线34从放射图像处理器18接收的在图像数据存储器40的第一部分36中的血管造影图像数据。此后,在插管术流程的过程期间,经由线32和34接收的IVUS和辐射不透明标记物图像数据分别存储在图像数据存储器40的第二部分38和第三部分42内。存储的图像数据的个体绘制的帧被适当地加标签(例如,时间戳、序列号等)以将IVUS图像帧与对应的放射(辐射不透明标记物)图像数据帧进行相关。在实施例中,其中,血流动力学数据被采集,而不是IVUS数据,血流动力学数据存储在第二部分38内。
[0027]此外,额外的标记物能够被放置在血管造影/X射线透视成像设备的视场内的患者的表面上或患者的附近内。这些标记物的位置然后用于在血管造影图像上将辐射不透明标记物伪影定位在准确位置中。
[0028]共配准处理器30根据先前存储在图像数据存储器40的第一部分36、第二部分38和第三部分42内的数据来绘制共配准图像。通过范例,特定IVUS图像帧/切片从第二部分38被选择。共配准处理器30识别对应于来自第二部分38的选定的IVUS图像数据的在第三部分42内的X射线透视图像数据。此后,共配准处理器30将来自第三部分42的X射线透视图像数据叠加在从第一部分36检索的血管造影图像帧上。此后,共配准的放射和IVUS图像帧在图形显示设备50上同时彼此并排地被显示。驱动显示设备50的共配准的图像数据帧也存储在长期存储设备60内,以用于在区别于采集存储在图像数据存储器40中的放射和IVUS图像数据的流程的会话中的之后的查看。
[0029]尽管图1中未示出,但是拉回设备被并入,其以受控的/测量的方式从患者拉出导管20。这样的设备是本领域中公知的。这样的设备的并入使得计算当X射线透视法未激活时在时间中的点处在视场内的探头22的当前位置容易。
[0030]图2呈现了采取期望的投影(患者/血管取向)以及放大率的血管造影“路线图”图像200,如由血管造影/X射线透视处理器18捕获的。通过范例,图200由在追踪去往患者的血管系统内的感兴趣区域的IVUS导管之前执行的血管造影流程被初始捕获。在没有导管20在血管中的情况下执行血管造影流程提供最大对比流,更好的血管填充,以及因此更好的整体血管造影图像。因此,诸如侧分支210和其他血管界标的侧分支在显示在图形显示设备50上的共配准图像的放射图像部分上能够清晰地被显示及看到。
[0031]图3示出了在X射线透视图像中可见的导管辐射不透明标记物300。导管20被追踪到它的开始位置(例如,其中IVUS拉回流程开始的位置)。通常,导管20在先前前进的导丝上(未示出)被追踪。此后,获得X射线透视图像。在如图3所示的图像中,导管辐射不透明标记物300被看到,但血管腔不是,这是由于缺乏对比流。然而,存在于血管造影图像和X射线透视图像二者上的定位标记物的集合使得能够将标记物图像适当定位(叠加)在先前获得的血管造影图像内。在查看了本文的技术之后,在血管造影图像的视场内适当定位辐射不透明标记物图像的其他方式对于本领域的技术人员而言将是已知的。此外,标记物伪影能够在叠加的图像帧上被自动调节(尺寸和位置二者),以对应于换能器的近似位置。
[0032]图4呈现了示范性共配准图像,其产生于在血管造影图像上交叠或叠加辐射不透明标记物伪影。示范性共配准显示界面401 (包括相关的放射和超声图像)描绘了血管的选定的横截面IVUS图像400。放射图像410同时在IVUS图像400的旁边显示在显示器50上。放射影像410包括标记物伪影420,所述标记物伪影是根据由X射线透视图像帧绘制的放射图像数据生成的,所述标记物伪影被叠加在根据存储器40的第一部分36绘制的血管造影背景上。X射线透视图像帧对应于诊断探头22在正在观测中的血管内的当前位置。对在血管造影图像和X射线透视图像二者中表示的视场的精确匹配(即,两幅图像的精确投影和放大率)允许在图4中显示的共配准的图像的正确方格中的对对应于显示的IVUS图像400的IVUS探头的当前位置的识别。在美国专利N0.7930014中可以发现对图像共配准的论述,通过引用将其并入本文。
[0033]—旦共配准的数据集例如通过使用上述方法被获得,然后共配准的数据集就能够被应用于使得检测给定的模态中的感兴趣特征容易。在特定实施例中,这可以包括使用共配准数据集来训练用于检测给定的模态中的感兴趣特征的搜索算法。例如,感兴趣特征可以是支架。可以利用两个成像模态,例如IVUS和VH-1VUS,来对支架和周围血管系统进行成像。特征从二者被提取并且被对齐,以获得共配准的数据集。该组合的数据集然后能够用于训练搜索算法来检测常规灰度IVUS中的支架,在所述常规灰度IVUS中,支架的检测常常是有问题的。现在将描述用于训练搜索算法的合适的方法。
[0034]在特定方面中,通过使用已在共配准的血管内数据集上训练的搜索算法,来在成像模态中识别感兴趣的特征。如上所述,共配准的血管内数据集包括来自多个成像模态的关于感兴趣特征,例如血管壁的信息。基于提供在组合的数据集中的信息,搜索算法能够识别在给定的成像模态中的感兴趣特征。所述算法赋予特定因子或参数,以便基于从多个成像模态积累的位置和其他数据,进行综合性评估并且识别感兴趣特征。一般而言,所述过程涉及利用第一成像模态获得图像,从所述图像提取感兴趣特征,并且将所述特征变换为位置数据(即,坐标的集合)。所述过程还涉及利用第二成像模态获得区的至少第二图像,提取感兴趣特征,并再次将特征变换为位置数据。来自第一和第二成像模态的位置数据然后经由共配准组合为一个数据集,并且组合的数据集用于训练搜索算法,所述搜索算法被配置为检测在给定的成像模态中的感兴趣特征。
[0035]算法的训练可以包括迭代步骤的系列,其中,每个连续的步骤评估与在循环的先前步骤中提交的全部数据(先前的成像模态)和关于感兴趣特征的相关信息组合的每个新的数据(即,从一个额外的成像模态提供的),直到针对分析输入或者提交的全部测试数据(即,位置数据)被综合评估为止。在完成最后步骤之后,分析功能终止,并在分析功能完成之后形成搜索结果。本发明还预期了基于从成像模态接收的新信息的对位置数据的修改或更新,这被包括为算法的部分,因为这样的数据变得可用,并且将服务于改进搜索的准确性。
[0036]本发明的搜索算法可以实现在任何合适的应用中,例如,能够方便其使用的计算机程序或代码中。实现应用的算法或应用可以存储在计算机的内部或外部硬盘驱动器、便携式驱动器或磁盘、服务器,临时或永久性的存储器设备,或使得算法的使用和/或根据其使用导出的结果的使用方便的任何其他存储设备。所述算法或应用优选地与使得预测性分析容易的至少一个处理设备通信,例如,计算机或网络处理器。所述算法或相关的应用可以局部地(例如,在单个的或联网的计算机上)或远程地(例如经由因特网或者经由以太网的基于网站的网络)
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