在不同心跳率下获取的心脏图像序列之间的同步的制作方法_4

文档序号:8503399阅读:来源:国知局
算例如心动周期持续时间与经修剪的片段周期持续时间之间的相关值,或使用任何其它合适的方法。
[0071]周期匹配单元220输出对应于当前和先前心动周期的心脏注释236、和对应于相应匹配的当前片段周期和先前片段周期的片段注释240。
[0072]心脏相关器244接收荧光镜透视片段200(即,片段的帧和相应时间戳)并输出具有相应呈现时间例项的所选择的帧248。心脏相关器244在周期级下操作。给定心动周期和匹配的片段周期,相关器对在要与当前心动周期对准的当前片段周期内的片段帧执行不一致的时间扭曲而不在各个帧之间引入时间畸变。处理器40将片段周期和心动周期中的每个周期分成积极阶段和消极阶段,并在积极阶段和消极阶段中的每个阶段对片段帧执行单独的时间调整。
[0073]处理器40例如通过计算相应先前周期时段的倒数来估计当前片段周期和心动周期的相应心跳率。处理器40使用所估计的心跳率和函数108(图3的)来得出当前心动周期和片段周期的积极阶段持续时间。处理器然后通过从所估计的周期时段中减去所估计的积极阶段持续时间来计算消极阶段持续时间。
[0074]处理器40然后通过在积极阶段和消极阶段期间执行单独的时间调整来确定片段帧的呈现时间。通常,处理器40对积极阶段和消极阶段中的每个阶段执行线性时间调整。然而,作为另外一种选择,处理器可执行任何其它合适的时间扭曲,诸如例如非线性时间扭曲。例如,处理器40可执行时间扭曲,以使得帧的呈现时间与预期的渲染例项232相匹配。应注意,当所估计的心跳率超过THR_HR 112时,周期的消极阶段消失。在图5A-5D中,我们描述了虑及相对于THR_HR 112的心跳率值的若干个时间扭曲的例子。
[0075]在一些实施例中,处理器40用叠加的片段帧来渲染更新的3D标测图44,所述叠加的片段帧的确定呈现时间最接近于当前渲染时间232。在另选的实施例中,处理器40从3D标测图44单独地将片段帧呈现在显示器42 (或系统20的某一其它显示器)上。
[0076]焚光镜透视片段帧的时间扭曲
[0077]如上所述,第二同步阶段包括片段帧的时间扭曲,所述片段帧在要与当前心动周期对准的当前匹配片段周期内出现。与在整个心动周期期间采用线性时间调整的常规时间扭曲方法相比,本发明所公开的技术采用如上图3所示的非线性时间扭曲,所述非线性时间扭曲基于积极阶段的持续时间对心跳率的非线性相关性。
[0078]图5A-5D为图表,其不出了在单个心动周期内的焚光镜透视片段帧的时间扭曲的四个例子。在所述图中,CLIP_HR表示在记录荧光镜透视片段时的心跳率。MAP_HR1和MAP_HR2表示当前心跳率的两个值(例如,在心脏映射过程期间)。在本例子中,MAP_HR2低于MAP_HR1ο
[0079]在所述图中,CLIP_ACT和CLIP_PSV表示片段周期的相应积极阶段和消极阶段。相似地,MAP_ACT1、MAP_PSV1、MAC_ACT2、和MAP_PSV2表示当前心脏映射期间的积极阶段和消极阶段(分别参见MAP_HR1和MAP_HR2)。
[0080]如在所述图中所见,由于根据函数108,在低于为100BPM的心跳率时,积极阶段的持续时间不取决于(或弱取决于)心跳率,故图5A中的积极阶段CLIP_ACT、MAP_ACT1和MAP_ACT2以及图5C中的MAP_ACT1所具有的持续时间均类似于在100BPM下的积极阶段的持续时间。另外,在图5B和图中,心跳率超过100BPM,从而导致消极阶段消失并导致积极阶段缩短。
[0081]处理器40确定在CLIP_ACT阶段期间发生的片段帧的呈现时间以与MA_ACT1阶段或MAP_ACT2阶段的持续时间相匹配。相似地,处理器40单独地确定在CLIP_PSV阶段期间发生的片段帧的呈现时间以涵盖MAP_PSV1阶段或MAP_PSV2阶段的持续时间。
[0082]应注意,在图5C中,CLIP_HR〈100BPM〈MAP_HR1,且阶段MAP_PSV1缺失。相似地,在图中,MAP_HR1〈100BPM〈CLIP_HR且阶段CLIP_PSV缺失。在这两种情况下,处理器40仅使相应积极阶段的片段帧发生时间扭曲。
[0083]图6为流程图,其示意性地示出了根据本发明的实施例的用于使荧光镜透视片段与EP标测图同步的方法。所述方法在注释接收步骤300处以处理器40接收心脏注释和片段注释(例如,由周期匹配单元220生成的注释236和240)开始。所接收的注释定义当前和先前同步的心动周期和片段周期的边界。在估计步骤304处,处理器40通过计算先前的心动周期和片段周期的持续时间的倒数来估计心脏心跳率和片段心跳率。由于当前周期的持续时间通常无法实时得到,故需要此估计。
[0084]在其中例如离线进行同步的另选实施例中,处理器40可跳过步骤304并使用当前的周期持续时间。
[0085]在阶段的持续时间估计步骤308处,处理器40计算当前的心动周期和片段周期的积极阶段持续时间。处理器40例如通过将来自步骤304的所估计的心跳率输入到非线性函数108中来计算积极阶段持续时间。此外,在步骤308处,处理器40通过从相应周期时段中减去所估计的积极阶段持续时间来计算消极心脏阶段和片段阶段中的每个阶段的持续时间。应注意,在步骤304处使用前一个周期的持续时间估计的积极阶段的持续时间应被限制在当前周期的实际持续时间(由下一个注释标记)以下。
[0086]在时间扭曲步骤312处,处理器40调整在当前心动周期的持续时间的过程中片段帧在当前片段周期期间的呈现时间。所述处理器使用例如上文在图5A-5D中所述的方法来执行非线性时间扭曲。
[0087]在等待步骤316处,处理器40等待发生渲染事件,在发生渲染事件时,处理器更新3D标测图44。在显示步骤320处,处理器40显示经更新的3D标测图44和其呈现时间最接近于当前渲染时间的片段帧。在一些实施例中,处理器40显示叠加在3D标测图上的片段帧。
[0088]在周期终止步骤324处,处理器40检查心动周期是否已结束。处理器40可例如通过检测其时间晚于最后渲染事件的时间的心脏注释来检测到心动周期已结束。如果在步骤324处心动周期尚未结束,则处理器循环回到步骤316以等待后续渲染事件。否则,处理器40在周期过渡步骤328处过渡到下一个片段周期和心动周期。然后,处理器40循环回到步骤300以接收后续心脏注释和片段注释。在一些实施例中,渲染事件触发图3中所述的处理操作的启动。
[0089]图7为曲线图,其示出了根据本发明的实施例在三个不同心跳率下心脏左心室的容积的典型动态特性。所述图的上部示出了类似于上图2在60BPM下心室容积的动态特性。在所述上部中,心动周期包括积极阶段和消极阶段两个阶段。
[0090]如上图2所述,随着心跳率朝向约100BPM的阈值速率增大,消极阶段的持续时间逐渐缩短。图7的中部示出了在约100BPM下的心室容积。如在所述图中所见,在100BPM下,消极阶段消失,且心动周期只包括积极阶段。
[0091]在图7的底部,心跳率进一步增大到120BPM。在这种情况下,心动周期仍然只包括其持续时间与最高达100BPM的心跳率相比较短的积极阶段。
[0092]图7所示的心室容积的动态特性为示例性的,且也可具有其它动态特性。例如,在另一个受试者的心脏中,其中消极阶段消失的阈值心跳率可发生在除100BPM以外的心跳率下。
[0093]上文所述的本发明所公开的技术为示例性的,且也可使用其它合适的技术。例如,在上图6的方法中,并非基于前一个心动周期的持续时间来估计心跳率,而是所述估计可基于多个先前周期期间的平均持续时间。
[0094]在本发明所公开的技术中,与生成另一个图像序列的实时心脏成像过程期间的心跳率同步播放先前所记录片段的图像序列。在另选的实施例中,这两个图像序列中的每个序列可为先前所记录的。在一些实施例中,不是与对应于另一个图像序列的心跳率同步播放一个图像序列,而是与用作常见参考速率的给定第三心跳率同步播放这两个图像序列。
[0095]除此之外或作为另外一种选择,本发明所公开的技术可扩展到同时使多个先前所记录片段的回放与当前心跳率同步或与给定常见心跳率同步。
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