的截面包括第一基本为环形的区域(包括散射元素)和第二基本为环形的区域(基本不包括散射颗粒)。在一个实施例中，校准部件包括限定第一环形子集和第二环形子集的环。在一个实施例中，散射颗粒为Ti02颗粒。
[0043]校准部件可以包括一个或多个滤波器，用于跟踪横跨图像数据的多帧出现的一维或二维特征。可以基于从校准部件或探针使用的其他鞘接收的反向散射信号来识别导管的光学识别标志。
【附图说明】
[0044]附图没有必须按比例绘制，相反，重点通常放在所示原理上。附图在所有方面都被认为是示意性的而非用于限制本发明，仅通过权利要求来限定本发明的范围。
[0045]图1A是示出根据本发明所示实施例的适合用于光学相干断层扫描系统以及一个或多个校准处理的各种数据收集探针结构的示意图。
[0046]图1B是示出根据本发明所示实施例的0CT数据收集系统和血管内数据收集探针的示意图。
[0047]图2A至图2D是示出根据本发明所示实施例的基于导管的血管内数据收集探针的截面的示意图。
[0048]图3A是示出根据本发明所示实施例的基于导管的血管内数据收集探针的截面以及关于扫描线和特定校准部件的附加细节的示意图。
[0049]图3B是根据本发明所示实施例的使用包括具有一个或多个校准部件的各种光学部件的0CT探针在第一帧处相对于血管得到的光学相干断层扫描图像数据的帧。
[0050]图3C是根据本发明所示实施例的使用包括具有一个或多个校准部件的各种光学部件的0CT探针在第二帧处相对于血管得到的光学相干断层扫描图像数据的帧。
[0051]图3D是根据本发明所示实施例的包括一个或多个校准部件的相对于血管得到的光学相干断层扫描图像数据的帧。
[0052]图4是示出根据本发明所示实施例的关于收集相对于血管的图像数据和后拉回数据处理的各种高级步骤和阶段的示意图。
[0053]图5是包括图4的步骤和阶段的示意图并且还示出根据本发明所示实施例的关于收集相对于血管的图像数据和后拉回数据处理的步骤和阶段的附加细节。
[0054]图6A是示出根据本发明所示实施例的适合用于跟踪或分析光学相干断层扫描数据的帧中的校准部件(诸如掺杂鞘)的流程图。
[0055]图6B是示出根据本发明所示实施例的使用光学相干断层扫描得到的血管的截面图的两个版本，其中一个版本经历了线平均而另一个版本没有。
[0056]图6C是示出具有各种区域(包括利用图形覆盖识别的掺杂鞘)的血管的光学相干断层扫描图像的截面的图像。
[0057]图7是被配置为相对于本文描述的软件模块引导图像数据的处理的图像数据处理模块(诸如图8的处理流水线路径中的模块)的示意图。
[0058]图8是沿着基于生理和其他考虑因素的不同处理路径以改进这种模块的应用结果的图像处理软件模块的配置。
[0059]图9A是示出根据本发明所示实施例的具有光束定向器以及与其相关的一个或多个光纤拼接和图案识别部件的血管内图像收集探针的示意图。
[0060]图9B是示出可根据本发明实施例解决的对校准部件的制造可变性的影响的示意图。
[0061]图10A和图10B是示出根据本发明所示实施例的可响应于校准软件模块检测到的锁定丢失(loss of lock)或偏差识别监控的错误状态的OCT生成图像的截面和纵向模式图。
[0062]图11是根据本发明实施例的适合于多个0CT帧之间的内插或校准的曲线拟合处理的流程图。
[0063]图12是示出根据本发明所示实施例的掺杂鞘及其层的放大图以及基于这些层的厚度的0CT信号变化的示意图。
【具体实施方式】
[0064]部分地，本发明涉及收集和处理数据(诸如0CT数据的帧)的各种方法。在一个实施例中，0CT数据或图像数据的帧包括由使用可旋转血管内探针得到的多条扫描线生成的截面图像。使用数据收集探针，截面图像或其他图像使用相对于诸如血管的样本所得到的基于干扰的深度测量值来生成。本发明的一个实施例涉及校准结合数据收集探针使用的数据收集系统(诸如0CT系统)的方法。可使用各种类型的校准，诸如手动校准或使用反射镜和电机启动改变的用户触发自动校准。部分地，本发明涉及连续校准方法实施例，该校准方法结合图像处理模块而非电机调整来校准根据拉回所获取的0CT数据的帧。
[0065]数据收集探针(诸如0CT探针、IVUS探针、基于压力线的探针、血流储备分数探针、组合前述技术的探针)被插入到对象中，然后被用于对特定的血管进行成像或者收集关于该血管的数据。结果，数据收集探针本质上是一次性的。用于校准这种探针的部件集和方法可以随时间变化。这些探针中的一些可以与现有的成像系统和未来开发的系统后向兼容和前向兼容。与此相反，一些探针仅可以与特定类型的0CT系统兼容，或者给定系统仅可以使用给定探针的特定特征。因此，能够识别不同类型的探针以及如何与给定0CT系统一起工作是期望的设计特征。此外，给定电流生成探针使用的校准程序和传统探针类型可以不同。结果，检测这种差异允许使用不同的校准程序。
[0066]此外，与这些探针交互并接收来自这些探针的数据的数据收集系统也随时间变化。结果，本发明的一个方面涉及识别和校准不同类型的数据收集探针。部分地，在一个实施例中，基于耦合至特定数据收集和处理系统的数据收集探针的类型，从多个软件模块或数据处理级中选择不同的校准程序。
[0067]在图1A中，示出了图像数据收集和处理系统1，其被配置为与作为数据收集探针5的一部分的光纤3接口连接。图1B示出了关于图像数据收集和处理系统1的附加细节，其用于作为0CT数据收集和处理系统的实施例。在关于具有限定内腔L的血管壁VM的血管B的体内环境中示出探针5。血管B还包括分支血管SB。
[0068]探针5包括探针尖端，其包括光纤3或者与光纤3进行光学通信。探针5的尖端和光纤3被设置在一个或多个鞘(诸如导管鞘7)内。探针尖端可以包括各种元件，诸如成角光束定向器或者透镜盖以及用于其他成像形式的换能器。探针5的光纤3还可以包括设置在光纤3周围的扭线。探针在内腔L内传输光(被示出为λ)并且接收从血管壁VW散射的光。
[0069]在一个实施例中，光纤3是干涉仪的样本臂的一部分。数据收集探针5 (诸如0CT探针)可用于收集适合于对诸如血管的样本进行成像的深度信息。例如，基于通过这种探针5发送和接收的光学信号来生成图像数据的帧的集合(诸如帧F1和帧F2)。随着探针的旋转，通过扫描线的收集来形成血管的截面图像。
[0070]探针5随着鞘7内的光纤3和探针尖端的旋转而在血管Β中被拉回，使得从探针尖端发送到血管壁的光束λ在其沿着被成像的血管Β的部分移动时呈螺旋形。该部分具有特定的拉回距离。在一个实施例中，关于拉回距离来得到帧的集合。由于在血管Β中探针5被拉回，所以探针5在鞘7内滑动。结果，关于血管的不同部分和通过鞘7的不同部分而得到不同的帧。例如，在图3Β和图3C中表示的帧F1和帧F2对应于在不同位置通过鞘7的成像并且示出了作为鞘7的不同部分被成像的结果关于不同校准部件而生成的图像。
[0071]作为又一实例，鞘7可以沿着血管Β移动并压缩，并且如帧F1和F2所示，具有沿着多帧改变或移动的不同椭圆形截面。部分地，本发明的一个方面涉及使用横跨帧改变的校准部件10以及不横跨帧移动的校准部件执行多帧0CT数据的校准。直接附接至光纤3的光纤固定校准部件10a(诸如图2A的探针实施例D1)不同于成像领域中的校准部件，并且随着探针5被拉回而移动和改变(诸如图2C和图2D中的校准部件10c)。在图2A中，探针D1包括作为同心层的附接至光纤3的校准部件，因此该校准部件与探针D1 —起移动并且以与探针D1相同的方式进行一致成像。
[0072]不同类型的数据收集探针可被数据收集系统1使用，并且系统被配置为识别不同类型的探针(诸如探针5和其他设计)。本发明的实施例还涉及数据收集探针及其部件。图像数据收集探针5 (诸如0CT探针)可包括校准部件10，在拉回期间所获得的多帧图像数据中可通过系统1的一个或多个模块12识别该校准部件。软件模块12可以包括各种校准软件模块、图像处理软件模块、图形用户界面、截面区域显示器、纵向或L模式显示器、样条或内插软件模块、预取(prefetch)软件模块或架构以及本文描述的其他软件模块。
[0073]在一个实施例中，校准部件10包括反向散射颗粒的几何结构或图案或可控配置以区别探针类型并且在使用给定类型的数据收集探针时校准数据收集系统。给定校准部件的放置或特性可用于识别不同类型的数据收集探针。此外，可以在识别由0CT系统使用的导管类型时指定可针对给定导管类型执行的具体校准步骤(诸如图4中的步骤1-4)。例如，关于图2A至图2C，不同的校准部件10a、10b、10c及其组合可用作识别标志，以区别探针类型和触发探针专用校准软件程序。不同的校准模块可作为系统1使用的软件模块12的一部分被存储在存储器中。
[0074]在一个实施例中，光纤3与患者接口单元14接口连接，其中患者接口单元14包括被配置为接收光纤3的端面或耦合至光纤3的光纤的转换头或耦合器。PIU可以包括诸如RFID读取器的标签读取器以读取附接至探针5的标签。关于校准部件的信息(诸如厚度或者掺杂鞘或探针层的浓度)可以被编码在其上。
[0075]图1A的顶部示出了给定探针5的各种可能的示例性截面D1、D2、D3、D4和D5。如图所示，数据收集探针5可以包括多个细长的嵌套层或鞘以及设置在其中的光纤3。数据收集探针可以包括校准部件，诸如校准部件10以及校准部件的其他具体实例(诸如部件10a、10b、10c和本文更详细示出和讨论的其他部件)。
[0076]数据收集探针5可以包括提供反射的多个表面，其可用于识别给定类型的数据收集探针的一个或多个部件。所示层通常为细长的圆柱对象，诸如一个设置在另一个内的鞘。在一个实施例中，诸如灌封材料的支持材料环绕沿着在各个实施例中的探针的纵轴设置的光纤3。关于探针5的截面选项D1，在图1A中示出了具有环绕光纤3的灌封材料20以及一个或多个鞘的光纤3的实例。
[0077]在一个实施例中，数据收集探针5是0CT探针。如图所示，探针5被一般化，因为用于0CT探针结构的各种不同的示例性截面都是可能的。如此，具有诸如任选探针截面D1、D2、D3、D4、D5、D6的截面的探针结构被设置为各种鞘结构的实例以及与其相关的校准技术中的相关变化。关于图2A至图2D以及图3A至图3D讨论关于各种探针结构D1、D2、D3、D4和D5的附加细节。
[0078]部分地，本发明涉及适合于收集关于样本(诸如血管)的数据使得可以生成关于该样本的适当图像的设备、探针、系统、其部件和方法。为了生成适当图像，数据收集系统的部件需要被识别和校准。具体地，因为诸如0CT系统的成像系统随时间变化以及随着探针设计的改变而变化，所以识别不同类型的数据收集探针是有兴趣的，期望知道是否可以使用给定成像系统的相关部件以及特定的传统探针是否与给定成像系统兼容。在讨论这些部件和截面结构之前，在图2A至图2D以及图3A中，考虑当该系统为0CT系统时与系统1相关的一些附加细节。
[0079]在图1B中，示出了一般化的数据收集和处理系统1。数据收集探针可经由各种机制(诸如光学耦合器22)连接至系统1。如右图所示，数据收集探针5可以在空气中或以离体状态连接，然后插入到具有内腔L的血管中。系统包括具有参考臂和样本臂的干涉仪。光纤3是干涉仪的样本臂的一部分。反射器25 (诸如轨道上的可移动反射镜)是干涉仪的一部分并且指定参考臂的一个终点。在一个实施例中，第一光纤耦合器22经由光学路径26与第二光纤耦合器31光学通信。
[0080]光源28 (诸如扫频光源)产生通过光学路径29进入第二光学耦合器31的光。进入第一耦合器22的光沿着光纤路径35和3分裂。一个路径35终止于可移动反射器25，而样本臂部分进入探针5并允许光以相对于探针的纵轴的角度被引导至血管壁VW。具有不同部件(诸如反向散射掺杂鞘或反向散射部件)各种类型的探针5可用作校准部件。在来自给定探针的给定图像中生成的光学图案也是校准部件的类型。
[0081]被可移动反射器25反射的光沿着光纤35返回到耦合器22。类似地，被壁VW反射的光沿着光纤3返回到耦合器22并与被可移动反射器25反射的光组合以形成干涉图案。这种组合光经过光学路径26到达第二耦合器31，进而到达光纤38并且被诸如光电二极管的检测器40检测到。来自检测器40的输出信号通过处理器或OCT系统50的其他部件进行处理。
[0082]在一个实施例中，0CT系统50是工作站或服务器，其被配置为运行软件模块12并处理对应于血管截面的图像数据的帧或扫描线(示出血管壁的特征，诸如图3B和图3C针对帧F1和F2所示)。探针5在血管中拉回期间包括或成像一个或多个校准部件10。在一个实施例中，诸如光散射颗粒的区域可使用一个或多个软件模块12进行成像和识别并且用于校准图像数据的帧。
[0083]由于在探针5设置在内腔L中时0CT具有相对于血管壁VM分解血场(bloodfield)的难度，所以冲洗溶液被用于清洗血场并促进良好的成像环境。如图所示，造影溶液可以流过环形区域、由内层(诸如第一层或第一鞘)限定的净化腔、和外层(诸如第二层或第二鞘)。
[0084]相反，如图1B的右下部所示，在插入内腔之前的时间T处，当探针5位于空气中时，该区域可以在使用之前被空气填充，诸如探针5没有设置在