CN111655158A - 用于生成血管内超声图像的超声图像生成系统 - Google Patents

用于生成血管内超声图像的超声图像生成系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111655158A
CN111655158A CN201880087709.6A CN201880087709A CN111655158A CN 111655158 A CN111655158 A CN 111655158A CN 201880087709 A CN201880087709 A CN 201880087709A CN 111655158 A CN111655158 A CN 111655158A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ultrasound image
ultrasound
acquisition
ivus
intravascular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880087709.6A
Other languages
English (en)
Inventor
T·维塞尔
F·M·韦伯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips NV filed Critical Koninklijke Philips NV
Publication of CN111655158A publication Critical patent/CN111655158A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5207—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of raw data to produce diagnostic data, e.g. for generating an image
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/04—Measuring blood pressure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0833—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures
    • A61B8/085—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures for locating body or organic structures, e.g. tumours, calculi, blood vessels, nodules
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0891—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of blood vessels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/12—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves in body cavities or body tracts, e.g. by using catheters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4245—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving determining the position of the probe, e.g. with respect to an external reference frame or to the patient
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5215—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data
    • A61B8/5223—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for extracting a diagnostic or physiological parameter from medical diagnostic data
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5215—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data
    • A61B8/5238—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for combining image data of patient, e.g. merging several images from different acquisition modes into one image
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5215—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data
    • A61B8/5238—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for combining image data of patient, e.g. merging several images from different acquisition modes into one image
    • A61B8/5246—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for combining image data of patient, e.g. merging several images from different acquisition modes into one image combining images from the same or different imaging techniques, e.g. color Doppler and B-mode
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5269—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving detection or reduction of artifacts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5284—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving retrospective matching to a physiological signal
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/54—Control of the diagnostic device
    • A61B8/543—Control of the diagnostic device involving acquisition triggered by a physiological signal
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/30—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for calculating health indices; for individual health risk assessment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/0215—Measuring pressure in heart or blood vessels by means inserted into the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06—Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • A61B5/065—Determining position of the probe employing exclusively positioning means located on or in the probe, e.g. using position sensors arranged on the probe
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/346—Analysis of electrocardiograms
    • A61B5/349—Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7285—Specific aspects of physiological measurement analysis for synchronising or triggering a physiological measurement or image acquisition with a physiological event or waveform, e.g. an ECG signal
    • A61B5/7289—Retrospective gating, i.e. associating measured signals or images with a physiological event after the actual measurement or image acquisition, e.g. by simultaneously recording an additional physiological signal during the measurement or image acquisition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0883—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of the heart

Abstract

本发明涉及血管内超声(IVUS)成像的领域。提供血管(6)的IVUS图像，所述IVUS图像已经基于在沿着所述血管的长度的不同采集位置(9、10)处并且在不同采集时间处采集的IVUS信号来确定。此外，提供压力值，所述压力值指示在所述采集时间处所述血管内的所述压力，其中，组合IVUS图像通过组合已经基于在所述压力值与参考压力值相差小于预定义的偏差阈值的采集时间处采集的IVUS信号被确定的所提供的IVUS图像来生成。血管内的压力作为用于组合IVUS图像的选择准则的这种使用能够确保仅对应于相同血管壁运动状态的IVUS图像被组合，由此减少组合IVUS图像中的伪影。

Description

用于生成血管内超声图像的超声图像生成系统
技术领域
本发明涉及用于生成血管内超声图像的超声图像生成系统、方法和计算机程序。
背景技术
US2010/0030061A1公开了一种图像引导的导航系统，包括成像设备、跟踪设备、控制器和显示器。成像设备生成患者的区域的图像，并且跟踪设备跟踪仪器在患者的区域内的位置，其中，控制器基于跟踪的仪器位置将表示仪器的图标叠加到图像上。显示器最终显示具有叠加的图标的图像。
US2008/0051660A1公开了一种导管装置，包括具有围绕其周边的离开孔的喷嘴系统，所述喷嘴系统适于通过靠近、紧邻或紧靠要被成像的血管的血管壁的一部分的孔引导药剂的喷射。该导管装置还包括将喷嘴系统连接到外部或内部药剂贮存器的管道和适于控制药剂从贮存器到通过管道从孔中出来到喷嘴系统的流动的电动流动控制器和/或喷射器。所述导管装置还包括被连接到IVUS成像单元的血管内超声探头和适于在药剂喷射之前、期间和/或之后接收并分析IVUS数据的IVUS数字或模拟处理单元。
G.Rodriguez-Granillo等人的文章“In-vivo,cardiac-cycle related intimaldisplacement of coronary plaquzes assessed by 3-D ECG-gated intravascularultrasound:exploring its correlate with tissue deformability identified bypalpography”(The International Journal of Cardiovascular Imaging,第22卷,第147至152页(2006))公开了用于检测冠状动脉斑块的(心电图)ECG门控IVUS成像的使用。
在超声信号采集元件的拉回期间采集血管的若干横截面IVUS图像的超声图像生成系统是已知的，所述超声图像生成系统使用ECG用于选择已经在相同心脏时相处被采集的横截面IVUS图像，并且所述超声图像生成系统组合相邻的选定横截面IVUS图像用于生成血管的纵向IVUS视图。由于ECG不是用于血管壁的移动的良好量度，组合的IVUS图像可能对应于不同的血管壁运动状态，这能够引起血管的纵向IVUS视图中的图像伪影。
发明内容
本发明的目的是提供允许生成具有改善的图像质量的血管的纵向IVUS视图的超声图像生成系统、方法和计算机程序。
在本发明的第一方面中，提出了一种用于生成血管内超声图像的超声图像生成系统，其中，所述超声图像生成系统包括：
超声图像提供单元，其用于提供血管的IVUS图像，所述IVUS图像已经基于在沿着所述血管的长度的不同采集位置处并且在不同采集时间处采集的IVUS信号而被确定，
采集位置提供单元，其用于提供所述不同采集位置，在所述不同采集位置处，已经采集所述IVUS信号，
压力值提供单元，其用于提供血管内压力值，所述血管内压力值指示在所述采集时间处所述血管内的所述压力，
超声图像组合单元，其用于通过根据所述采集位置组合已经基于在所述压力值与参考压力值相差小于预定义的偏差阈值的采集时间处采集的IVUS信号而被确定的所提供的IVUS图像来生成组合超声图像。
由于超声图像组合单元适于通过组合已经在压力值与参考压力值相差小于预定义的偏差阈值的采集时间处采集的所提供的IVUS图像来生成组合超声图像，即由于对应于相似压力值的IVUS图像被组合，并且由于血管内压力是用于血管壁运动状态的良好量度，组合IVUS图像对应于相同的血管壁运动状态，由此减少伪影或甚至消除得到的组合IVUS图像中(即得到的血管的纵向IVUS视图中)的伪影，所述伪影一般可能由于组合对应于不同血管壁运动状态的IVUS图像而引起。此外，由于不需要使用ECG用于选择要被组合的IVUS图像，图像生成程序的操纵能够被简化，因为不需要为患者装备ECG电极。
所述超声图像提供单元能够是存储单元，血管的IVUS图像被存储在所述存储单元中，并且IVUS图像能够从所述存储单元检索以便提供IVUS图像。此外，所述超声图像提供单元能够是接收单元，所述接收单元用于接收来自血管内超声图像生成单元的IVUS图像并且提供所接收的IVUS图像。此外，所述超声图像提供单元能够适于接收来自超声信号采集单元的超声信号，以基于所接收的超声信号确定IVUS图像，并且提供所生成的IVUS图像。所述超声图像提供单元还能够包括超声信号采集单元。所提供的IVUS图像优选地是相应采集位置处的血管的横截面IVUS图像。
所述采集位置提供单元能够是存储单元，不同采集位置被存储在所述存储单元中，并且所述不同采集位置被从所述存储单元检索以便提供所述不同采集位置。所述采集位置提供单元还能够是接收单元，所述接收单元用于接收来自例如采集位置测量单元的不同采集位置并且用于提供所接收的采集位置。此外，所述采集位置提供单元还能够是采集位置测量单元本身。所述采集位置提供单元能够适于提供绝对位置或相对位置作为采集位置，其中，相对位置优选地是沿着血管的长度的相对于已经提供了超声图像的之前位置的位置，所述位置满足上面描述的压力相关的条件以及任选地(即取决于相应的实施例)下面描述的时间和空间条件中的一个或多个。优选的相对位置也能够被定义为沿着血管的长度的相对于已经提供用于与其他所提供的超声图像组合的超声图像的之前位置的位置。
而且，所述压力值提供单元能够是存储单元，其中，在这种情况下，所述存储单元适于存储血管内压力值，并且提供所存储的血管内压力值。所述压力值提供单元还能够是接收单元，所述接收单元用于接收来自压力值测量单元的血管内压力值并且用于提供所接收的血管内压力值。此外，所述压力值提供单元还能够是压力值测量单元。
优选的是，所述超声图像组合单元适于组合已经基于在相差小于预定较大时间偏差阈值的采集时间处采集的IVUS信号被确定的所提供的IVUS图像。这能够确定血管壁的移动的相对缓慢的变化对压力值没有或仅具有有限的影响。压力值因此能够是用于血管壁运动状态的进一步改善的量度，其能够导致组合超声图像的进一步改善的质量。
此外，优选的是，所述超声图像组合单元适于组合已经基于在相差多于预定义的下时间偏差阈值的采集时间处采集的IVUS信号而被确定的所提供的血管内超声图像。具体地，所述超声图像生成系统还包括用于提供指示心动周期的时间长度的心动时段值的心动时段值提供单元，其中，所述下时间偏差阈值被预先定义为使得它等于或大于如通过所提供的心动时段值指示的所述心动周期的所述时间长度。所述下时间偏差阈值也能够大于若干心动周期的时间长度。由于血管壁运动主要由心脏运动引起，通过组合已经在相差多于心动周期的时间长度的采集时间处采集的IVUS图像，能够确保组合IVUS图像对应于不同血管壁运动时段而非对应于相同血管壁运动时段，由此确定组合IVUS图像对应于不同血管壁运动时段中的相同血管壁运动状态。这能够导致得到的组合IVUS图像(即血管的纵向视图)的进一步改善的图像质量。
心动时段值优选地被预先定义并且被存储在心动时段值提供单元中，其中，所述心动时段值提供单元适于提供所存储的心动时段值。因此，优选地，当采集用于提供心动时段值的IVUS信号时，不需要测量例如心电图。心动时段值能够是基于估计和/或基于特定患者或关于预定准则(像年龄、性别等)与特定患者类似的一组患者的心动周期的时间长度的之前测量。
还优选的是，所述超声图像组合单元适于组合已经基于在相差小于预定空间偏差阈值的采集位置处采集的IVUS信号而被确定的所提供的IVUS图像。这能够显著地降低由于沿着血管的长度的变化的血管形态而非由于血管壁运动在很大程度上引起压力变化的可能性，由此进一步增加对应于相同血管壁运动状态的IVUS图像被组合的可能性，这能够导致血管的纵向视图的进一步增加的图像质量。
所述超声图像组合单元能够适于提供所述血管的形态，并且根据所提供的形态来修改所述预定空间偏差。具体地，下时间偏差超声图像组合单元能够适于确定沿着血管的长度的血管的开放横截面的梯度，其中，空间偏差阈值能够基于例如超声信号采集单元的血管的当前位置处的梯度来修改(即确定)。对于该确定并且由此空间偏差阈值的修改，梯度与空间偏差阈值或梯度与空间偏差阈值的修改之间的分配能够被使用，其可以在校准程序期间和/或通过模拟来定义。血管的形态可以已经从利用IVUS或另一成像模态的血管的之前测量知晓，其中，超声图像组合单元能够适于该已经知晓的形态。
优选的是，所述超声图像组合单元适于组合时间上相邻的IVUS图像。因此，超声图像组合单元优选地适于成对地组合IVUS图像。超声图像组合单元因此能够适于组合例如，a)时间上第一个IVUS图像与时间上第二个IVUS图像，其中，对于两个IVUS图像，满足上面描述的压力相关的条件并且任选地(即取决于相应的实施例)其他上面描述的条件中的一个或多个，b)时间上第二个IVUS图像与时间上第三个IVUS图像，其中，对于两个IVUS图像，满足上面描述的压力相关的条件并且任选地其他上面描述的条件中的一个或多个，c)时间上第三个IVUS图像与时间上第四个IVUS图像，其中，对于两个IVUS图像，满足上面描述的压力相关的条件并且任选地其他上面描述的条件中的一个或多个，等等，以便生成示出覆盖不同采集位置的血管长度的组合IVUS图像。换言之，优选地，表达“时间上相邻”仅仅指的是满足在相应实施例中应当满足的一个或多个条件的IVUS图像的集合，其中，该集合的时间上第一个IVUS图像与该集合的时间上第二个IVUS图像进行组合，该集合的时间上第二个IVUS图像与该集合的时间上第三个IVUS图像进行组合，等等。组合两个IVUS图像的过程优选地是拼贴过程，其中，两个IVUS图像只是被拼贴在一起。在一实施例中，超声图像组合单元还能够适于在被组合之前配准两个IVUS图像，并且将所配准的IVUS图像拼贴在一起。配准优选地是基于在要被组合的IVUS图像中可检测的特征的配准。
在一个实施例中，所述超声图像生成系统还包括用于当用于采集所述IVUS信号的超声信号采集单元通过使用移动单元在所述血管内被移动并且被移动到沿着所述血管的所述长度的不同位置时控制所述超声信号采集单元的控制器，其中，所述压力值提供单元适于当所述超声信号采集单元被移动时提供指示所述血管内的所述当前压力的压力值，其中，所述控制器适于控制所述超声信号采集单元，使得为了确定IVUS图像，如果当前压力值与针对在用于确定之前IVUS图像的IVUS信号已经被采集的最后一个采集时间内提供的压力值的所述参考压力值之间的差小于所述预定压力偏差阈值，则采集IVUS信号，其中，所述超声图像提供单元适于通过基于所采集的超声信号来确定IVUS图像以提供所述IVUS图像。因此，所述控制器能够适于控制超声信号采集单元，使得所采集的IVUS信号并且因此所提供的IVUS图像已经满足它们应当对应于类似压力值的条件。所述控制器能够进一步适于控制所述超声信号采集单元，使得如果也满足其他上面提到的条件中的一个或多个，则仅采集超声信号。因此，控制器能够适于控制超声信号采集单元，使得如果当前测量的压力类似于对应于在最后一个采集位置处采集的IVUS信号的压力并且任选地a)如果当前时间与已经采集IVUS信号的最后一个采集时间相差小于预定较大时间偏差阈值和/或b)如果当前时间与已经采集IVUS信号的最后一个采集时间相差多于预定义的下时间偏差阈值和/或c)如果超声信号采集单元的当前位置与已经采集IVUS信号的最后一个采集位置相差小于预定空间偏差阈值，则仅采集IVUS信号。压力测量结果并且任选地时间和位置测量结果因此能够用于控制IVUS信号的采集并且因此IVUS图像的确定和提供。然而，还可能的是，IVUS信号的采集不以这种方式进行控制，并且IVUS信号也被采集并且不满足上面提到的条件的对应IVUS图像被确定。使得满足上面提到的条件的要被组合的IVUS图像的选择然后由超声图像组合单元来执行。因此，代替门控采集，使用回顾性门控也是可能的。
参考压力值能够是在已经采集IVUS信号的采集时间处已经测量的压力值。例如，它能够是已经在对应于在IVUS采集单元在血管中的拉回移动期间执行的IVUS测量的采集时间中的最早采集时间处被测量的压力值。参考压力值也能够在IVUS采集期间被调整。例如，参考压力值能够是当针对满足上面描述的压力条件并且优选地上面描述的时间和位置条件的最后一幅IVUS图像的IVUS信号已经被采集时已经被测量的压力值。
控制器和超声图像提供单元优选地被集成为使得，控制器也适于基于所采集的IVUS信号确定IVUS图像。然而，控制器和超声图像提供单元也能够是不同的单元。此外，在优选实施例中，所述控制器适于控制所述超声信号采集单元以及所述移动单元，使得所述超声信号在具有预定空间分辨率的采集位置处被采集。具体地，所述控制器适于控制a)所述移动单元，使得在IVUS信号已经在采集位置处被采集之后，所述超声信号采集单元被移动到对应于所述预定空间分辨率的下一采集位置，并且控制b)所述超声信号采集单元，使得如果当前压力与为当在所述先前采集位置处采集所述IVUS信号时测量的压力值的所述参考压力值相差小于所述预定义的偏差阈值并且任选地如果满足上面描述的时间条件中的一个或两个，则在所述下一采集位置处采集IVUS信号。通过确定具有预定(尤其是恒定)空间分辨率的组合超声图像，组合超声图像的图像质量能够被进一步改善。
在一个实施例中，所述超声图像组合单元适于针对不同参考压力值生成若干组合超声图像，其中，为了生成相应的组合超声图像，根据据所述采集位置来组合已经基于在所述压力值与相应参考压力值相差小于预定义的偏差阈值的采集时间处采集的IVUS信号而被确定的所提供的IVUS图像。因此，对于不同血管壁运动状态，示出血管长度的不同的组合超声图像能够被生成，其中，这些若干组合超声图像形成示出血管壁运动的时间组合超声图像。
所述压力值提供单元优选地适于提供所述血管内压力值，使得它们指示在所述采集位置处所述血管内的所述压力。因此，优选地，压力值直接在采集位置处进行测量。这能够关于用于选择哪些IVUS图像应当被组合以便生成示出血管长度的组合超声图像的其适合性进一步增加压力值的质量。这能够导致组合超声图像的进一步增加的图像质量。
此外，优选地，所述超声图像提供单元和所述压力值提供单元被集成在单个单元中。例如，超声图像提供单元能够包括超声信号采集单元，所述超声信号采集单元可以包括具有用于采集IVUS信号的超声换能器的导管，其中，所述超声换能器还能够用于测量压力并且因此用于生成压力值，或者其中，额外传感器能够用于测量压力，其中，该额外传感器也可以被附接到导管。通过使用相同的单元用于提供超声图像并且用于提供压力值，对于用户来说，超声图像生成系统的操纵能够被简化。
在本发明的又一方面中，提出了一种用于生成血管内超声图像的超声图像生成方法，其中，所述超声图像生成方法包括：
由超声图像提供单元提供血管的血管内超声图像，所述血管内超声图像已经基于在不同采集时间处并且在沿着所述血管的长度的不同采集位置处采集的血管内超声信号来确定，
由采集位置提供单元提供所述不同采集位置，在所述不同采集位置处，所述血管内超声信号已经被采集，
由压力值提供单元提供血管内压力值，所述血管内压力值指示在所述采集时间处所述血管内的所述压力，
由超声图像组合单元通过根据所述采集位置来组合已经基于在所述压力值与参考压力值相差小于预定义的偏差阈值的采集时间处采集的血管内超声信号而被确定的所提供的血管内超声图像来生成组合超声图像。
具体地，所述超声图像提供单元通过将已经确定的血管内超声图像传输给超声图像组合单元来为所述超声图像组合单元提供已经确定的血管内超声图像。此外，所述采集位置提供单元为超声图像组合单元提供已经采集血管内超声信号的不同采集位置，优选地通过将这些不同采集位置传输给超声图像组合单元。此外，所述压力值提供单元为超声图像组合单元提供指示在采集时间处血管内的压力的血管内压力值(当已经用于确定血管内超声图像的血管内超声信号已经被采集时，所述血管内压力值已经被采集)，优选地通过将这些血管内压力值传输给超声图像组合单元。
在本发明的另一方面中，提出了一种用于生成血管内超声图像的计算机程序，其中，所述计算机程序包括程序代码单元，当所述计算机程序在控制根据权利要求1所述的超声图像生成系统的计算机上被运行时，所述程序代码单元用于引起所述超声图像生成系统执行根据权利要求14所述的超声图像生成方法的步骤。
应当理解，根据权利要求1所述的超声图像生成系统、根据权利要求14所述的超声图像生成方法和根据权利要求15所述的计算机程序具有具体地与从属权利要求中限定的类似或完全相同的优选实施例。
应当理解，本发明的优选实施例也能够是从属权利要求或以上实施例与相应独立权利要求的任何组合。
参考下文所述的实施例，本发明的这些方面和其他方面将是显而易见的并且得到阐明。
附图说明
在以下附图中：
图1示意性地且示范性地示出了用于生成血管内超声图像的超声图像生成系统的实施例，
图2示意性地且示范性地示出了具有超声图像生成系统的血管内超声换能器的导管的远端，
图3示出了血管内压力测量的范例，并且
图4示出了示范性地图示用于生成血管内超声图像的超声图像生成方法的实施例的流程图。
具体实施方式
图1示意性地且示范性地示出了用于生成血管内超声图像的超声图像生成系统的实施例。超声图像生成系统1包括适于被引入到躺在支撑器件2(像患者检查台)上的人3的血管内的导管4。在导管4已经被引入到人3的血管内并且被移动到血管内的期望位置之后，导管4能够被手动地或通过使用移动单元17拉回。移动单元17是将导管4拉回并且从人3内的血管中拉出来的自动拉回设备。移动单元17还能够适于在人3中的血管内沿向前方向移动导管4，即以进一步将导管4移动到人3内。然而，向前移动也能够被手动地执行。
在图2中示意性地且示范性地图示了导管4的远侧部分。导管4包括能够经由导管4通过使用移动单元17沿拉回方向30移动的IVUS换能器7。图2还示意性地且示范性地示出了具有狭窄8的血管6。IVUS换能器7适于发送和接收用于生成超声信号的超声波，所述超声信号能够用于确定IVUS换能器7的相应位置处的横截面IVUS图像。所采集的超声信号然后经由导管4被发送给控制器5，其中，控制器5适于当IVUS换能器7沿拉回方向30被移动时在沿着血管6的长度的不同位置处生成横截面IVUS图像。具有IVUS换能器7和控制器5的导管4因此提供已经基于在沿着血管6的长度的不同位置处并且在不同采集时间处采集的IVUS信号被确定的血管6的IVUS图像。具有IVUS换能器7和控制器5的导管4因此能够被视为是超声图像提供单元的部件。
在该实施例中，IVUS换能器7还适于在IVUS换能器7的相应位置处测量血管内的压力，其中，所测量的压力经由导管4被发送给控制器5。具有IVUS换能器7的导管4因此还提供指示血管内的压力的血管内压力值。具有IVUS换能器7的导管4因此也能够被示为是压力值提供单元。
因此，在该实施例中，相同的设备(即具有IVUS换能器7的导管4)用于提供横截面IVUS图像并且用于提供压力值，其中，所述压力值能够直接在沿着血管6的长度的位置处进行测量，IVUS信号也在所述位置处进行测量。在另一实施例中，优选地也与导管4集成在一起的额外传感器用于测量靠近IVUS换能器7的位置的压力也是可能的。
该超声图像生成系统还包括被布置在移动单元17处的位置测量传感器18，其中，位置测量传感器18适于在移动单元17处测量IVUS换能器7已经在血管6内被移动有多远，其中，该信息用于确定IVUS换能器7沿着血管6的长度的相应位置。所确定的位置优选地是相对位置，即相对于最后采集位置的位置，在所述最后采集位置处IVUS信号已经被采集并且对于所述最后采集位置对应IVUS图像已经基于这些IVUS信号被确定。位置测量传感器18还能够适于测量相对于沿着血管的长度的另一位置(即，例如，相对于在拉回流程开始之前IVUS换能器7被向前移动到血管6内的IVUS换能器7的最远位置)的位置。由于位置测量传感器18适于测量IVUS换能器7在血管6内的位置并且由于这些所测量的位置也包括采集用于确定横截面IVUS图像的IVUS信号的位置，位置测量单元18能够被视为是用于提供采集用于确定横截面IVUS图像的IVUS信号的不同采集位置的采集位置提供单元。位置测量传感器18能够是例如增量编码器。然而，其他器件也能够用于提供采集位置。例如，采集位置提供单元能够适于基于血管造影(即基于血管的图像)提供采集位置。
超声图像生成系统1还包括用于提供指示心动周期的时间长度的心动时段值的心动时段值提供单元15。在该实施例中，心动时段值提供单元15是存储单元，在所述存储单元中存储有指示躺在检查台2上的人3的心动周期的典型时间长度的心动时段值被。例如，指示心动周期的时间长度的心率能够被存储在心动时段值提供单元15中。在另一实施例中，心动时段值提供单元15可以是用于测量人3的心动周期的时间长度的测量单元，像心电图仪。然而，在又一实施例中，心动时段值提供单元15也能够不存在。实际上，在另一实施例中，超声图像生成系统1不一定需要心动时段值提供单元15。
当移动单元17拉回具有IVUS换能器7的导管4时，IVUS换能器7的位置和相应位置处的压力被连续地测量。而且，时间通过例如控制器5或通过能够测量时间的另一部件被连续地测量。控制器5适于控制IVUS换能器7，使得它仅采集IVUS信号，如果满足以下条件：a)当前压力值与作为在用于确定之前IVUS图像的IVUS信号已经被采集的最后一个采集时间内提供的压力值的参考压力值之间的差小于预定压力偏差阈值，b)当前时间与用于确定IVUS图像的IVUS信号之前已经被采集的之前采集时间之间的差小于预定较大时间偏差阈值，c)该时间差大于预定义的下时间偏差阈值，以及d)当前位置与已经用于确定之前横截面IVUS图像的IVUS信号已经被采集的先前采集位置之间的差小于预定空间偏差阈值。因此，控制器5适于连续地检查是否满足这些条件，其中，如果是这种情况，接下来IVUS信号被采集并且用于确定下一横截面IVUS图像。
超声图像生成系统1还包括用于通过根据相应采集位置组合所提供的IVUS图像来生成组合超声图像的超声图像组合单元14。优选地，超声图像组合单元14适于将时间上相邻的IVUS图像拼贴在一起以生成沿着其长度示出血管6的纵向超声图像的组合超声图像。具体地，对应于沿着血管6的长度的不同采集位置的横截面IVUS图像被成对地拼贴在一起，以便生成组合超声图像。对于该组合或拼贴过程，已知的基于配准的算法能够被使用，像例如Z.Sun等人的文章“Rigid and elastic registration for coronary artery IVUSimages”(Technological and Health Care,第2卷,第455至463页(2016))中公开的算法，该文章以引用的方式被并入本文。拼贴过程也能够在不配准要被组合的IVUS图像的情况下被执行，即相应的两个IVUS图像能够只是被拼贴在一起。拼贴过程也可以被视为是堆叠过程，其中，两个IVUS图像被堆叠在一起。
在图2中，满足上面描述的条件的采集位置和用于确定对应横截面IVUS图像的IVUS信号通过线9和10来指示。图3示意性地且示范性地图示了随着时间并且因此随着沿着血管6的长度的位置的压力测量，因为IVUS换能器7沿拉回方向30从血管6中被移动出来。对应于采集位置9、10的采集时间在图3中分别通过小圆点11、12来指示。
预定较大时间偏差阈值、预定空间偏差阈值和预定义的下时间偏差阈值定义时间空间关联窗口，即具有时间和空间方面的窗口，或换言之，时间窗口和空间窗口。在图3中，附图标记“13”示意性地且示范性地指示时间空间关联窗口的时间方面，或换言之，时间窗口。如果当前压力值与作为在用于确定之前IVUS图像的IVUS信号已经被采集的最后一个采集时间内提供的压力值的参考压力值之间的差小于预定压力偏差阈值并且如果IVUS换能器的当前位置和当前时间在时间空间关联窗口内，接下来IVUS信号被采集并且用于确定下一横截面IVUS图像。
控制器5能够还适于控制IVUS换能器7和移动单元17，使得超声信号在具有恒定空间分辨率的采集位置9、10处被采集，其中，该空间分辨率可以是可由用户经由输入单元16(像键盘、计算机鼠标、触摸板等)选择的。具体地，控制器5适于控制a)移动单元17，使得在IVUS信号已经在采集位置9处被采集之后，IVUS换能器7被移动到对应于期望恒定空间分辨率的下一采集位置10，并且控制b)IVUS换能器7，使得如果满足上面描述的关于压力和时间的条件，超声信号在该下一采集位置10处被采集。在IVUS信号已经在该下一采集位置10处被采集之后，移动单元17将IVUS换能器7移动到仍然对应于期望恒定空间分辨率的又一采集位置，其中，如果满足上面描述的关于压力和时间的条件，IVUS信号也在该又一采集位置处被采集。该流程能够进行，直至期望数量的横截面超声图像已经被采集。恒定空间分辨率优选地对应于相邻采集位置之间的小于预定空间偏差阈值的距离。
只有满足上面描述的条件，超声信号的采集才是门控采集。代替或除了已经在采集期间的门控，在一个实施例中，超声图像组合单元还能够适于提供回顾性门控。例如，当IVUS换能器7从血管6中被拉回来时，IVUS信号能够被采集，对应横截面IVUS图像能够基于这些所采集的IVUS信号来确定，IVUS换能器7的位置、IVUS换能器7的这些位置处的压力值和时间能够被测量，并且该非门控信息能够被提供给超声图像组合单元，其中，超声图像组合单元能够确定横截面IVUS图像中的哪些满足上面描述的关于压力值、采集时间和采集位置的条件，并且然后仅组合满足这些条件的这些横截面IVUS图像。
在下文中，将参考图4中示出的流程图示范性地描述用于生成IVUS图像的超声图像生成方法的实施例。
在步骤101中，移动单元17在血管6内沿拉回方向30拉动具有IVUS换能器7的导管4，而位置测量传感器18测量IVUS换能器7的位置，IVUS换能器7用于测量相应位置处的压力，并且时间被测量。此外，仍然在步骤101中，如果满足上面描述的关于位置、时间和压力的条件，IVUS信号在相应位置处(即在相应采集位置处)被采集，并且IVUS图像基于针对相应采集位置的IVUS信号来确定。
在步骤102中，超声图像组合单元14根据不同采集位置组合已经在不同采集位置处被采集的IVUS图像，以便生成沿着其长度示出血管6的组合超声图像。
由于步骤101中的IVUS信号的采集和IVUS图像的对应确定关于上面描述的条件进行门控，超声图像组合单元14仅组合满足这些条件的IVUS图像。如果在另一实施例中，IVUS信号的采集和IVUS图像的对应确定不关于上面描述的针对压力值、位置和时间的条件进行门控，在步骤102中，超声图像组合单元14将检查哪些IVUS图像满足这些条件，并且然后仅组合这些IVUS图像。
在步骤103中，组合超声图像被显示在显示器19上。
超声图像生成系统和方法对于诊断冠状动脉疾病是特别有用的。例如，它们对于评估冠状动脉斑块负荷或对于表征狭窄是非常有用的。超声图像生成系统和方法作为支架置入的背景下的成像支持也能够是非常有用的。
IVUS图像，其优选地为横截面IVUS图像并且在拉回流程期间被记录，被结合在一起，使得应当被组合的时间上相邻的IVUS图像被对齐。得到的组合超声图像是纵向超声视图，即沿着血管的视图。
如果被组合的IVUS图像通过使用上面描述的条件而不进行门控，组合超声图像将会示出由于血管壁的移动的伪影，所述血管壁的移动由跳动的心脏和血管内压力变化引起。这些伪影将会是例如锯齿状图像伪影。为了避免这些伪影，上面描述的超声图像生成系统和方法使用基于压力、位置和时间的条件用于门控。然而，由于以下原因，超声图像生成系统和方法不使用心电图门控。
心电图门控将会需要心电图信号的记录，这向临床工作流添加了努力以及对于要在有创流程期间被检查的人的不便。此外，心电图记录能够与人类操作者有关的误差来源，其中，对应误差可以涉及电极放置、接触阻抗等。与人类操作者有关的该误差来源能够损害最终组合超声图像的纵向表示。此外，当用于修正的选项有限时，源于不适当心电图记录的血管的差质量的纵向视图一般仅能够被回顾性地注意到。此外，心电图仅提供一般心电图信号，并不与沿着优选地为冠状动脉的相应血管或该相应血管处的特定位置有关。针对非系统性误差来源的一个范例是心电图信号的QRS波群与心脏的机械收缩之间的延迟间隔，其中，该延迟间隔可以随着时间而改变。使用心电图作为用于例如冠状动脉运动的代表因此经常不是非常准确的，特别是在遭受心脏功能障碍的人中。上面参考图1至4描述的超声图像生成系统和方法因此利用替代的测量，即所提供的更靠近感兴趣部位的压力值，并且不需要外部心电图测量，即不需要前面提到的额外努力。
超声图像生成系统和方法适于通过优选地为冠状动脉的相应血管中的血管内血压测量来门控IVUS记录。为了测量血管内血压，IVUS换能器7本身中的电容式传感器可以被使用。然而，使用被附接到例如导管4的一个或若干个额外传感器也是可能的，所述一个或若干个额外传感器适于仅测量血管内血压。除了该压力测量之外，超声图像生成系统和方法优选地适于需要时间和相对导管位置的反馈来定义用于压力信号的时间空间关联窗口，其中，该时间空间关联窗口由上面描述的上和下时间偏差阈值和空间偏差阈值来定义。
关于导管位置的信息能够通过自动拉回设备处的一个或若干个传感器来获得。具体地，上面描述的位置测量传感器18能够用于提供关于导管位置、尤其是关于IVUS换能器7的位置的所需信息。如果移动单元17(其可以是自动拉回设备或像控制器5的另一单元)知晓在特定时间处导管4有多少已经被拉回，用于确定相应位置的额外传感器可以不被需要，并且位置可以直接由例如移动单元或控制器5提供。在这种情况下，移动单元或控制器分别可以被视为是用于提供已经采集IVUS信号的采集位置的采集位置提供单元。上面参考图1至4描述的超声图像生成系统和方法结合并关联时间、位置和压力信息，以获得关于何时要采集期望IVUS信号的信息，并且因此确定期望IVUS图像，并且监测当前压力是否仍然在允许由例如IVUS换能器7中的电容式传感器记录的压力值的直接比较的时间空间界限内。
考虑到在血管的长度的一定位置并且在一定时间处的压力测量，假设压力信号将会在随后的心动周期中近似返回到可以被视为定义参考压力值的压力测量。这些对应点中记录的优选地为横截面图像的IVUS图像用于将血管的纵向视图拼贴在一起。对于这种假设的挑战是压力信号是非静止的。这意味着它不仅依赖于心跳，即依赖于心脏系统的收缩和扩张，而且依赖于当前导管位置处的血管(特别是冠状动脉)的形态以及血管系统的长期血流动力学。后者能够受许多外部因素(诸如兴奋或放松)影响。由于压力信号会遭受这些误导和非信息性变化，上面描述的条件优选地被使用，上面描述的条件与时间和位置相关，并且上面描述的条件可以被视为定义时间空间关联窗口。该窗口能够确保导管(即导管的顶端处的IVUS换能器7)不沿着血管中心线显著地移动，使得压力变化还不会由于变化的血管形态而在很大程度上受影响。在图2中图示了由狭窄8引起的这种压力变化的极限情况。
如在图2中结合图3示出的，当IVUS换能器7沿着血管6被拉回时，压力信号p被连续地记录，其中，该压力信号p依赖于时间t，并且因此，由于具有IVUS换能器7的导管4沿拉回方向30被移动，依赖于沿着血管6的长度的相应位置x。压力信号p表现出随着时间(即，例如，跨心动周期)并且由于长期血流动力学的压力变化的叠加。而且，在图3中图示了由狭窄8引起沿着血管的压降。
压力p的空间变化遵循特定衰减型式，然而，其局部地更加稳定或更不稳定。第一时间11并且对应第一位置9处的压力记录具有特定时间空间邻域，其中，压力仍然将会再次返回到大约相同的水平，这在图2和3中通过参考数字10和12来表示。在这两个点处采集的横截面视图(即IVUS图像)能够被选择为相邻的横截面视图以被组合为纵向视图。关联窗口随着拉回而移动，并且可以根据解剖结构而在长度上改变。具体地，超声图像组合单元14能够适于提供血管的形态，并且根据所提供的形态而修改预定空间偏差阈值并且因此关联窗口的空间方面的长度。例如，超声图像组合单元14能够适于确定沿着血管的长度的血管的开放横截面(即内部横截面或管腔)的梯度，其中，空间偏差阈值能够基于IVUS换能器7的血管的当前位置处的梯度来修改(即确定)。对于该确定并且由此空间偏差阈值的修改，梯度与空间偏差阈值或梯度与空间偏差阈值的修改之间的分配能够被使用，其可以在校准程序期间和/或通过模拟来定义。血管的形态可以已经从利用IVUS或另一成像模态的血管的之前测量知晓，其中，超声图像组合单元14能够适于该已经知晓的形态。然而，如果回顾性门控被使用，所采集的非门控IVUS图像也能够用于确定形态，即，例如，非门控IVUS能够被拼贴在一起，并且血管能够在得到的非门控IVUS总体图像中进行分割以便确定形态。
时间空间关联窗口优选地在时间上被定义为使得测得的压力值落在自与最后一个横截面IVUS图像有关的压力值被记录之后的特定时间间隔内。如果是这种情况，长期(即缓慢变化的)血流动力学对压力信号仅具有有限的影响，并且仅遭受门控过程的快得多的心跳可能具有影响。
通过使用上面描述的条件，超声图像生成系统和方法确定最后一个横截面IVUS图像的参考压力值与新采集的压力值之间的比较仅在关联窗口内有效。因此，能够确保最类似的(即在最佳的情况下相等的)压力值并且沿着血管的长度的位置被选择用于采集仍然在窗口内的下一横截面IVUS图像。参考压力值优选地总是被更新到最后一个采集位置(即最后选择的横截面IVUS图像)的压力值，其中，这允许比心跳更慢的基线信号的变化。
上面描述的移动单元17能够适于提供连续的自动拉回，其中，关联窗口内部地定义有效的采集背景。在拉回期间，压力信号被记录，即压力值通过使用压力测量传感器18而被测量，并且当当前压力信号类似于之前采集的横截面IVUS图像的参考并且记录根据关联窗口是有效的时，新的采集被触发。如果假设大约1至2Hz的心跳速率和在0.5和1mm/s之间的拉回速度，心跳将总是包含特定距离，其在1Hz的心跳速率和1mm/s的拉回速度的情况下可以为1mm。该距离然后是沿着中心线的空间分辨率的下限。关联窗口的时间方面(在这里即下时间偏差阈值)总是超过至少一个心跳的持续时间，但是优选地包括若干心跳，即超过若干心跳的持续时间。在该范例中，空间分辨率仅是近似的，而非被确保，因为它依赖于心率和精确的压力变化。仅被认为通过门控过程而合格的图像被采集，或如果它们已经被采集，则用于生成组合超声图像。
在又一范例中，能够确保特定空间分辨率，其可以是恒定的。具体地，临床医生能够通过使用例如输入单元16来定义沿着血管中心线的期望空间分辨率。然后能够在拉回的情况下要求拉回设备17(即运动单元)以变化的速度或离散空间步骤进行，其中，对于该流程，向后反馈能够被使用。在向后反馈中，每当具有适当压力水平并且仍然在关联窗口约束的界限内的超声采集可以进行时，超声成像过程能够发出信号，其中，在这种情况下，给予到拉回设备的间隙以便根据期望空间分辨率前进到下一采样点。因此，控制器能够控制拉回设备，使得当IVUS图像已经根据上面描述的压力、时间和位置条件被采集时，IVUS换能器7被移动到下一采样点。这意味着拉回速度能够根据当前心率被在线调整，以实现沿着血管的横截面IVUS图像的近似等距采样。而且在该范例中，相比于其他测量(像心电图测量)，所描述的压力测量提供了更直接的反馈，即反馈具有少得多的延迟性并且与感兴趣部位更紧密地有关。因此，血管内压力测量非常适于对拉回设备的这种“控制回路”。
如上面解释的，超声图像生成系统和方法也能够被配置为被回顾性地使用。横截面IVUS图像和压力值能够在没有门控的情况下在沿着血管的长度的不同位置处被同时采集，其中，此后在离线处理期间，超声图像能够根据可以对应于压力定义的心脏时相的血管壁运动状态被存储，以便分别为不同血管壁运动状态或不同心脏时相提供不同纵向视图。而且，这种回顾性基于血管内压力的门控仍然不需要例如心电图记录，并且也不依赖于回顾性地计算的图像相互相似性量度。
所述超声图像生成系统和方法能够用于例如针对急性冠状动脉综合征(ACS)或稳定型心绞痛的斑块负荷或病变监测。所述超声图像生成系统和方法还能够适于在支架置入和/或后续成像的背景下被使用。在这些应用中，所描述的超声图像生成系统和方法能够增加跨整个血管段的纵向概览的值以及改善沿着血管延续的血管或处置特性的检查。所述超声图像生成系统和方法能够允许沿着血管的更现实、等距且可控的采样。
尽管在上面描述的实施例中，除了血管内压力值与参考压力值的比较之外，要被组合为超声图像的IVUS图像的确定包括像当前采集时间和之前采集时间之间的差与时间偏差阈值的比较或像当前采集位置和先前采集位置之间的差与空间偏差阈值的其他准则，但是要被组合以便生成组合超声图像的IVUS图像也可以通过在不考虑其他准则的情况下确定已经基于在压力值与参考压力值相差小于预定义的偏差阈值的采集时间处采集的IVUS信号被确定的IVUS图像来确定。
本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解并实现对所公开的实施例的其他变型。
在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。
单个处单元或设备可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。尽管特定措施是在互不相同的从属权利要求中记载的，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
由一个或若干个单元或设备执行的程序(像提供IVUS图像、提供采集位置、提供压力值、生成组合超声图像等)能够由任何其他数量的单元或设备执行。这些程序和/或根据超声图像生成方法的超声图像生成系统超声图像生成系统的控制能够被实施为计算机程序的程序代码器件和/或为专用硬件。
计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起或作为其他硬件的部分供应的光学存储介质或固态介质，但是也可以被以其他形式分布，例如经由互联网或其他有线或无线的电信系统。
权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。
本发明涉及IVUS成像的领域。提供血管的IVUS图像，所述IVUS图像已经基于在沿着所述血管的长度的不同采集位置处并且在不同采集时间处采集的IVUS信号来确定。此外，提供压力值，所述压力值指示在所述采集时间处所述血管内的所述压力，其中，组合IVUS图像通过组合已经基于在所述压力值与参考压力值相差小于预定义的偏差阈值的采集时间处采集的IVUS信号而被确定的所提供的IVUS图像来生成。血管内的压力作为用于组合IVUS图像的选择准则的这种使用能够确保仅对应于相同血管壁运动状态的IVUS图像被组合，由此减少组合IVUS图像中的伪影。

Claims (15)

1.一种用于生成血管内超声图像的超声图像生成系统，其中，所述超声图像生成系统(1)包括：
超声图像提供单元(4、5)，其用于提供血管(6)的血管内超声图像，所述血管内超声图像已经基于在沿着所述血管(6)的长度的不同采集位置(9、10)处并且在不同采集时间采集的血管内超声信号而被确定，
采集位置提供单元(18)，其用于提供所述不同采集位置，在所述不同采集位置处所述血管内超声信号已经被采集，
压力值提供单元(4)，其用于提供血管内压力值，所述血管内压力值指示在所述采集时间(11、12)处所述血管(6)内的压力，
超声图像组合单元(14)，其用于通过根据所述采集位置(9、10)组合已经基于在所述压力值与参考压力值相差小于预定义的偏差阈值的采集时间(11、12)处采集的血管内超声信号而被确定的所提供的血管内超声图像来生成组合超声图像。
2.根据权利要求1所述的超声图像生成系统，其中，所述超声图像组合单元(14)适于组合已经基于在相差小于预定义的上时间偏差阈值的采集时间(11、12)处采集的血管内超声信号而被确定的所提供的血管内超声图像。
3.根据权利要求1所述的超声图像生成系统，其中，所述超声图像组合单元(14)适于组合已经基于在相差多于预定义的下时间偏差阈值的采集时间(11、12)处采集的血管内超声信号而被确定的所提供的血管内超声图像。
4.根据权利要求3所述的超声图像生成系统，其中，所述超声图像生成系统(1)还包括用于提供指示心动周期的时间长度的心动时段值的心动时段值提供单元(15)，其中，所述下时间偏差阈值被预定义为使得其等于或大于通过所提供的心动时段值指示的所述心动周期的所述时间长度。
5.根据权利要求1所述的超声图像生成系统，其中，所述超声图像组合单元(14)适于组合已经基于在相差小于预定义的空间偏差阈值的采集位置(9、10)处采集的血管内超声信号而被确定的所提供的血管内超声图像。
6.根据权利要求5所述的超声图像生成系统，其中，所述超声图像组合单元(14)适于提供所述血管(6)的形态，并且根据所提供的形态来修改所述预定义的空间偏差阈值。
7.根据权利要求1所述的超声图像生成系统，其中，所述超声图像组合单元(14)适于组合时间上相邻的血管内超声图像。
8.根据权利要求1所述的超声图像生成系统，其中，所述超声图像生成系统(1)还包括控制器(5)，所述控制器用于当用于采集所述血管内超声信号的超声信号采集单元(7)通过使用移动单元(17)在所述血管(6)内被移动并且被移动到沿着所述血管(6)的所述长度的不同位置时控制所述超声信号采集单元(7)，其中，所述压力值提供单元(4、5)适于当所述超声信号采集单元(7)被移动时提供指示所述血管(6)内的当前压力的压力值，其中，所述控制器(5)适于控制所述超声信号采集单元(7)，使得为了确定血管内超声图像，在当前压力值与所述参考压力值之间的差小于所述预定义的压力偏差阈值的情况下采集血管内超声信号，所述所述参考压力值是在用于确定先前血管内超声图像的血管内超声信号已经被采集的最后一个采集时间内提供的压力值，其中，所述超声图像提供单元适于通过基于所采集的超声信号确定所述血管内超声图像来提供所述血管内超声图像。
9.根据权利要求8所述的超声图像生成系统，其中，所述控制器(5)适于控制所述超声信号采集单元(7)以及还有所述移动单元(17)，使得所述超声信号在具有预定空间分辨率的采集位置(9、10)处被采集。
10.根据权利要求9所述的超声图像生成系统，其中，所述控制器(5)适于控制a)所述移动单元(17)，使得在血管内超声信号已经在采集位置处被采集之后，所述超声信号采集单元(7)被移动到对应于所述预定空间分辨率的下一采集位置，并且控制b)所述超声信号采集单元(7)，使得在当前压力与所述参考压力值相差小于所述预定义的偏差阈值的情况下在所述下一采集位置处采集血管内超声信号，所述参考压力值是当在所述先前采集位置处采集所述血管内超声信号时测量的压力值。
11.根据权利要求1所述的超声图像生成系统，其中，所述超声图像组合单元(14)适于针对不同参考压力值生成若干组合超声图像，其中，为了生成相应的组合超声图像，根据所述采集位置(9、10)来组合已经基于在所述压力值与相应参考压力值相差小于预定义的偏差阈值的采集时间(11、12)处采集的血管内超声信号而被确定的所提供的血管内超声图像。
12.根据权利要求1所述的超声图像生成系统，其中，所述压力值提供单元(4)适于提供所述血管内压力值，使得它们指示在所述采集位置(9、10)处所述血管(6)内的所述压力。
13.根据权利要求1所述的超声图像生成系统，其中，所述超声图像提供单元(4、5)和所述压力值提供单元(4)被集成在单个单元中。
14.一种用于生成血管内超声图像的超声图像生成方法，其中，所述超声图像生成方法包括：
由超声图像提供单元(4、5)提供血管(6)的血管内超声图像，所述血管内超声图像已经基于在不同采集时间(11、12)处并且在沿着所述血管(6)的长度的不同采集位置(9、10)处采集的血管内超声信号而被确定，
由采集位置提供单元(18)提供所述不同采集位置，在所述不同采集位置处，已经采集所述血管内超声信号，
由压力值提供单元(4)提供血管内压力值，所述血管内压力值指示在所述采集时间(11、12)处所述血管(6)内的压力，
由超声图像组合单元(14)通过根据所述采集位置(9、10)组合已经基于在所述压力值与参考压力值相差小于预定义的偏差阈值的采集时间(11、12)处采集的血管内超声信号而被确定的所提供的血管内超声图像来生成组合超声图像。
15.一种用于生成血管内超声图像的计算机程序，所述计算机程序包括程序代码单元，所述程序代码单元用于当所述计算机程序在控制根据权利要求1所述的超声图像生成系统的计算机上被运行时引起所述超声图像生成系统执行根据权利要求14所述的超声图像生成方法的步骤。
CN201880087709.6A 2017-11-27 2018-11-13 用于生成血管内超声图像的超声图像生成系统 Pending CN111655158A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17203727.7 2017-11-27
EP17203727.7A EP3488787A1 (en) 2017-11-27 2017-11-27 Ultrasound image generation system for generating an intravascular ultrasound image
PCT/EP2018/080992 WO2019101567A1 (en) 2017-11-27 2018-11-13 Ultrasound image generation system for generating an intravascular ultrasound image

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111655158A true CN111655158A (zh) 2020-09-11

Family

ID=60473383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880087709.6A Pending CN111655158A (zh) 2017-11-27 2018-11-13 用于生成血管内超声图像的超声图像生成系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20200315584A1 (zh)
EP (2) EP3488787A1 (zh)
JP (1) JP2021504038A (zh)
CN (1) CN111655158A (zh)
WO (1) WO2019101567A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112386282A (zh) * 2020-11-13 2021-02-23 声泰特（成都）科技有限公司 一种超声自动容积扫描成像方法与系统

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3695788B1 (en) * 2019-02-15 2023-08-16 IMEC vzw Improved ultrasound imaging of vasculature
US20200375576A1 (en) * 2019-06-01 2020-12-03 Philips Image Guided Therapy Corporation Co-registration systems and methods fo renhancing the quality of intravascular images
US11937975B2 (en) * 2019-09-30 2024-03-26 Biosense Webster (Israel) Ltd. Multi-frequency mapping catheter and method of mapping
CN113116385B (zh) * 2019-12-31 2022-08-16 深圳开立生物医疗科技股份有限公司 动脉腔内超声成像方法、装置、设备及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060052700A1 (en) * 2004-09-08 2006-03-09 Radi Medical Systems Ab Pressure measurement system
US20080051660A1 (en) * 2004-01-16 2008-02-28 The University Of Houston System Methods and apparatuses for medical imaging
US20100030061A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 Canfield Monte R Navigation system for cardiac therapies using gating
JP2010148778A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Toshiba Corp 画像表示装置及び画像表示方法
US20100210945A1 (en) * 2009-02-17 2010-08-19 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. System for Cardiac Ultrasound Image Acquisition

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2008276C2 (en) * 2012-02-13 2013-09-02 Egbert Jan Constant Ottevanger Method and system for detecting cardiac tamponade in a patient.

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080051660A1 (en) * 2004-01-16 2008-02-28 The University Of Houston System Methods and apparatuses for medical imaging
US20060052700A1 (en) * 2004-09-08 2006-03-09 Radi Medical Systems Ab Pressure measurement system
US20100030061A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 Canfield Monte R Navigation system for cardiac therapies using gating
US20170189124A1 (en) * 2008-07-31 2017-07-06 Medtronic, Inc. Navigation system for cardiac therapies using gating
JP2010148778A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Toshiba Corp 画像表示装置及び画像表示方法
US20100210945A1 (en) * 2009-02-17 2010-08-19 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. System for Cardiac Ultrasound Image Acquisition

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SEEMANTINI K. NADKARNI 等: "IMAGE-BASED CARDIAC GATING FOR THREE-DIMENSIONAL INTRAVASCULAR ULTRASOUND IMAGING" *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112386282A (zh) * 2020-11-13 2021-02-23 声泰特（成都）科技有限公司 一种超声自动容积扫描成像方法与系统
CN112386282B (zh) * 2020-11-13 2022-08-26 声泰特（成都）科技有限公司 一种超声自动容积扫描成像方法与系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019101567A1 (en) 2019-05-31
US20200315584A1 (en) 2020-10-08
EP3716855A1 (en) 2020-10-07
EP3488787A1 (en) 2019-05-29
JP2021504038A (ja) 2021-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111655158A (zh) 用于生成血管内超声图像的超声图像生成系统
US10736593B2 (en) X-ray diagnostic apparatus and medical image processing apparatus
EP3536230B1 (en) System for evaluating a cardiac system by determining minimum ratio pd/pa (distal pressure / arterial pressure)
US9775538B2 (en) System and method for determining the position of the tip of a medical catheter within the body of a patient
JP7133346B2 (ja) 導管の連続する画像フレームのシーケンスから前記導管を流れる流体を定量的にフロー分析する装置の作動方法および撮像デバイス
JP4698589B2 (ja) 血管の超音波画像を表示する装置及び方法
JP6906113B2 (ja) 周期的に動く生体構造を視覚化する装置、システム及び方法
US11707254B2 (en) Speed determination for intraluminal ultrasound imaging and associated devices, systems, and methods
US10694955B2 (en) Apparatus for vessel characterization
US10524652B2 (en) Information processing device, imaging system, information processing method and program
US20230038865A1 (en) Medical information processing apparatus, x-ray ct apparatus, and medical information processing method
EP2908731B1 (en) Ultrasound data visualization apparatus
US20100056897A1 (en) System For Non-Uniform Image Scanning and Acquisition
US20140276140A1 (en) Systems and Methods for Multi-Modality Medical Data Collection
JP2022549208A (ja) 組み合わせ画像化のシステム及び方法
CN112469332A (zh) 缺血性心脏病的诊断支援系统
CN113616176B (zh) 具有回撤装置的血管内压力测量系统
CN112494016B (zh) 用于处理压力信号的主机
EP4186433A1 (en) X-ray diagnosis apparatus
WO2023138914A1 (en) Pulse wave velocity determination using co-registration between intravascular data and extraluminal image, and associated systems, devices, and methods
CN116807514A (zh) 血管成像系统、方法、设备、电子设备及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200911

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication