CN112512438A - 用于利用医学成像在管腔评估中显示多幅管腔内图像的系统、设备和方法 - Google Patents

用于利用医学成像在管腔评估中显示多幅管腔内图像的系统、设备和方法 Download PDF

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CN112512438A CN201980050802.4A CN201980050802A CN112512438A CN 112512438 A CN112512438 A CN 112512438A CN 201980050802 A CN201980050802 A CN 201980050802A CN 112512438 A CN112512438 A CN 112512438A
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Abstract

提供了用于在管腔评估中显示多幅管腔内图像的系统、设备和方法。提供了一种管腔内成像设备，其被配置为被定位在患者的身体管腔内并接收与身体管腔相关联的成像数据。该管腔内成像设备可以与控制器通信，该控制器被配置为在单个显示设备上显示身体管腔的两幅或更多幅横向图像。该系统还可以被配置为自动测量和显示解剖特征的测量结果。

Description

用于利用医学成像在管腔评估中显示多幅管腔内图像的系 统、设备和方法
技术领域
本公开总体上涉及与患者的身体血管相关联的管腔内数据，并且特别地涉及在显示设备的单个屏幕上显示和比较多幅管腔内图像(例如血管内超声或IVUS图像)。
背景技术
各种类型的管腔内(也被称为血管内)成像系统被用于诊断和处置疾病中。例如，血管内超声(IVUS)成像在介入心脏病学中被广泛用作诊断工具以可视化患者体内的血管。这可以帮助评估患病血管，例如人体内的动脉和静脉，以确定对处置的需要、优化处置和/或评估其有效性。
在一些情况下，管腔内成像是利用包括一个或多个超声换能器的IVUS设备执行的。IVUS设备可以被传递到血管中并被引导到要成像的区域。换能器发射超声能量并接收从血管反射的超声回波。超声回波被处理以创建感兴趣血管的图像。
管腔内成像技术的采用在世界范围内变化，并且相对于其提供的临床证据和益处而在世界许多部分都未充分利用。管腔内成像的使用的一个障碍是图像解释的减轻。例如，用户可能不能理解管腔内图像的含义，或者可能不知道用该含义做什么。多年来利用教育课程和工具已经多少解决了这一障碍，但是学习曲线仍然重要。特别地，管腔内图像常常难以以有意义的方式进行解释和比较。此外，现有的管腔内图像通常涉及大量的操作者输入。例如，操作者可能需要检查大量图像并选择一些关键图像进行分析。一旦被选择，还可能需要操作者手动标记或测量图像内的各种特征。该过程可能很耗时，并且可能导致分析的不准确。因此，当前的管腔内成像系统存在缺陷。
发明内容
提供了用于显示多幅管腔内图像的系统、设备和方法。管腔内成像系统可以包括被配置为被定位于身体管腔(例如血管)内的管腔内成像设备和被配置为从管腔内成像设备接收成像数据并在显示设备的单个屏幕上显示身体管腔的两幅或更多幅管腔内图像的控制器。每幅管腔内图像可以与沿着身体管腔的不同位置相关联。有利地，用户能够同时查看与不同位置相关联的管腔内图像。同时查看例如被阻塞的血管的不同位置可以允许医学人员更容易地确定应当将支架的端部放置在何处。改进的工作流程效率为患者提供了临床和治疗益处。本公开的方面有利地提供了管腔内图像和比较，其克服了现有管腔内成像系统的限制。
本公开的实施例提供了一种管腔内医学成像系统，其可以包括：管腔内成像设备，其被配置为被定位在患者的身体管腔内并接收与该身体管腔相关联的成像数据；与管腔内成像设备通信的控制器，该控制器被配置为：基于接收到的成像数据在与该控制器通信的显示设备的单个屏幕上提供身体管腔的两幅或更多幅图像，其中，两幅或更多幅图像描绘身体管腔内的不同位置；自动测量身体管腔的两幅或更多幅图像中的解剖特征；并且在显示设备上显示分别与两幅或更多幅图像相关联的自动测量结果。
在一些实施例中，该控制器还被配置为利用显示设备提供两幅或更多幅图像的比较。该控制器还可以被配置为在显示设备的单个屏幕上显示身体管腔的纵向图像。该控制器还可以被配置为显示身体管腔的三幅横向图像。纵向图像可以包括指示符，该指示符使身体管腔的两幅或更多幅图像与它们在身体管腔内的对应位置相关。该控制器还可以被配置为从用户接收与身体管腔内的位置相对应的输入，并显示与身体管腔内的位置相关的至少一幅横向图像。
在一些实施例中，三幅横向图像包括与身体管腔中的最小管腔面积(MLA)相对应的第一图像、与第一图像近端的位置相对应的第二图像以及与第一图像远端的位置相对应的第三图像。自动测量结果可以是身体管腔的管腔直径。自动测量结果可以是身体管腔的血管面积、血管直径、间隔壁直径和间隔壁面积中的一个或多个。比较可以是两幅或更多幅图像的管腔直径和管腔面积的比较。
还提供一种管腔内医学成像的方法，所述方法可以包括：利用与被定位于患者的身体管腔内的管腔内成像设备通信的控制器来接收与身体管腔相关联的成像数据；基于接收到的成像数据在与控制器通信的显示设备的单个屏幕上提供身体管腔的两幅或更多幅图像，其中，两幅或更多幅图像描绘身体管腔内的不同位置；利用控制器提供身体管腔的两幅或更多幅图像上的特征的自动测量结果；利用两幅或更多幅图像显示自动测量结果；并且利用显示设备提供两幅或更多幅图像的比较。
身体管腔的两幅或更多幅图像可以是身体管腔的横向超声图像。该方法可以包括在显示设备的单个屏幕上显示身体管腔的纵向图像。该方法可以包括显示身体管腔的三幅横向图像。纵向图像可以包括指示符，该指示符使身体管腔的两幅或更多幅图像与它们在身体管腔内的对应位置相关。该方法可以包括从用户接收与身体管腔内的位置相对应的输入；并显示与身体管腔内的位置相关的至少一幅横向图像。
在一些实施例中，三幅横向图像包括与身体管腔中的最小管腔面积(MLA)相对应的第一图像、与第一图像近端的位置相对应的第二图像以及与第一图像远端的位置相对应的第三图像。自动测量结果可以是身体管腔的管腔直径。自动测量结果可以是身体管腔的管腔面积。比较可以基于两幅或更多幅图像的管腔直径和管腔面积的计算值。
根据以下详细描述，本公开的额外的方面、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
将参考附图描述本公开的说明性实施例，其中：
图1是根据本公开的方面的管腔内成像系统的图解示意图。
图2是根据本公开的方面的示出提示的显示的示例性图示。
图3是根据本公开的方面的示出另一提示的显示的示例性图示。
图4是根据本公开的方面的示出另一提示和指令的显示的示例性图示。
图5是根据本公开的方面的示出成像数据和指令的显示的示例性图示。
图6是根据本公开的方面的示出成像数据的显示的示例性图示。
图7是根据本公开的方面的示出成像数据的各种视图的显示的示例性图示。
图8是根据本公开的方面的示出成像数据的各种视图的另一显示的示例性图示。
图9是根据本公开的方面的示出成像数据的各种视图的另一显示的示例性图示。
图10是根据本公开的方面的示出提示的显示的示例性图示。
图11A是根据本公开的方面的示出提示的显示的示例性图示。
图11A是根据本公开的方面的示出支架的显示的另一示例性图示。
图12是根据本公开的方面的示出支架和扩张评分的显示的示例性图示。
图13是根据本公开的方面的示出支架和扩张评分的显示的示例性图示。
图14是根据本公开的方面的管腔内成像的方法的流程图。
具体实施方式
出于促进对本公开的原理的理解的目的，现在将对附图中所图示的实施例进行参考并且特定语言将被用于描述相同内容。然而，应理解，未预期本公开的范围的限制。所描述的设备、系统和方法的任何变型和另外的修改和本公开的原理的任何另外的应用被完全预期并且被包括在本公开内，如本公开涉及的领域的技术人员将通常想到的。具体而言，应完全预期，关于一个实施例所描述的特征、部件和/或步骤可以与关于本公开的其他实施例所描述的特征、部件和/或步骤组合。出于简洁的缘故，然而，将未分离地描述这些组合的许多迭代。
图1是根据本公开的方面的管腔内成像系统100的图解示意视图。管腔内成像系统100可以包括管腔内设备102、患者接口模块(PIM)104、控制台或处理系统106和显示设备或监测器108。管腔内设备102可以定大小并且成形，和/或以其他方式在结构上被布置或被配置为定位在患者的身体管腔120或血管内。例如，在各种实施例中，管腔内设备102可以是导管、导丝、引导导管、压力线、和/或流量线。在一些情况下，系统100可以包括额外元件和/或可以在没有图1中所图示的元件中的一个或多个的情况下实现。
本文所描述的设备、系统和方法可以包括在同日提交的美国临时申请No.__________(代理人案号2017PF02102)、同日提交的美国临时申请No.__________(代理人案号2017PF02103)、同日提交的美国临时申请No.__________(代理人案号2017PF02296)和同日提交的美国临时申请No.__________(代理人案号2017PF02365)中所描述的一个或多个特征，通过引用将其中每个整体并入本文。
管腔内成像系统100(或管腔内成像系统)可以是适合于使用在患者的管腔或脉管系统中的任何类型的成像系统。在一些实施例中，管腔内成像系统100是管腔内超声(IVUS)成像系统。在其他实施例中，管腔内成像系统100可以包括被配置用于前视管腔内超声(FL-IVUS)成像、管腔内光声(IVPA)成像、心脏内超声心动图(ICE)、经食道超声心动图(TEE)、和/或其他适合的成像模态的系统。
应理解，系统100和/或设备102可以被配置为获得任何适合的管腔内成像数据。在一些实施例中，设备102可以包括任何适合的成像模态的成像部件，诸如光学成像、光学相干断层摄影(OCT)等。在一些实施例中，设备102可以包括任何适合的成像部件，包括压力传感器、流量传感器、温度传感器、光纤、反射器、反射镜、棱镜、消融元件、射频(RF)电极、导体、和/或其组合。通常，设备102可以包括获得与管腔120相关联的管腔内数据的成像元件。设备102可以被定尺寸和整形(和/或配置)用于插入到患者的血管或管腔120中。
系统100可以部署在具有控制室的医学实验室中。处理系统106可以位于控制室中。任选地，处理系统106可以位于其他地方，诸如在导管实验室自己中。导管实验室可以包括无菌区，而其相关联的控制室可以或可以不取决于要执行的流程和/或医疗保健设施而是无菌的。导管实验室和控制室可以被用于执行任何数目的医学成像流程，诸如血管造影、荧光透视、CT、IVUS、虚拟组织学(VH)、前视IVUS(FL-IVUS)、管腔内光声(IVPA)成像、血流储备分数(FFR)确定、瞬时无波比、冠状动脉血流储备(CFR)确定、光学相干断层摄影(OCT)、计算机断层摄影、前视心脏内超声心动图(ICE)、前瞻性ICE(FLICE)、管腔内成像、经食道超声、荧光透视和其他医学成像模态、或其组合。在一些实施例中，设备102可以从远程位置(诸如控制室)控制，使得操作者不需要非常接近于患者。
管腔内设备102、PIM 104和监测器108可以直接或间接通信耦合到处理系统106。这些元件可以经由诸如标准铜链接或光纤链接的有线连接和/或经由使用IEEE 802.11Wi-Fi标准、超宽带(UWB)标准、无线火线(FireWire)、无线USB、或另一高速度无线网络标准的无线连接通信耦合到医学处理系统106。处理系统106可以通信耦合到一个或多个数据网络，例如，基于TCP/IP的局域网(LAN)。在其他实施例中，可以利用不同的协议，诸如同步光纤网络(SONET)。在一些情况下，处理系统106可以通信耦合到广域网(WAN)。处理系统106可以利用网络连接来访问各种资源。例如，处理系统106可以经由网络连接与医学数字成像和通信(DICOM)系统、影像归档和通信系统(PACS)、和/或医院信息系统通信。
在高水平处，管腔内设备102发射来自包括在扫描器组件110中的换能器阵列124的超声能量，或医院组件110被安装在管腔内设备102的远端端部附近。超声能量由扫描器组件110周围的介质中的组织结构(诸如管腔120)反射并且超声回波信号由换能器阵列124接收。扫描器组件110生成表示超声回波的(一个或多个)电信号。扫描器组件110可以包括一个或多个单个超声换能器和/或任何适合配置中的换能器阵列124，诸如平面阵列、曲面阵列、圆周阵列、环形阵列等。例如，在一些实例中，扫描器组件110可以是一维阵列或二维阵列。在一些实例中，扫描器组件110可以是旋转超声设备。扫描器组件110的有效区域可以包括可以一致或独立控制和激活的一个或多个换能器材料和/或超声元件的一个或多个分段(例如，一个或多个行、一个或多个列和/或一个或多个取向)。扫描器组件110的有效区域可以以各种基本或复杂几何结构图案化或结构化。扫描器组件110可以被设置在侧视取向(例如，垂直和/或正交于管腔内设备102的纵轴发射的超声能量)和/或前视取向(例如，平行于和/或沿着纵轴的超声能量)上。在一些实例中，扫描器组件110在结构上被布置为在近端或远端方向上以相对于纵轴的倾斜角发射/或接收超声能量。在一些实施例中，超声能量发射可以由扫描器组件110的一个多个换能器元件的选择性触发电子地转向。
扫描器组件110的(一个或多个)超声换能器可以是压电微机械超声换能器(PMUT)、电容性微机械超声换能器(CMUT)、单晶体、锆钛酸铅(PZT)、PZT复合物、其他适合的换能器类型和/或其组合。在实施例中，超声换能器阵列124可以包括1个换能器与1000个换能器之间的任何数目的个体换能器，包括诸如2个换能器、4个换能器、36个换能器、64个换能器、128个换能器、500个换能器、812个换能器的值和/或较大和较小的其他值的值。
PIM 104将接收到的回波信号传输到处理系统106，其中，超声图像(包括流量信息)重建并且显示在监测器108上。控制台或处理系统106可以包括处理器和存储器。处理系统106可以可操作以促进本文所描述的管腔内成像系统100的特征。例如，处理器可以执行存储在非瞬态有形计算机可读介质上的计算机可读指令。
PIM 104促进包括在管腔内设备102中的处理系统106与扫描器组件110之间的信号的通信。该通信可以包括：向管腔内设备102内的(一个或多个)集成电路控制器芯片提供命令；选择要用于发送和接收的换能器阵列124上的(一个或多个)特定元件；向(一个或多个)集成电路控制器芯片提供发送触发信号以激活发射器电路以生成电脉冲来激发(一个或多个)选定的换能器阵列元件；和/或经由被包括在(一个或多个)集成电路控制器芯片上的放大器接受从(一个或多个)选定的换能器阵列元件接收到的放大的回波信号。在一些实施例中，PIM 104在将数据中继到处理系统106之前执行回波数据的初步处理。在这样的实施例的示例中，PIM 104执行数据的放大、滤波和/或聚集。在实施例中，PIM 104还供应高和低电压DC功率以支持包括扫描器组件110内的电路的管腔内设备102的操作。
处理系统106通过PIM 104接收来自扫描器组件110的回波数据并且处理数据以重建扫描器组件110周围的介质中的组织结构的图像。通常，设备102可以利用在患者的任何适合的解剖结构和/或身体管腔内。处理系统106输出图像数据，使得血管或管腔120的图像(诸如管腔120的截面IVUS图像)被显示在监测器108上。管腔120可以表示自然和人造两者的流体填充或周围结构。管腔120可以在患者的身体内。管腔120可以是血管，诸如患者的血管系统的动脉或静脉，包括心脏脉管系统、周围脉管系统、神经脉管系统、肾脉管系统、和/或身体内的任何其他适合的管腔。例如，设备102可以被用于检查任何数目的解剖位置和组织类型，包括但不限于包括肝、心脏、肾、胆囊、胰腺、肺的器官；导管；肠；神经系统结构，包括脑、硬膜囊、脊髓和周围神经；泌尿道；以及血液内的瓣膜、室或心脏的其他部分、和/或身体的其他系统。除了自然结构之外，设备102可以用于检查人造结构，诸如但不限于心脏瓣膜、支架、分流器、过滤器和其他设备。
控制器或者处理系统106可以包括具有与存储器和/或其他适合的有形计算机可读存储介质通信的一个或多个处理器的处理电路。控制器或者处理系统106可以被配置为执行本公开的一个或多个方面。在一些实施例中，处理系统106和监测器108是分离部件。在其他实施例中，处理系统106和监测器108被集成在单个部件中。例如，系统100可以包括触摸屏设备，包括具有触摸屏显示器和处理器的壳体。系统100可以包括任何适合的输入设备，诸如触敏板或触摸屏显示器、键盘/鼠标、操纵杆、按钮等，以用于使用户选择监测器108上所示的选项。处理系统106、监测器108、输入设备和/或其组合可以引用作为系统100的控制器。控制器可以与设备102、PIM 104、处理系统106、监测器108、输入设备和/或系统100的其他部件通信。
在一些实施例中，管腔内设备102包括类似于常规固态IVUS导管的一些特征，诸如从Volcano公司可用的
Figure BDA0002923854490000081
导管和美国专利US 7846101中公开的导管，通过引用将该专利整体并入本文。例如，管腔内设备102可以包括管腔内设备102的远端端部附近的扫描器组件110和沿着管腔内设备102的纵向主体延伸的传输线束112。线缆或传输线束112可以包括多个导体，包括一、二、三、四、五、六、七、或更多个导体。
传输线束112在管腔内设备102的近端端部处的PIM连接器114中终止。PIM连接器114将传输线束112电耦合到PIM 104并且将管腔内设备102物理耦合到PIM 104。在实施例中，管腔内设备102还包括导丝出口端口116。因此，在一些实例中，管腔内设备102是快速交换导管。导丝出口端口116允许导丝118朝向远端端部插入以便通过管腔120引导管腔内设备102。
监测器108可以是显示设备，诸如计算机监测器或其他类型的屏幕。监测器108可以被用于向用户显示可选择的提示、指令和成像数据的可视化。在一些实施例中，监测器108可以被用于向用户提供流程特异性工作流程以完成管腔内成像流程。该工作流程可以包括执行支架术前计划以确定管腔的状态和支架的潜在性，以及检查已经定位在管腔中的支架。工作流程可以呈现给用户作为图2-9所示的显示或可视化中的任一个。
图2示出了根据本公开的方面的示出提示202的示例性显示200。在一些实施例中，显示200被显示在如图1所示的监测器108上。在其他实施例中，显示200被显示在另一设备的屏幕上，诸如PIM 104。显示200可以由管腔内成像系统100的控制器生成。在一些实施例中，显示200被配置为向操作者显示提示和指令以及其他数据。显示200可以被用于示出用于管腔内流程的完整端到端工作流程。该工作流程可以包括可以引导操作者通过流程的多个提示和指令。这可以简化流程的步骤并且帮助避免操作者违规。
提示和指令可以被显示在显示200上作为可选择选项，使得操作者可以与显示200交互以选择选项。操作者的选择可以改变显示200，使得示出对应于选定的选项的信息。在图1的示例中，可选择提示202被显示在显示200上。提示包括两个可选择选项：选项204对应于支架术前计划，并且选项206对应于支架术后检查。操作者可以选择可以向前移动工作流程的选项204、206之一，使得显示其他屏幕(诸如如图3所示的提示302)。选项204、206可以包括流程的类型的视觉表示。例如，选项204可以包括心脏内的脉管系统的描绘，并且选项206可以包括支架的描绘。在一些实施例中，选项204、206的选择可以包括选项204、206的视觉描绘的改变。例如，如果支架术前计划选项204被选择，则选项204可以在显示200的未来显示中表现为阴影或灰色。这可以帮助指示该选项204先前已经由操作者选择。其他类型的反馈可以被用于指示选项的选择。例如，可选择选项204、206可以显示闪烁区域、突出显示区域、变更区域、阴影、变更透明度、和其他视觉指示器。
选项204可以提供可以包括执行管腔内流程(诸如拉回操作)和查看结果的支架术前计划的工作流程。选项204可以被用于识别可以受益于支架的放置的管腔120内的区域。选项206可以提供可以包括执行管腔内流程(诸如拉回操作)和查看其中支架先前已经放置的管腔120内的区域的结果的支架术后检查的工作流程。该选项206可以被用于观察支架的放置和有效性。
图3示出了根据本公开的方面的示出提示302的示例性显示200。显示200的颜色、阴影、纹理、和其他图形性质可以被选择以突出显示特定特征。在一些实施例中，提示302可以在选项204、206中的任一个被选择之后被显示。在其他实施例中，提示302可以仅在支架术前计划选项204被选择之后被显示。提示302可以提示操作者选择目标血管。在图3的示例中，选择目标血管包括选择可视化304上的区域，包括心脏中的动脉。可选择区域可以包括右冠状动脉(RCA)、左前降支(LAD)和左回旋支(LCX)。可选择区域还可以包括动脉的各种区域，以及患者的解剖结构的其他部分内的其他血管和管腔。可视化304的外观可以当区域之一由操作者选择时变更。例如，选定的动脉可以利用不同颜色概述、突出显示、或着色。在一些实施例中，选定的动脉以对比色(例如，蓝色、红色、或另一颜色)概述、阴影化、以纹理示出或以其他方式突出显示。
图4示出了根据本公开的方面的示出提示402的示例性显示200。提示402可以在操作者已经对图3所示的提示302做出选择之后被显示。在图4的示例中，LAD动脉已经由操作者选择。提示402示出了LAD连同执行从LAD上的最远点到口的拉回流程的指令403的概述图像。这些指令403可以指代所选择的血管或管腔120内的设备102的拉回流程或其他运动。指令403可以指示操作者执行选定的目标血管内的设备102的任何类型的移动。例如，给定沿着选定的目标血管的距离，指令403可以指示操作者推送设备102。对应于指令403的可视化404也可以被显示在显示200上。在图4的示例中，可视化404包括具有示出应当执行拉回流程的方向的箭头的线406。可视化404可以包括视觉效果，诸如改变颜色或动画。例如，可视化404的箭头可以在由指令403指定的方向上移动。指令403和可视化404可以根据先前选定的选项而变化。例如，如果操作者选择RCA作为目标血管，则RCA的可视化404将被突出显示并且对应的可视化将被显示示出由指令403概述的流程。
在一些实施例中，显示200的指令403可以根据哪个选项204、206选自图2所示的提示202而变化。例如，如果支架术后检查选项206被选择，则指令可以读取“请执行从支架的远端点到支架的近端点的拉回”。其他指令还可以被包括以引导操作者执行成像流程并且采集与选定的目标血管和/或支架相关的成像数据。
图5示出了根据本公开的方面的示出提示502的示例性显示200。提示502可以在操作者已经对图4所示的提示402做出选择之后被显示。在图5的示例中，LAD动脉已经由操作者选择。提示502可以伴随有可视化504。在一些实施例中，可视化504示出当设备102移动通过选定的目标血管时来自设备102的成像数据。成像数据可以用作用于操作者的参考。特别地，可视化504中所示的成像数据可以帮助操作者知道在何处开始流程。在图5的示例中，成像数据可以示出何时设备102定位在LAD动脉的远端端部处，使得可以执行拉回操作。成像数据还可以示出其他参考数据，诸如沿着管腔120的感兴趣区域、管腔120的分支、管腔120内的问题区域和其他特征。在一些实施例中，当设备102放置在由指令指定的位置处(例如，在动脉的远端部分处)时，操作者可以选择记录按钮508以开始流程的记录。显示还可以包括保存在流程之前或期间的成像数据的特定帧的选项506。
图6示出了根据本公开的方面的示例性可视化310。可视化310可以显示在监测器108上。可视化310可以呈现在管腔内流程期间由设备102采集的成像数据。在一些实施例中，图3-图5所示的指令中概述了该管腔内流程。在一些实施例中，可视化310包括与管腔120(诸如选定的目标血管)相对应的成像数据。可视化310可以包括管腔120的第一视图604和第二视图610。在一些实施例中，第一和第二视图604、610可以取向成相隔90度。在图6的示例中，第一视图604示出了与管腔120正下的视图相对应的成像数据(在其他情况下称为“纵向视图”)，而第二视图610示出了与管腔120的横向视图相对应的成像数据。视图604、610可以包括对应的成像数据。在通常包括单幅断层摄影图像的现有系统中未示出第一视图604和第二视图610的显示。在其他实施例中，还可以示出其他视图，包括一幅或多幅横向、截面和断层摄影图像。例如，图7示出了身体管腔的纵向视图和两个横向视图，图8示出了身体管腔的纵向视图和四个横向视图，图11A-B示出了身体管腔的纵向视图和三个横向视图，并且图12示出了身体管腔的两个横向视图和两个横向视图。还预期视图的其他组合。
在一些实施例中，可视化310可以包括由设备102接收到的选定的成像数据帧。操作者可以能够从由设备102接收到的成像数据中选择任何帧。这可以允许操作者专注于管腔120中的特定感兴趣区域。
在一些实施例中，当成像数据由设备102采集时，利用管腔内成像系统100的控制器自动对成像数据进行测量。现有成像系统通常需要操作者手动选择感兴趣帧并标记用于测量的区域。这可能是耗时的过程，并且可能引入用户错误，尤其是在标记用于测量的区域时。这些错误可能导致操作者错过成像数据内的重要特征。管腔内成像系统100在不需要用户交互的情况下提供对接收到的成像数据中的特征的自动测量结果。在一些实施例中，系统100可以自动测量成像数据中的所有适用边界(包括在显示图像上)，包括解剖边界(例如管腔边界)和支架。此外，系统100可以基于自动测量结果自动识别感兴趣区域并显示与管腔的纵向视图或血管造影图像相关的这些感兴趣区域。这种自动测量结果、分析和显示可以提供患者的管腔的易于理解的概览。
在图6的示例中，在第一视图604上显示与血管边界608和最小管腔面积(MLA)606相对应的自动测量结果。测量结果还可以包括血管直径、血管的中心、血管边界608面积、直径或周长以及由控制器自动执行的其他测量结果。这些测量结果也可以示出在其他视图上。例如，标记614被放置在与第一视图604中的MLA 606相对应的第二视图610中的MLA处。这可以帮助操作者可视化沿着管腔120的血管边界的直径。可以在可视化310上的框612处以数字格式显示测量结果。可以由操作者通过选择选项620、622和624来查看可视化300的特定部分和视图。
图7示出了根据本公开的方面的示出病变视图的示例性可视化700。在一些实施例中，可视化700对应于如图2所示的支架术前计划选项204。在一些实施例中，可视化700可以被用于推荐支架的放置和大小以解决病变。这些推荐可以基于由设备102接收的成像数据由系统100自动做出。特别地，可视化700可以被用于使具有用于支架的潜在“着陆区”834的管腔120的部分可视化。在一些实施例中，着陆区834是包括如由标记614标记的管腔120的部分的MLA的管腔120内的感兴趣区域。着陆区834可以在视图610中以轮廓示出以示出着陆区834内的支架的潜在放置。着陆区834的远端端部标记830和近端端部标记832可以定义潜在支架的远端和近端范围。远端端部标记830和近端端部标记832可以伴随有图示这些位置处的管腔120的平均直径和斑块负担的数值数据820、822。在一些实施例中，可视化还可以是沿着管腔120的斑块负担852的描绘。在一些实施例中，斑块负担852的描绘基于来自设备102的成像数据自动测量。可视化700还可以包括管腔区域850的描绘。如图7所图示，可以放置用于MLA的标记614，其中，斑块负担是最大的，并且管腔的面积是最小的。
在一些实施例中，可视化700包括推荐的支架直径，如文本框812所示。该直径可以基于如由系统100测量的管腔102的直径。
图8示出了根据本公开的方面的示例性可视化800。可视化800可以被显示在监测器108上。可视化800可以包括显示从定位在身体管腔或血管内的管腔内设备102接收的管腔内成像数据的管腔内图像。在图8的示例中，示出了三个管腔内视图：纵向视图702、第一横向视图704和第二横向视图706。横向视图704、706的位置可以用纵向视图上的指示符722、724示出。这些指示符722、724可以通过使用线(如图所示)以及对应的颜色、符号、文本或其他视觉提示而在视觉上与横向视图704、706相关。在一些实施例中，横向视图704、706可以由用户手动选择，以便标记感兴趣区域的边界。纵向视图702还可以包括最小管腔面积(MLA)指示符720，以指示管腔内的MLA。可视化800可以包括一个或多个文本框710、712。在图7的示例中，第一文本框710对应于第一横向视图704，并显示横向视图704处的数据，诸如沿着管腔的位置测量结果、腔面积和管腔直径。第二文本框712显示用于第二横向视图706的相似数据。这些文本框可以帮助将用户取向并为可视化中所示的图像提供背景。
在一些实施例中，系统100可以被配置为提供管腔内图像的并排分析。例如，图8的可视化800包括在第一横向视图704和第二横向视图706的边界测量结果之间的比较。可以使用线705和707来比较边界的大小和位置。在一些实施例中，可视化800可以包括数值比较数据，例如管腔内的各种特征之间的测量结果的差异。操作者可能能够隐藏或最小化可视化800中的各种图像。这种并排比较可以帮助操作者快速评估查看的图像中的差异。在一些实施例中，操作者可以叠加图像，例如将第一横向视图叠加在第二横向视图上。
图9示出了可以显示在监测器108上的示例性可视化900。可视化900可以包括管腔内数据的五个不同视图，包括纵向视图702和横向视图704、706、708和709。在一些实施例中，横向视图704可以示出感兴趣区域的远端端部，横向视图706可以示出感兴趣区域的近端端部，横向视图708可以示出管腔的MLA，而横向视图709可以由用户手动移动以显示沿着管腔的任何位置。在一些实施例中，横向视图704、706、708和709中的每个的位置例如通过指示符720、722、724、726被示出在纵向视图702上。指示符726可以是可以由用户移动以沿着管腔查看不同的视图的刷子。在一些实施例中，横向视图709包括突出显示的边界或其他区别特征，以使允许易于被用户识别。可视化900可以包括文本框851、853、854、860。文本框854可以示出与横向视图709相对应的数据。文本框853可以示出与整个管腔或管腔的部分相对应的数据，例如MLA、平均直径、最小面积、最大面积和其他数据。文本框851可以包括基于在文本框853中显示的测量结果的推荐支架直径。可以由用户选择视图报告框860以显示包括接收到的成像数据、测量结果、推荐、患者信息和其他医学数据的报告。可视化900还可以包括在各个视图704、706、708之下的百分比框870，以示出在视图的位置处的管腔的百分比狭窄。例如，MLA处的百分比狭窄可以是70％。该数据可以帮助用户容易地比较管腔的各个区域以评估患病区域并且优化处置。
对应于成像数据的测量结果和/或度量可以由血管内成像系统自动执行并且由可视化900显示。例如，血管内成像系统100可以被用于执行长度测量结果，诸如成像数据中的特征的最小、最大、平均长度和均长度。还可以测量特征的有效直径。诸如管腔、血管、斑块和血栓的特征的面积测量可以由血管内成像系统100执行。测量结果可以包括斑块负担、百分比狭窄、百分比差、直径狭窄、百分比直径狭窄、管腔增益和管腔增益百分比。此外，支架的特征还可以由血管内成像系统100测量，包括总体支架面积、最小支架面积、平均支架面积、支架并置、扩展、异位和支架评分。可视化900可以包括这些测量结果或其他图形表示(例如，阴影、着色等)中的一个或多个的数值，包括叠加在血管的断层摄影、纵向、和/或血管造影图像上或与其分离显示/间隔的图形表示。
图10示出了根据本公开的方面的示出提示1004的示例性显示1000。在一些实施例中，在操作者已经选择了如图2所示的支架检查选项206之后示出显示1000。在选择该提示之后，系统可以引导操作者完成后续工作流程步骤。然后可以提示操作者将设备102移动通过选定的管腔1006，以基于管腔中的支架和周围的组织层收集成像数据。提示1004可以用可视化1002指示操作者，该可视化1002示出设备102应该从第一指示符1010移动到第二指示符1012。在一些实施例中，指示符1010、1012被定位成与支架的近端和远端端部重合。显示1000可以包括示出设备102的正确位置和移动的动画。
图11示出了根据本公开的方面的示例性可视化1100，其示出了管腔内的支架。在一些实施例中，在操作者已经选择了支架检查选项204并且已被指导完成后续工作流程步骤之后示出可视化1100。可视化1100可以显示在已放置了支架的管腔120内的运动期间(诸如拉回流程)从设备102收集的成像数据以及管腔的周围区域的成像数据。可以自动执行与成像数据相对应的测量。例如，可以测量和显示管腔边界904的形状和大小以及支架906的边界。如图5-9所示，可以在第一视图604以及第二视图610中可视化管腔。可视化1100还可以包括支架的长度的测量结果。例如，可视化1100可以包括远端参考标记930并且可以包括支架的描绘934。远端参考标记处的平均直径和斑块负担可以被示出在文本框916中。也可以自动测量并在文本框912中以及利用MSA标记914显示最小支架面积(MSA)。
图12A和图12B示出了根据本公开的方面的示例性可视化1200，其示出了具有支架的管腔。在一些实施例中，在操作者遵循如图10所示的提示1004之后显示可视化1200。随着设备102移动通过管腔并且特别是通过管腔内的支架，可以由设备102收集成像数据。在一些实施例中，系统可以自动检测支架的位置，并在可视化1200上显示支架的可视化1230。在图12A的示例中，可视化示出纵向视图702与横向视图704、706、708被示出在相同屏幕上。第一横向视图704可以示出支架上的远端参考点(例如支架的远端边缘)，第二横向视图706可以示出支架上的近端参考点(例如支架的近端边缘)，并且第三横向视图708可以示出支架内的MLA。横向视图704、706、708可以例如利用如图所示的线在视觉上与纵向视图相关。在其他实施例中，横向视图704、706、708的位置可以以颜色、符号、形状、文本框或其他视觉指示符在横向上示出。
横向视图704、706、708中的每个中的支架的直径和面积可以被自动计算并与其他成像数据比较。例如，可以在支架术前流程中将所计算的横向视图704、706、708中的每个的面积和直径与对应的测量结果进行比较。以这种方式，操作者可能能够检查所放置的支架的有效性。也可以由系统自动检测并显示支架的错位或异位。例如，可以在横向视图708和纵向视图702两者中示出异位区域1250、1252，使得操作者可以更好地可视化异位。异位区域1250、1252可以具有与其他成像数据不同的颜色(例如红色)以突出显示该特征。在一些实施例中，使用在支架102的拉回流程期间由设备102收集的成像数据来自动测量异位区域1250、1252。管腔的其他方面也可以被自动测量，例如由于分叉、先前放置的支架或其他并发症导致的问题区域。这些方面可能伴随着视觉线索，例如突出显示区域或符号，并且可能具有关联的警告以警报操作者其存在。
自动测量的参数之间的这些比较可以用于生成扩张评分1210，扩张评分1210在支架和周围管腔的视图旁边显示。在一些实施例中，扩张评分被测量为放置支架后管腔的变化的百分比。可以利用系统100的控制器通过将支架906的边界与管腔的边界的测量结果进行比较来自动地确定扩张评分910。提示1212可以被包括在可视化1200中，其示出对扩张评分的解释。在图12A的示例中，扩张评分为90％，其可以对应于“扩张良好”提示。在图12B的示例中，扩张评分为55％，其可以对应于“扩张不良”提示。在一些实施例中，超过75、80、85或90％的扩张可以对应于“良好(OK)”提示，而75、60、55或50％之下的扩张可以对应于“不良”提示。提示1212可以简化扩张以由操作者容易理解。与各种视图(例如横向视图704和706)有关的数据可以在视图704、706旁边显示于文本框1220、1222中。
在一些实施例中，操作者可能能够通过手动移动可视化1200的各方面来可视化患者的支架或管腔的可能变化。例如，操作者可以手动拖动支架的边界1240以可视化不同的支架术情形，例如在管腔中放置额外的支架。
图13示出了可以包括流程的轮廓报告1302的示例性可视化1300。轮廓报告1302可以提供支架已被定位的管腔的之前视图和之后视图。可视化1300可以包括管腔的支架术前纵向视图1310和支架术后纵向视图1312以及支架术前横向视图1320、1322、1324和支架术后横向视图1330、1332、1334。横向视图1320、1322、1324、1330、1332、1334可以示出管腔的远端参考、MLA、MSA和近端参考。每个视图的直径和面积可以由系统自动计算并显示在可视化1300上。管腔的支架术前视图1310、1320、1322、1324和支架术后视图1312、1330、1332、1334的比较可以允许操作者查看支架流程的有效性。该比较可以伴随有诸如支架的远端边缘和近端边缘处以及MSA处的扩张百分比870的数据。也可以显示该流程的总体扩张评分1210，其可以与其他自动测量结果一起生成。操作者可能能够选择纵向视图1310、1312上的指示符中的任何，并拖动该指示符以查看相邻帧上的成像数据。操作者可能能够选择视图1310、1312、1320、1322、1324、1330、1332、1334中的任何以放大图像并编辑其中示出的边界。操作者可能能够选择实况按钮1340以收集并查看额外的成像数据，诸如与管腔内的某一区域有关的数据。
图14是向用户证明管腔内成像流程的引导式工作流程的方法1400的流程图。在一些实施例中，方法1400的步骤可以由如图1所示的管腔内成像系统100和相关联部件执行。应理解，方法1400的步骤可以以与图14所示的顺序不同的顺序执行，可以在步骤之前、期间和之后提供额外的步骤，和/或可以在其他实施例中替换或消除所描述的步骤中的一些。
在步骤1402处，方法1400可以包括向用户提供引导式工作流程。引导式工作流程可以被提供为在显示设备(例如图1所示的监测器108)上显示的一系列提示、指令和可视化。引导式工作流程可以帮助用户轻松并且准确地执行管腔内成像流程的每个步骤。引导式工作流程可以基于用户的选择呈现不同的选项，并且可以包括对先前步骤的检查，以确保已执行流程的所有步骤。
在步骤1404处，方法可以包括提供用于支架术前计划或支架术后检查的可选择选项。可选择选项可以被提供在显示上，诸如如图2所示的显示200。用于支架术前计划的可选择选项可以包括执行管腔内成像流程以在插入支架之前使血管或管腔可视化。用于支架术后检查的可选择选项可以包括执行管腔内成像流程以检查已经插入在血管或管腔中的支架。每个可选择选项可以包括多个后续步骤，如下文所讨论的。
在步骤1406处，方法1400可以包括提供选择目标血管的选项。该选项可以视觉呈现，诸如在示图上呈现各种血管。在一些实施例中，目标血管是心脏内的动脉，诸如RCA、LAD、和LCX。在其他实施例中，目标血管是身体内的其他管腔。该步骤1406可以包含向用户提供反馈，诸如指示哪个血管已经选择。反馈可以包括突出显示、着色、阴影或以其他方式指示已经选择的血管。
在步骤1408处，方法1400可以包括提供执行选定的目标血管内的操作的提示。在一些实施例中，该操作包括移动血管内的管腔内设备。例如，操作可以是拉回操作。在其他实施例中，操作可以是将管腔内设备推送通过管腔的部分的操作。提示可以以文本格式呈现并且可以包括操作的可视化。
在步骤1410处，方法1400可以包括提供将管腔内设备导航到选定的目标血管中的起始点并且激活管腔内设备中的传感器的提示。该提示可以被呈现有文本以及示出用户应当将管腔内设备放置在何处的图像。在一些实施例中，步骤1410的提示取决于在步骤1404处选择的选项。例如，如果用户在步骤1404处选择了支架术前计划选项，则在步骤1410处的提示可以提示用户将管腔内设备从目标血管的最远端点导航到口。如果用户在步骤1404处选择了支架术后检查选项，则在步骤1410处的提示可以提示用户将管腔内设备从支架的远端端部导航到支架的近端端部。
在步骤1412处，方法1400可以包括接收来自管腔内设备的成像数据。该成像数据可以帮助用户根据步骤1410的提示准确地导航管腔内设备。例如，如果步骤1410的提示引导用户将管腔内设备从支架的远端端部导航到支架的近端端部，则成像数据可以示出当其移动到支架的远端端部时来自管腔内设备的成像数据。在一些实施例中，成像数据可以包括示出血管的内部的组织层的IVUS数据。在其他实施例中，成像数据包括来自另一模态(诸如OCT)的数据。因此，成像数据可以帮助用户准确地执行提示中概述的操作。
在步骤1414处，方法1400可以包括在包括管腔的两个或更多个视图的显示设备上显示成像数据。在一些实施例中，成像数据被显示在监测器108的单个屏幕上。两个或更多个视图可以包括彼此紧邻显示以用于比较的两个或更多个横向视图，以及一个或多个纵向视图。图5-9和11-13中示出的视图中的任何可以被显示在显示设备上。视图可以示出沿着血管的不同区域，例如MLA、MSA和/或近端和远端参考点。视图还可以包括可以并排比较的支架术前图像和支架术后图像。操作者可能能够选择各种视图进行比较，例如通过沿着管腔的纵向图像滑动指示符。操作者还可能能够手动编辑两个或更多个视图的边界。
在步骤1416处，方法1400可以包括自动测量两个或更多个视图内的特征。这些特征可以包括诸如组织边界、病变、分叉等的解剖特征，以及诸如支架的人造特征。在一些实施例中，自动测量结果包括管腔沿其长度的直径和面积。自动测量结果还可以包括血管面积、血管直径、间隔壁直径和间隔壁面积中的一个或多个。
在步骤1418处，方法1400可以包括在显示设备上利用两个或更多个视图显示自动测量结果。自动测量结果能够以彩色边界、符号、突出显示、文本和其他视觉特征显示。测量结果可以在视觉上与视图相关，以向操作者提供各种数据集的比较。自动测量结果可以包括放置在管腔内的支架的扩张评分。
本领域的技术人员将认识到，可以以各种方式修改上文所描述的装置、系统和方法。因此，本领域的普通技术人员将意识到，由本公开涵盖的实施例不限于上文所描述的特定示例性实施例。在该方面，尽管已经示出并且描述了说明性实施例，但是在前述公开中预期各种各样的修改、改变和替代。应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对前述内容做出这样的变型。因此，随附的权利要求宽广地并且以与本公开一致的方式理解是适当的。

Claims (20)

1.一种管腔内医学成像系统，包括：
管腔内成像设备，其被配置为被定位在患者的身体管腔内并且接收与所述身体管腔相关联的成像数据；
控制器，其与所述管腔内成像设备通信，所述控制器被配置为：
基于接收到的成像数据在与所述控制器通信的显示设备的单个屏幕上提供所述身体管腔的两幅或更多幅图像，其中，所述两幅或更多幅图像描绘所述身体管腔内的不同位置；
自动测量所述身体管腔的所述两幅或更多幅图像中的解剖特征；并且
在显示设备上显示分别与所述两幅或更多幅图像相关联的自动测量结果。
2.根据权利要求1所述的管腔内医学系统，其中，所述控制器还被配置为利用所述显示设备来提供对所述两幅或更多幅图像的比较。
3.根据权利要求2所述的管腔内医学系统，其中，所述控制器还被配置为在所述显示设备的所述单个屏幕上显示所述身体管腔的纵向图像。
4.根据权利要求3所述的管腔内医学系统，其中，所述控制器还被配置为显示所述身体管腔的三幅横向图像。
5.根据权利要求3所述的管腔内医学系统，其中，所述纵向图像包括将所述身体管腔的所述两幅或更多幅图像与所述两幅或更多幅图像在所述身体管腔内的对应位置相关的指示符。
6.根据权利要求3所述的管腔内医学系统，其中，所述控制器还被配置为接收与所述身体管腔内的位置相对应的来自用户的输入；并且
显示与所述身体管腔内的所述位置相关的至少一幅横向图像。
7.根据权利要求4所述的管腔内医学系统，其中，所述三幅横向图像包括：与所述身体管腔中的最小管腔面积(MLA)相对应的第一图像、与所述第一图像近端的位置相对应的第二图像以及与所述第一图像远端的位置相对应的第三图像。
8.根据权利要求1所述的管腔内医学系统，其中，所述自动测量结果是所述身体管腔的管腔直径。
9.根据权利要求1所述的管腔内医学系统，其中，所述自动测量结果是以下中的一项或多项：所述身体管腔的血管面积、血管直径、间隔壁直径以及间隔壁面积。
10.根据权利要求2所述的管腔内医学系统，其中，所述比较是所述两幅或更多幅图像的管腔直径和管腔面积的比较。
11.一种管腔内医学成像的方法，包括：
利用与被定位于患者的身体管腔内的管腔内成像设备通信的控制器来接收与所述身体管腔相关联的成像数据；
基于接收到的成像数据在与所述控制器通信的显示设备的单个屏幕上提供所述身体管腔的两幅或更多幅图像，其中，所述两幅或更多幅图像描绘所述身体管腔内的不同位置；
利用所述控制器来提供所述身体管腔的所述两幅或更多幅图像上的特征的自动测量结果；
利用所述两幅或更多幅图像来显示所述自动测量结果；并且
利用所述显示设备来提供对所述两幅或更多幅图像的比较。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述身体管腔的所述两幅或更多幅图像是所述身体管腔的横向超声图像。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括在所述显示设备的所述单个屏幕上显示所述身体管腔的纵向图像。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括显示所述身体管腔的三幅横向图像。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述纵向图像包括将所述身体管腔的所述两幅或更多幅图像与所述两幅或更多幅图像在所述身体管腔内的对应位置相关的指示符。
16.根据权利要求13所述的方法，还包括接收与所述身体管腔内的位置相对应的来自用户的输入；并且
显示与所述身体管腔内的所述位置相关的至少一幅横向图像。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述三幅横向图像包括：与所述身体管腔中的最小管腔面积(MLA)相对应的第一图像、与所述第一图像近端的位置相对应的第二图像以及与所述第一图像远端的位置相对应的第三图像。
18.根据权利要求11所述的方法，其中，所述自动测量结果是所述身体管腔的管腔直径。
19.根据权利要求11所述的方法，其中，所述自动测量结果是所述身体管腔的管腔面积。
20.根据权利要求11所述的方法，其中，所述比较基于所述两幅或更多幅图像的管腔直径和管腔面积的计算值。
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