ES2864714T3 - Método para detectar y representar visualmente características endovasculares - Google Patents

Método para detectar y representar visualmente características endovasculares Download PDF

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Abstract

Un método para identificar regiones de interés en un vaso sanguíneo, comprendiendo el método los pasos de: proporcionar datos de imágenes de OCT del vaso sanguíneo; aplicar una pluralidad de filtros de detección de borde diferentes a los datos de imagen de OCT para generar una respuesta de filtro para cada filtro de detección de borde, en el que la pluralidad de filtros de detección de borde diferentes incluye un filtro de detección de borde horizontal y un filtro de detección de borde vertical, y en el que el filtro de detección de borde vertical comprende un filtro de detección de borde izquierdo y un filtro de detección de borde derecho; identificar, usando uno o más módulos de procesamiento de datos, en cada respuesta de filtro de detección de borde, cualesquiera máximos de respuesta, representando, los máximos de respuesta locales, los bordes detectados; combinar los máximos de respuesta para cada respuesta de filtro de detección de borde mientras se mantiene la relación espacial de los máximos de respuesta, para crear, por ello, datos de imagen de OCT filtrados de borde; analizar, usando uno o más módulos de procesamiento de datos, los datos de imagen de OCT filtrados de borde para identificar una región de interés, definiéndose la región de interés como un grupo local de máximos de respuesta tanto para el filtro de detección de borde horizontal como para el filtro de detección de borde vertical; donde la región de interés corresponde a una región calcificada; y representar visualmente una representación de la región calcificada.

Description

DESCRIPCIÓN
Método para detectar y representar visualmente características endovasculares
Campo técnico
La divulgación se refiere en parte a métodos para detectar características y regiones de interés tales como regiones calcificadas en vasos sanguíneos, y para representar visualmente esas regiones a un usuario.
Referencia a aplicaciones relacionadas
Esta solicitud reivindica la prioridad y el beneficio de la solicitud provisional de Estados Unidos núm. 62/091.236, presentada el 12 de diciembre de 2014, y de la solicitud provisional de Estados Unidos núm.62/153.816, presentada el 28 de abril de 2015.
Antecedentes
Los cardiólogos intervencionistas incorporan una variedad de herramientas de diagnóstico durante los procedimientos de cateterismo con el fin de planificar, guiar y evaluar terapias. La fluoroscopia se usa generalmente para formar imágenes angiográficas de vasos sanguíneos. A su vez, los médicos utilizan tal formación de imágenes de los vasos sanguíneos para diagnosticar, localizar y tratar la enfermedad de los vasos sanguíneos durante intervenciones tales como la cirugía de derivación o la colocación de una endoprótesis autoexpansible, o stent. Las tecnologías de formación de imágenes intravasculares, tal como la tomografía de coherencia óptica (OCT), también son herramientas valiosas que se pueden utilizar en lugar de o en combinación con la fluoroscopia para obtener datos de alta resolución sobre el estado de los vasos sanguíneos de un sujeto dado.
La tomografía intravascular de coherencia óptica es una modalidad de formación de imágenes basada en catéter que usa luz para mirar dentro de las paredes de la arteria coronaria y generar imágenes de las mismas para su estudio. Utilizando luz coherente, interferometría y microóptica, la OCT puede proporcionar una tomografía in vivo de velocidad de vídeo dentro de un vaso enfermo con una resolución de nivel micrométrico. El visionado de estructuras bajo la superficie con alta resolución usando sondas de fibra óptica hace que la OCT sea especialmente útil para formar imágenes de manera mínimamente invasiva de tejidos y órganos internos. El nivel de detalle que hace posible la OCT permite al usuario diagnosticar así como monitorizar la progresión de la enfermedad de la arteria coronaria.
Las placas de calcio en los vasos sanguíneos son una causa destacada de enfermedad cardíaca. La deposición de calcio da como resultado un estrechamiento del diámetro del vaso sanguíneo y también endurece la pared del vaso sanguíneo, lo que reduce significativamente el rendimiento del vaso sanguíneo. Por tanto, las placas de calcio son uno de los principales objetivos de la intervención cardiovascular, pero siguen siendo difíciles de detectar en las imágenes de OCT. La publicación de solicitud de patente de Estados Unidos núm. US 2012/075638 describe un sistema y un método para segmentación y cuantificación de imágenes de tomografía intravascular de coherencia óptica.
La presente divulgación aborda la necesidad de métodos de detección perfeccionados para identificar automáticamente regiones calcificadas dentro del tejido endovascular.
Sumario
La divulgación se basa en parte en el descubrimiento de que las regiones calcificadas de tejido endovascular exhiben patrones característicos en imágenes intravasculares tales como imágenes de tomografía de coherencia óptica (OCT). Las regiones calcificadas aparecen como formas discretas y oscurecidas contra el fondo de tejido vascular más brillante de las imágenes de OCT. Lo que es más, las regiones calcificadas están delimitadas por bordes prominentes en uno o más lados, o, en una realización, en todos los lados. Estos patrones se pueden usar para diferenciar el tejido calcificado de otras características endoluminales (como, por ejemplo, de placas de lípidos y engrosamiento normal) utilizando programas informáticos automatizados entrenados para detectar bordes. Además, se pueden combinar datos de muchos tomogramas de OCT en un panel de interfaz gráfica de usuario que ayude a los usuarios con el diagnóstico rápido de enfermedades y la planificación del tratamiento.
De acuerdo con la invención, los datos de imagen de OCT se procesan utilizando una pluralidad de filtros de detección de borde (filtros horizontales de borde izquierdo y derecho). Las regiones calcificadas tienen bordes prominentes y responden al filtro de detección de borde tanto vertical como horizontal, mientras que las placas lipídicas y las estenosis normales responder típicamente sólo al filtro de detección de borde horizontal. La línea se extenderá de izquierda a derecha a izquierda ~ alta intensidad pasando a baja intensidad. De este modo, la detección de borde vertical (bordes izquierdo y derecho) se puede utilizar para diferenciar las placas de calcio de otros tipos de placas. Además, las respuestas de filtro de múltiples tomogramas en vecindad se pueden combinar para poder apreciar grandes depósitos de calcio, que pueden no apreciarse con un solo tomograma de OCT.
En parte, la divulgación se refiere a un método para identificar regiones de interés en un vaso sanguíneo. La invención está definida por las reivindicaciones adjuntas.
En una realización, los filtros de detección de borde se basan en derivadas gaussianas. En una realización, los datos de imagen de OCT se formatean en el espacio polar o comprenden una imagen polar. En una realización, los datos de imagen de OCT se formatean en espacio cartesiano o comprenden una imagen en sección transversal. En una realización, la pluralidad de filtros de detección de borde diferentes incluye un filtro de detección de borde horizontal y un filtro de detección de borde vertical. En una realización, el filtro de detección de borde horizontal comprende un filtro de borde superior y un filtro de borde inferior.
En una realización, el filtro de detección de borde vertical comprende un filtro de detección de borde izquierdo y un filtro de detección de borde derecho. En una realización, el método incluye el paso de: repetir los pasos para una pluralidad de tomogramas de imagen de OCT. En una realización, el método incluye el paso de: representar un modelo bidimensional o tridimensional del vaso sanguíneo usando la pluralidad de tomogramas de imagen de OCT, en base a los datos filtrados de borde de OCT y las regiones de interés. En una realización, los máximos locales se determinan comparando las respuestas del filtro con un umbral predeterminado. En una realización, la pluralidad de filtros comprende al menos un filtro de borde superior, un filtro de borde izquierdo y un filtro de borde derecho.
En una realización, el método incluye el paso de: identificar la región de interés como una región calcificada si la región de interés incluye al menos un máximo de respuesta de borde vertical. En una realización, el método incluye el paso de: identificar la región de interés como una región no calcificada si la región de interés no incluye máximos de respuesta de borde vertical. En una realización, el modelo es una representación longitudinal tridimensional del vaso sanguíneo, incluyendo, el modelo, un gráfico para indicar la longitud del arco de la región de interés, incluyendo, el gráfico, un anillo coaxial con el vaso sanguíneo con el vaso sanguíneo extendiéndose a través el anillo, teniendo, el anillo, una primera porción coloreada proporcional a la longitud del arco del tejido sano y una segunda porción coloreada proporcional a la longitud del arco de la región de interés. En una realización, en lugar de la primera porción coloreada y de la segunda porción coloreada, se utilizan unas marcas primera y segunda que pueden incluir color, formas y otros elementos gráficos o superposiciones.
En parte, la divulgación se refiere a un sistema para identificar regiones de interés en un vaso sanguíneo, incluyendo el sistema: un procesador en comunicación con una memoria, conteniendo, la memoria, instrucciones que, cuando se ejecutan, hacen que el procesador: obtenga datos de imagen de OCT del vaso sanguíneo; aplique una pluralidad de filtros de detección de borde diferentes a los datos de imagen de OCT para generar una respuesta de filtro para cada filtro; identifique en cada respuesta de filtro cualquier respuesta máxima, representando, los máximos de respuesta local, los bordes detectados; combine los máximos de respuesta para cada respuesta de filtro a la vez que se mantiene la relación espacial de los máximos de respuesta, para crear por ello datos filtrados de borde de OCT; y analice los datos filtrados de borde de OCT para identificar una región de interés, la región de interés definida como un agrupamiento local de máximos de respuesta que contiene datos de imagen de OCT. En una realización, los datos de imagen de OCT son una pluralidad de líneas de escaneado. En una realización, los datos de imagen de OCT son una imagen polar.
En parte, la divulgación se refiere a un sistema de recogida de datos intravasculares y a una o más interfaces gráficas de usuario y módulos de equipo lógico informático. o software, basados en software para realizar uno o más procesos de detección y representación visual como se describe en el presente documento. En una realización, se recogen los datos intravasculares a la vez que se recogen simultáneamente los datos de angiografía. La divulgación se refiere a la representación visual de información referida a una porción calcificada de un vaso sanguíneo relativa a una imagen de tomografía de coherencia óptica (o a otra imagen intravascular). La divulgación se refiere a la representación visual de información relacionada con un armazón vascular biorreabsorbible (BVS) o con armazones bioreabsorbibles (BRS) en un vaso sanguíneo relativos a una imagen de tomografía de coherencia óptica (o a otra imagen intravascular). La divulgación se refiere a la representación visual de información relacionada con un armazón vascular bioabsorbibles (BVS) o con armazones bioreabsorbibles (BRS) para ayudar a guiar la expansión del BRS/BVS.
Breve descripción de los dibujos
Las figuras no están necesariamente a escala, sino que se hace énfasis en general en los principios ilustrativos. Las cifras deben considerarse ilustrativas en todos los aspectos.
La figura 1A muestra un diagrama esquemático de un sistema intravascular de formación de imágenes y recogida de datos.
La figura 1B es un tomograma de imagen en sección transversal de OCT de un vaso sanguíneo arterial.
La figura 1C es el tomograma de imagen de OCT de la figura 1A mostrado en el espacio polar. El eje x es el ángulo y el eje y es la profundidad.
Las figuras 2A-D son filtros de detección de borde. La figura 2A es un filtro de borde exterior que detecta bordes horizontales de arriba (parte superior) a abajo (parte inferior). La figura 2B es un filtro de borde interior que detecta bordes horizontales de abajo (parte superior) a arriba (parte inferior). La figura 2C es un filtro de borde izquierdo que detecta bordes verticales de arriba (izquierda) a abajo (derecha). La figura 2D es un filtro de borde derecho que detecta bordes verticales de abajo (izquierda) a arriba (derecha).
Las figuras 3A-D muestran las respuestas de los filtros direccionales de borde mostrados en las figuras 2A-D, respectivamente. La figura 3A es una respuesta de detección de borde exterior. La figura 3B es una respuesta de detección de borde interior. La figura 3C es una respuesta de detección de borde izquierdo. La figura 3D es una respuesta de detección de borde derecho.
La figura 4A es una leyenda para demarcar máximos locales en respuestas de detección de borde.
La figura 4B es un tomograma de imagen de OCT mostrado en el espacio polar con máximos locales para cada filtro de detección superpuesto.
La figura 5A es un tomograma de imagen de OCT mostrado en el espacio polar de una pequeña región calcificada. Las figuras 5B-E son respuestas de filtro en cada dirección para la imagen de la figura5A.
Las figuras 6A-D son tomogramas de imagen de OCT mostrados en el espacio polar. Las figuras 6A-C son tomogramas en vecindad que muestran una región calcificada. Las figuras 6B y D son tomogramas de discriminación que comparan datos sin placa que muestran controles de tejido no calcificado.
Las figuras 7A-C son tomogramas de imagen de OCT en vecindad que se muestran en el espacio polar de una región calcificada. Las figuras 7D-F son tomogramas de imagen de OCT en vecindad que se muestran en el espacio polar de controles de tejido no calcificado.
Las figuras 8A-C son tomogramas de imagen de OCT mostrados en el espacio polar de regiones calcificadas.
La figura 9 es un compuesto de imágenes de corte transversal de OCT e imágenes polares de una región calcificada en un vaso sanguíneo. Las figuras 9A-C son imágenes en sección transversal en vecindad, y las figuras 9D-F son las imágenes correspondientes del espacio polar.
La figura 10 es un esquema que integra datos de múltiples tomogramas de OCT.
La figura 11A es una imagen a modo de L que muestra una región calcificada delimitada por regiones sanas.
La figura 11B es una representación de volumen tridimensional de la figura 11A.
La figura 12A es una representación tridimensional de un vaso que resalta la región calcificada.
La figura 12B es una imagen en sección transversal de OCT con el límite interior de la región calcificada demarcado por una línea en negrita.
La figura 13A es una representación tridimensional de un vaso con el volumen de la región calcificada representado. La figura 13B es una imagen en sección transversal de OCT con los límites internos y externos de la región calcificada demarcados por líneas en negrita.
La figura 13C es una imagen a modo de L que muestra los límites de la región calcificada demarcados por líneas en negrita.
Las figuras 14A, 14B y 14C muestran una interfaz gráfica de usuario que incluye un panel o pantalla izquierdo/a (véase la figura 14A), un panel o pantalla derecho/a (véase la figura 14b ) y un panel o pantalla inferior (véase la figura 14C).
Las figuras 15A y 15B muestran una interfaz gráfica de usuario. La figura 15A reproduce gráficamente la longitud del arco de un depósito de calcio. La figura 15B es un gráfico estilizado que reproduce el diámetro del lumen a lo largo de la zona de retroceso.
Las figuras 16A y 16B muestran una interfaz gráfica de usuario. La figura 16A reproduce gráficamente la longitud del arco de un depósito de calcio. La figura 16B es un gráfico estilizado que reproduce el diámetro del lumen a lo largo de la zona de retroceso.
Descripción detallada
Las imágenes de tomografía de coherencia óptica (OCT) intravascular proporcionan una visualización de alta resolución de la morfología de la arteria coronaria. En parte, la divulgación se refiere a la detección automática y/o a la clasificación de placas intracoronarias (calcio, lípidos, fibrosis y trombos). Los límites calcificados interno y externo también se detectan y representan visualmente en una realización. El proceso de detección y clasificación puede perfeccionar la interpretación de las imágenes de OCT y proporcionar información específica al técnico en diagnóstico. En parte, la divulgación se refiere a sistemas y métodos para representar visualmente al usuario los resultados del análisis de datos aplicados a un conjunto de datos intravasculares de una manera clara, fácil de interpretar y propicia para el diagnóstico de un sujeto. En parte, esta divulgación describe una interfaz gráfica de usuario (GUI) que proporciona una interfaz de usuario y representaciones de datos gráficos que se pueden aplicar a uno o más tipos de placa y a otras regiones o condiciones de un vaso sanguíneo de interés dado. En una realización, se hace referencia a una región calcificada mediante CR en la especificación y en las figuras.
En parte, la divulgación se refiere a un sistema de recogida de datos, tal como un sistema de recogida de datos intravascular adecuado para su uso en un laboratorio de cateterismo, tal como un sistema de tomografía de coherencia óptica. En parte, la divulgación se refiere a un sistema de recogida de datos que incluye un procesador adecuado para representar visualmente datos de imágenes intravasculares. Los datos de imagen representados visualmente incluyen datos o imágenes generados en base a mediciones de profundidad. En una realización, los datos de imagen se generan usando tomografía de coherencia óptica. El sistema también puede representar visualmente una interfaz de usuario para representar visualmente información intravascular, tal como datos relacionados con placas intravasculares.
Las regiones calcificadas tienen bordes diferenciados en las imágenes de OCT, y las regiones calcificadas aparecen como formas discretas oscurecidas contra el fondo de tejido vascular más brillante. El contraste entre el tejido calcificado y el tejido sano circundante permite la detección de borde automatizada usando filtros de borde direccionales. Las regiones calcificadas se pueden detectar enseguida con unos pocos tomogramas de imagen de OCT, pero más típicamente se detectan filtrando múltiples tomogramas de OCT en vecindad y combinando los datos del filtro en una representación bidimensional o tridimensional del vaso sanguíneo. También se divulgan interfaces de usuario mejoradas para demarcar regiones calcificadas en representaciones bidimensionales y tridimensionales.
La tomografía de coherencia óptica (OCT) es una modalidad de formación de imágenes que utiliza un interferómetro para obtener medidas de distancia con respecto a una muestra tal como, por ejemplo, un vaso sanguíneo u objetos dispuestos en el mismo. Se pueden formar imágenes de un vaso sanguíneo utilizando una sonda intravascular de recogida de datos. Se puede utilizar un alambre guía para introducir la sonda en el vaso sanguíneo.
La sonda de recogida de datos puede colocarse y retirarse a lo largo de un vaso sanguíneo mientras se recogen datos. Un cable de torsión puede ser parte de la sonda y puede rodear una trayectoria de transmisión y recepción de luz, tal como una fibra óptica. El cable de torsión se puede utilizar para girar la sonda. A medida que la fibra óptica se retrae (se tira hacia atrás) a lo largo de la longitud del vaso, se recogen múltiples escáneres o conjuntos de datos de OCT a medida que gira la sonda o una parte de la misma. Esto se denomina “retirada” en una realización. Estos conjuntos de datos pueden usarse para identificar regiones de interés tales como una estenosis o indicadores fisiológicos de una estenosis. Los conjuntos de datos se pueden usar para identificar regiones calcificadas, stents y otras características en un vaso sanguíneo como se describe con más detalle en el presente documento. Las características relacionadas con la representación visual descritas en el presente documento con respecto a las regiones calcificadas se pueden también usar en relación con los stents y otras características intravasculares detectables y representables visualmente.
La sonda de recogida de datos puede ser una sonda de OCT configurada para su uso con un sistema de OCT que incluye un interferómetro y un sistema de procesamiento de datos. Una fuente de luz, tal como un láser de fuente de barrido, puede estar en comunicación óptica con el interferómetro y transmitir luz a un brazo de muestra y a un brazo de referencia del interferómetro. Las mediciones de distancia recogidas con la sonda de OCT se pueden procesar para generar tomogramas de datos de imagen, como vistas en sección transversal o vistas longitudinales (vistas a modo de L) del vaso sanguíneo. Estas imágenes se pueden procesar usando uno o más pasos de procesamiento de datos de imágenes u otros métodos o pasos como se describe en el presente documento. El sistema de procesamiento de datos puede incluir uno o más procesadores y uno o más dispositivos de almacenamiento de memoria. El sistema de procesamiento de datos puede generar una pluralidad de filtros de detección de borde adecuados para su aplicación a una imagen polar generada usando datos intravasculares tales como OCT o datos de ultrasonidos.
Como se muestra en la figura 1A, un sistema 30 de recogida de datos para su uso en la recogida de datos intravasculares incluye una sonda 17 de recogida de datos que puede usarse para formar imágenes de un vaso sanguíneo. Puede usarse un alambre guía para introducir la sonda 17 en el vaso sanguíneo. La sonda 17 de recogida de datos puede introducirse y retirarse a lo largo del vaso sanguíneo 7 mientras se recogen datos. A medida que la sonda se retrae (se retira) a lo largo de una longitud del vaso, se recogen una pluralidad de escáneres o conjuntos de datos de OCT a medida que gira la sonda o una porción de la misma. Estos conjuntos de datos, o recopilaciones de tomogramas de datos de imágenes, se pueden utilizar para identificar regiones de interés, tales como una región calcificada.
La sonda 17 de recogida de datos puede ser una sonda de OCT configurada para su uso con un sistema 10 de OCT que incluye un interferómetro y un sistema de procesamiento de datos. Las mediciones de distancia recogidas utilizando la sonda 17 de OCT pueden procesarse para generar tomogramas de datos de imagen tales como vistas en sección transversal o vistas longitudinales (vistas a modo de L) del vaso sanguíneo. Para mayor claridad, una vista en sección transversal puede incluir, sin limitación, una vista longitudinal. Estas imágenes se pueden procesar utilizando uno o más módulos o etapas de procesamiento de datos de imágenes.
La sonda 17 está en comunicación óptica con un sistema 10 de OCT. El sistema o subsistema 10 de OCT que se conecta a la sonda 17 mediante la fibra óptica 15 puede incluir una fuente de luz tal como un láser, un interferómetro que tiene un brazo de muestra y un brazo de referencia, diversas trayectorias ópticas, un generador de reloj, fotodiodos y otros componentes del sistema de OCT.
Un receptor óptico 31, tal como un sistema basado en fotodiodos equilibrados, puede recibir la luz recogida por la sonda 17. Un dispositivo informático 40 tal como un ordenador, procesador, ASIC u otro dispositivo puede ser parte del sistema 10 de OCT o puede incluirse como un subsistema separado en la comunicación eléctrica u óptica con el sistema 10 de OCT. El dispositivo informático 40 puede incluir memoria, almacenamiento, buses y otros componentes adecuados para procesar datos y software, tal como etapas de procesamiento de datos de imagen configuradas para definición (por ejemplo, calcificación), detección, análisis y visualización.
El dispositivo informático 40 puede incluir o acceder a módulos 42 de software o programas, tales como un módulo 42a de detección de placa (por ejemplo, una placa de calcio), un módulo de representación visual y otros módulos 42b de software, tales como detección de stent u otros módulos de detección y de representación visual. Por ejemplo, el dispositivo informático 40 puede acceder a un módulo de detección de calcificación para detectar la existencia de una placa de calcio en un vaso sanguíneo. El software también puede incluir o estar en comunicación con componentes de software de interfaz de usuario para activar y desactivar vistas y representar visualmente y alternar los diversos modos de representación visual de la interfaz de usuario, tales como planificación de stent, vuelo a través y otros modos de visionado. Los módulos o programas de software pueden incluir una canalización de procesamiento de datos de imagen o módulos de componentes de la misma y una o más interfaces gráficas de usuario (GUI). Se utiliza una canalización ejemplar de procesamiento de imagen para transformar los datos de OCT recogidos en vistas bidimensionales y tridimensionales de vasos sanguíneos y stents y de regiones calcificadas. La canalización de procesamiento de datos de imágenes o cualquiera de los métodos descritos en el presente documento se almacena en la memoria y se ejecuta utilizando uno o más dispositivos informáticos, tales como un procesador, un dispositivo u otro circuito integrado.
Como se muestra en la figura 1A, un dispositivo 45 de representación visual puede también formar parte del sistema 10 para mostrar información tal como vistas en sección transversal y longitudinal de un vaso sanguíneo generadas usando datos de OCT recogidos. El sistema 10 se puede utilizar para representar visualmente datos de imágenes relacionados con una o más calcificaciones detectadas en el vaso sanguíneo. Se pueden realizar uno o más pasos automáticamente o sin entrada del usuario que no sea la entrada inicial de usuario para navegar en relación con una o más imágenes, introducir información, seleccionar o interactuar con una entrada tal como un controlador o componente de interfaz de usuario, o, si no, indicar de otra manera una o más salidas del sistema. Puede presentarse una vista de placa de calcio como una opción a seleccionar para facilitar la revisión de una vista bidimensional o tridimensional de una representación del vaso y una o más placas de calcio. La alternancia entre uno o más modos de visionado en respuesta a las entradas del usuario se puede realizar en relación con diversos pasos descritos en el presente documento. También se puede utilizar una vista similar para representar visualmente información de stent.
La información basada en OCT se puede representar visualmente usando una o más interfaces gráficas de usuario (GUI). Además, esta información puede incluir, sin limitación, datos de escaneo transversal, escaneos longitudinales, gráficos de diámetro, máscaras de imagen, borde de lumen, tamaños de placa, circunferencia de placa, indicadores visuales de ubicación de placa y otras imágenes o representaciones de un vaso sanguíneo o mediciones de distancia subyacentes obtenidas usando un sistema de OCT y una sonda de recogida de datos.
El dispositivo informático 40 puede incluir también software o programas, que se pueden almacenar en uno o más dispositivos de memoria, configurados para identificar placas de calcio y otras características de los vasos sanguíneos tales como texto, flechas, codificación de colores, resaltado, líneas de contorno, u otros indicadores adecuados legibles por seres humanos o por máquinas.
El dispositivo 45 de representación visual reproduce diversas vistas del vaso sanguíneo. El dispositivo de representación visual puede incluir un menú para mostrar u ocultar diversas características, tales como un menú para seleccionar las características de los vasos sanguíneos que se van a representar visualmente, y un menú para seleccionar el ángulo de cámara virtual del dispositivo de representación visual. El usuario puede alternar entre múltiples ramificaciones de visión en el dispositivo de representación visual de usuario. Además, el usuario puede alternar entre diferentes ramificaciones laterales en el dispositivo de representación visual de usuario, tal como seleccionando ramificaciones laterales particulares y/o seleccionando una vista asociada con una ramificación lateral particular. En una realización, la canalización de procesamiento de imagen y los módulos de software asociados detectan el límite de lumen y las placas de calcio obtenidas en la imagen utilizando los datos recogidos durante una retirada.
Una vez que los datos de OCT se obtienen con una sonda y se almacenan en memoria; se pueden procesar para generar información tal como una vista en sección transversal, longitudinal y/o tridimensional del vaso sanguíneo a lo largo de la región de retirada o de un subconjunto de la misma. Estas vistas se pueden reproducir como parte de una interfaz de usuario como se muestra, por ejemplo, en las figuras 13-16. Las imágenes del vaso sanguíneo generadas usando las mediciones de distancias obtenidas del sistema de OCT proporcionan información sobre el vaso sanguíneo.
Por consiguiente, la divulgación se refiere, en parte, a métodos basados en software y sistemas y dispositivos relacionados adecuados para evaluar y reproducir información relativa a un vaso sanguíneo o a otra información vascular de interés. Los datos de OCT se pueden utilizar para generar vistas en 2-D, tales como vistas en sección transversal y longitudinal de un vaso sanguíneo antes o después de un despliegue inicial del stent o de un procedimiento correctivo relacionado con el stent. Los datos de OCT obtenidos usando una sonda de recogida de datos y diversos módulos de software de procesamiento de datos pueden usarse para identificar, caracterizar y visualizar un stent y/o una o más propiedades relacionadas con el stent y/o el lumen en el que esté dispuesto.
La figura 1B es un tomograma de imagen de OCT en sección transversal de un vaso sanguíneo arterial. La sombra circular oscura en el centro de la imagen es el lumen 110 del vaso. El lumen del vaso está rodeado por una pared 120 del vaso sanguíneo. El alambre guía del catéter de OCT deja una sombra 130 que oscurece parte de la imagen de OCT. Los marcadores de retrodispersión en la vaina del catéter de OCT crean una serie de anillos concéntricos 140 en el centro del lumen del vaso para ayudar a orientar la imagen y demarcar la dirección del lumen. Se añaden marcadores 150 para delimitar el límite del lumen.
Continuando con la referencia a la figura 1B, una región calcificada o placa de calcio 160 es claramente visible como una región discreta y oscurecida en la pared del vaso sanguíneo en el lado derecho de la imagen. Los bordes de la región calcificada son prominentes. La región calcificada se extiende radialmente desde la superficie de la pared del vaso sanguíneo, donde se inician la mayoría de las calcificaciones, hacia la pared del vaso. Aunque se muestra un vaso sanguíneo arterial, los métodos, dispositivos y sistemas divulgados en el presente documento se pueden también usar para detectar regiones calcificadas en otros vasos sanguíneos tales como vasos sanguíneos venosos. La figura 1C muestra las líneas de escaneo recogidas obtenidas utilizando la sonda de recogida de datos en el espacio de coordenadas polares. El tomograma de imagen de OCT de la figura 1B es una vista en sección transversal generada a partir de las líneas de escaneo mostradas en la imagen polar de la figura 1C. El tomograma de la imagen de OCT se puede generar directamente a partir de los datos de OCT recogidos. En todas las imágenes polares reproducidas aquí, el eje x son medidas angulares y el eje y son medidas de distancia. La profundidad corresponde al espesor radial de la pared del vaso. En la figura 1C, el lumen 110 está en la parte superior de la imagen, y la pared 120 del vaso está en la parte inferior de la imagen. La sombra 130 del alambre guía aparece a la izquierda. La región calcificada 160 es visible en el centro de la imagen cerca del lumen.
En diversas realizaciones, las regiones calcificadas se detectan automáticamente procesando imágenes de OCT con filtros de detección de borde. Las figuras 2A-D muestran cuatro filtros de detección de borde ejemplares. Cada filtro detecta una dirección de límite diferente. En una realización, los filtros de detección de borde incluyen un filtro parte superior a parte inferior, un filtro parte inferior a parte superior, un filtro parte derecha a parte izquierda y un filtro parte izquierda a parte derecha. Se pueden utilizar sin limitación otras orientaciones direccionales que indiquen una transición desde una primera dirección a una segunda dirección. Los cambios de intensidad, tales como de baja a alta, se pueden también utilizar para categorizar los filtros o, si no, para especificar sus respectivas respuestas de filtro. En una realización, estos detectores de borde direccionales dan una respuesta máxima o una respuesta extrema relativa en regiones donde el borde se alinea con la dirección de la cresta.
La figura 2A es un filtro de borde exterior que detecta bordes horizontales de arriba (parte superior) a abajo (parte inferior). El filtro de borde exterior también podría denominarse filtro de borde superior porque las imágenes de OCT del espacio polar orientan típicamente el endotelio hacia la parte superior de la imagen. La figura 2B es un filtro de borde interior que detecta bordes horizontales de abajo (parte superior) a arriba (parte inferior). El filtro de borde interior también podría denominarse filtro de borde inferior porque las imágenes de OCT del espacio polar normalmente orientan la capa de tejido íntimo hacia la parte inferior de la imagen. La figura 2C es un filtro de borde izquierdo que detecta bordes verticales de arriba (parte izquierda) a abajo (parte derecha). La figura 2D es un filtro de borde derecho que detecta un borde vertical de abajo (parte izquierda) a arriba (parte derecha).
En una realización, se pueden usar filtros que tengan una orientación tal como una orientación diagonal u otra orientación tal como una orientación en ángulo con respecto al origen del filtro. En una realización, se pueden añadir filtros adicionales que tengan orientaciones complementarias y/u opuestas para proporcionar datos adicionales para mejorar la detección de límites y/o aumentar los niveles de confianza. En una realización, los filtros se pueden implantar usando uno o más procesadores e instrucciones para generar un filtro tal como un operador o matriz para transformar los datos de imagen de OCT recogidos.
Los términos "exterior" e "interior" se refieren a la ubicación de los bordes con respecto al tejido vascular subyacente, estando los bordes externos ubicados más cerca del endotelio y estando los bordes internos ubicados más cerca del músculo liso vascular subyacente. Los bordes interior y exterior corresponden a la profundidad radial o penetración de la región calcificada. Los términos "izquierda" y "derecha" se refieren a la ubicación relativa de los bordes en las imágenes del espacio polar. Los bordes izquierdo y derecho corresponden a la longitud o al ancho del arco de la región calcificada en el vaso sanguíneo.
En una realización, los filtros de detección de borde se basan en derivadas gaussianas y son similares a la transformada de ondículas. Estos y otros filtros de detección de borde gaussianos o de otro tipo se pueden utilizar en diversas realizaciones.
Los tomogramas de imágenes polares de OCT se procesan usando uno o más filtros de detección de borde. Por ejemplo, el filtro de detección de borde exterior de la figura 2A detecta el borde horizontal que pasa de una intensidad de señal alta a otra baja, que es habitualmente el borde exterior de la región calcificada adyacente al lumen del vaso. El filtro de detección de borde interior de la figura 2B detecta el borde que pasa de una intensidad de señal baja a otra alta, que es habitualmente el borde interno de la región calcificada dentro de la pared del vaso. Para calcificaciones grandes, es posible que el borde interior no sea visible en la imagen de OCT.
De manera similar, el filtro de detección de borde izquierdo en la figura 2C detecta el borde vertical que pasa de una intensidad de señal alta a otra baja, que es habitualmente el borde izquierdo de la región calcificada. Finalmente, el filtro de detección de borde derecho de la figura 2D detecta bordes verticales que pasan de una intensidad de señal baja a otra alta, que a menudo es el borde derecho de la región calcificada.
Preferiblemente, los datos de imágenes de OCT, tales como las imágenes polares de OCT, se filtran con al menos los dos filtros de detección de borde horizontal porque las regiones calcificadas responden a los filtros de detección de borde horizontal, mientras que las placas lipídicas y las características normales típicamente no responden fuertemente a los filtros de detección de borde horizontal. De este modo, la detección de borde horizontal permite diferenciar las regiones calcificadas de otras características de los vasos, lo que resulta útil para seleccionar opciones de tratamiento, tales como los tipos de stents. Por ejemplo, las regiones calcificadas están compuestas por tejido endurecido y, por lo tanto, requieren stents más resilientes que otros tipos de estenosis.
Los datos de imagen de OCT se pueden procesar usando una pluralidad de filtros de detección de borde (por ejemplo, filtros de borde exterior, interior, izquierdo y/o derecho). De acuerdo con la invención, se utilizan al menos un filtro de detección de borde horizontal, un filtro de detección de borde izquierdo y un filtro de detección de borde derecho, y, lo más preferiblemente, se utilizan cuatro filtros de detección de borde de borde diferente. Las regiones calcificadas tienen bordes prominentes y responden tanto a filtros de detección de borde vertical como horizontal, mientras que las placas lipídicas y las estenosis normales suelen responder sólo a los filtros de detección de borde horizontal. Las plagas de lípidos tienen un solo gradiente que corresponde a un único borde horizontal. De este modo, la detección vertical de borde (por ejemplo, de bordes izquierdo y derecho) se puede utilizar para diferenciar las placas de calcio de las características del tejido no calcificado. Además, las regiones calcificadas muestran más respuestas de filtro y de mayor intensidad que las regiones no calcificadas.
En una realización ejemplar, la imagen polar mostrada en la figura 1B se procesa para la detección de borde. Las figuras 3A-D muestran las respuestas de los filtros direccionales de borde mostrados en las figuras 2A-D, respectivamente. La figura 3A es una respuesta de detección de borde horizontal superior. La figura 3B es una respuesta de detección de borde horizontal inferior. La figura 3C es una respuesta de detección de borde vertical izquierdo. La figura 3D es una respuesta de detección de borde vertical derecho. Las longitudes de onda más largas, la región más oscura, denotan respuestas de filtro de mayor intensidad y las longitudes de onda más cortas, las regiones más claras, indican respuestas de filtro de menor intensidad. Los asteriscos indican los máximos locales de la respuesta para cada filtro. En determinadas realizaciones, las respuestas que exceden un umbral predeterminado se consideran máximos locales.
Haciendo referencia a la figura 4B, los máximos locales de las respuestas del filtro (véanse las figuras 3A-D) se superponen en una imagen polar para ilustrar la detección de borde para la región calcificada. La figura 4A es una leyenda que identifica los máximos para cada filtro de borde direccional. Una agrupación de respuestas máximas locales de los cuatro filtros direccionales indica una región calcificada. La sombra 430 del alambre guía es claramente visible en el lado izquierdo de la imagen. Los máximos asociados con la sombra del alambre guía se ignoran al ser tomados como espurios. En la figura 4B, la región CA se muestra por la región 420. El lumen del vaso sanguíneo 410 también es visible como en negro en la imagen polar filtrada por detección de borde de la figura 4B. La figura 5A es un tomograma de imagen polar con una pequeña región calcificada 560 visible cerca del centro de la imagen. La sombra 530 del alambre guía es visible a la izquierda. La imagen mostrada en la figura 5A se procesa con los cuatro filtros de detección de borde para apreciar los límites de la región calcificada. Las figuras 5B-E son las respuestas del filtro: la figura 5B es el filtro horizontal de borde exterior, la figura 5C es el filtro horizontal de borde interior, la figura 5D es el filtro vertical de borde izquierdo, y la figura 5E es el filtro vertical de borde derecho. Los máximos locales están marcados con asteriscos blancos.
La figura 6A muestra la imagen polar (véase la figura 5A) con las respuestas de filtro (véanse las figuras 5B-E) superpuestas sobre la imagen polar que incluye la secuencia de líneas de escaneo en una realización. La respuesta del filtro puede ser mostrada en diferentes vistas de los datos de OCT y puntuarse para identificar regiones de interés en una realización. Los bordes superior, inferior e izquierdo de la región calcificada se detectaron filtrando la imagen polar de la figura 6A. La detección de borde o, de otro modo, el filtrado del tomograma en vecindad (véase la figura 6B) detecta también tres bordes de la región calcificada; sin embargo, se detecta el borde derecho en lugar del izquierdo. Por lo tanto, puede ser necesario combinar respuestas de filtro de múltiples tomogramas de OCT en vecindad para detectar todos los límites de una región calcificada. El uso de datos y resultados de tomogramas cruzados puede mejorar la precisión de la detección de regiones calcificadas en una realización.
Las figuras 6C y 6D son controles que muestran regiones endovasculares que exhiben un engrosamiento de la íntima-media normal y una placa no calcificada, respectivamente. Con un engrosamiento normal de la íntima media (véase la figura 6C), se detectan sólo los máximos del borde horizontal -bordes interno y externo-. De manera similar, una placa no calcificada (véase la figura 6D) genera menos máximos y ningún máximo de borde vertical.
Las figuras 7A-F son ejemplos adicionales de superposiciones de filtros para tejidos endovasculares calcificados (véanse las figuras 7A-C) y normales (véanse las figuras 7D-F). Las figuras 7A-C son tomogramas en vecindad que muestran una región calcificada 760a,b,c en tomogramas sucesivos. Los máximos están presentes en cada tomograma para las cuatro direcciones de filtro. Las figuras 7D-F son tomogramas en vecindad que muestran tejido normal con una íntima-media engrosada. Estas imágenes contienen sólo máximos internos y externos. En la figura 7E, la característica 770 de columna activa los máximos de detección de borde vertical. Sin embargo, es poco probable que esta característica sea una placa de calcio debido a su forma regular de columna y también a que las regiones calcificadas tienden a tener superficies grandes e irregulares. Es probable que la característica 770 sea una burbuja u otra característica que genere un artefacto de imagen.
Las figuras 8A-C son tomogramas en vecindad que muestran una gran región calcificada 860a,b,c. La región calcificada produce múltiples máximos para los cuatro filtros direccionales en cada tomograma. Además, se puede ver una región calcificada 865 más pequeña a la derecha, que puede ser parte de la misma calcificación. Aunque la región calcificada 865 carece de máximos de borde interno, el número y la agrupación cercana de los máximos de borde indican que esto es probablemente una calcificación. Si se utilizan más filtros con diferentes orientaciones, se obtendrán más respuestas que aumentarán la precisión. A veces, los máximos internos no se detectan si la calcificación se extiende profundamente en la pared del vaso, como, por ejemplo, con más profundidad que el escaneo de OCT. En algunas realizaciones, las respuestas de filtro de múltiples tomogramas de OCT en vecindad se combinan para poder apreciar grandes depósitos de calcio, que pueden no apreciarse a partir de un único tomograma de OCT. La sombra de la guía aparecería a la derecha, pero se ha indicado por escrito en las imágenes.
La figura 9 es un compuesto de imágenes de sección transversal de OCT y de imágenes polares de una región calcificada en un vaso sanguíneo, que ilustra adicionalmente la divulgación. Las figuras 9A-C son imágenes en sección transversal de la misma zona de vecindad, y las figuras 9D-E son las imágenes polares correspondientes. Una región calcificada 960 visible en la parte superior de la figura 9A produce máximos de detección de borde en las cuatro direcciones, como se muestra en la figura 9D. Una segunda región calcificada 965 en la parte inferior de la figura 9A produce máximos de detección de borde en tres direcciones en respuesta a una pluralidad de filtros de detección de borde direccionales. La segunda región calcificada 965 permanece prominente en un tomograma posterior, véanse las figuras 9B y 9E. La segunda región calcificada excede la profundidad del escaneo de OCT; por lo tanto, no se observan máximos internos. Finalmente, las figuras 9C y 9E muestran una estenosis natural 980 en el lado derecho del vaso. Esta estenosis se puede descartar como región calcificada porque genera pocos máximos de detección de borde y porque los máximos están en sólo dos direcciones. La sombra 930 del alambre guía es evidente, excepto en la figura 9D, en la que ha sido indicada por escrito.
En diversas realizaciones, un ordenador, procesador u otro sistema o dispositivo está programado para filtrar tomogramas sucesivos de OCT usando una pluralidad de filtros de detección de borde con el fin de identificar grupos de máximos locales o extremos locales. El flujo de proceso mostrado en la figura 9 de tres imágenes polares (véanse las figuras 9D, 9C y 9F) procesadas con filtros de detección de borde adecuados para determinar cuántos máximos se detectan y con respecto a qué direcciones. La suficiencia de máximo y direcciones que tienen tales máximos se puede utilizar para identificar regiones calcificadas.
Las regiones calcificadas se pueden distinguir de las regiones no calcificadas usando la detección de borde vertical porque las regiones no calcificadas típicamente no responden a los filtros de detección de borde vertical. Además, el borde interno de las calcificaciones grandes puede ser demasiado profundo para ser apreciado por un escaneo de OCT estándar. De este modo, una agrupación de al menos los máximos del borde exterior, izquierdo y derecho en un tomograma de OCT dado define una región de interés (ROI) que corresponde a una región calcificada. Esta ROI se obtiene estableciendo una caja delimitadora en la agrupación de respuestas de filtro que corresponden a tres, o preferiblemente a los cuatro, filtros direccionales.
El proceso de definir o determinar una región de interés (ROI) utiliza varias respuestas de filtro que se originan en una o más profundidades de tejido para indicar la profundidad de un nódulo de calcio. Se puede usar una caja, elipse, o esfera delimitadora u otra delimitación que contenga una respuesta o más de un conjunto de respuestas o que contenga todo el conjunto de respuestas de filtro de calcio o todas las respuestas del filtro de calcio con las dimensiones de la esfera, caja, elipse u otra delimitación para determinar un borde posterior u otro borde de un nódulo o región de calcio. El calcio actúa como una región dura en un vaso sanguíneo con respecto a la cual la compactación resultante de la expansión de un stent en las proximidades de tal región calcificada es problemática. En consecuencia, la identificación de estas regiones resulta de interés. Se puede encontrar una región de interés generando un límite alrededor de una región identificada usando respuestas de filtro y conectando los puntos de la delimitación o encontrando un punto común tal como un centroide u otro punto y conectando con puntos de delimitación para obtener mediciones de distancia entre puntos. Este proceso se puede utilizar para medir la profundidad de una región calcificada.
La ROI de las respuestas del filtro se puede usar entonces para estimar el tamaño y/o el volumen de tejido calcificado en cada tomograma de OCT. Estos se pueden determinar usando un proceso de medición y encajamiento de puntos en relación con una delimitación determinada seleccionada para definir la región de interés. En algunas realizaciones, las ROI no definen los límites exactos de la región calcificada, sino que proporcionan una estimación de la región calcificada. Una vez que se han determinado las ROI en uno o más tomogramas de OCT, los tomogramas se combinan para el análisis del usuario en la representación de volumen 3D, secciones transversales 2D y representaciones visuales longitudinales del vaso sanguíneo. La figura 10 es un esquema que muestra información de tomogramas cruzados sobre el diámetro del lumen para una sección de vaso sanguíneo.
También se muestran pasos de procesamiento o etapas ejemplares mediante los/las cuales se detecta una CR. Los tomogramas de lumen sanos son 985 detectables/representables visualmente a cada lado de la CR. Los tomogramas de lumen/tejido que incluyen calcio 986 se encuentran entre los tomogramas sanos. Tres tomogramas que muestran estenosis calcificada están delimitados a la izquierda y a la derecha por tres tomogramas de lumen sanos (no estenosados). La calcificación reduce el diámetro del vaso en aproximadamente un 33%. Este seguimiento de tomograma de tomogramas que contienen regiones sanas y calcificadas se puede utilizar para seleccionar regiones en un vaso para la colocación de un stent. La interpolación entre tomogramas de lumen sanos y CR se realiza para identificar CR 999. Se identifica la región 999 de calcio y se muestra dispuesta entre un límite externo 999o y un límite interno 999i.
En otra realización, la figura 11A es una imagen a modo de L que muestra una representación longitudinal bidimensional de una región calcificada delimitada por regiones sanas. Las líneas en negrita denotan los límites internos 1166 y externos 1168 de la región calcificada.
En otra realización, la figura 11B es una representación de volumen tridimensional de los mismos datos mostrados en la figura 11A, con la región calcificada resaltada por líneas en negrita. Las líneas en negrita indican los límites internos 1166 y externos 1168 de la región calcificada. Además, un marcador circunferencial 1190 proporciona una ayuda visual para ayudar al usuario a evaluar rápidamente el tamaño de la calcificación. El marcador circunferencial reproduce gráficamente la longitud del arco de la región calcificada como una proporción de la circunferencia del vaso. La longitud del arco de la región calcificada está demarcada por un primer indicador (por ejemplo, un primer color y/o patrón) 1190a, y el tejido adyacente no calcificado está demarcado por un segundo indicador (por ejemplo, un segundo color y/o patrón) 1190b. Como muestra el marcador, la región calcificada se extiende aproximadamente a la mitad de la circunferencia del vaso.
La figura 12A muestra una representación tridimensional de un vaso que destaca el límite interior de la región calcificada 1260 a lo largo de la superficie luminal. Puede añadirse un marcador posicional 1292 debajo del marcador circunferencial 1290 (parte superior) y del marcador circunferencial 1295 (parte inferior) para facilitar la interpretación rápida de la imagen por parte del usuario. En la figura 12B, las porciones superior e inferior del marcador circunferencial 1290 y 1295 corresponden al segmento superior 1290 de línea y al segmento inferior 1295 de línea, respectivamente. El marcador posicional delimita el área de sección transversal precisa reproducida por el marcador circunferencial. El marcador circunferencial y/o el marcador posicional puede/n ser móvil/es e interactivo/s de tal modo que el usuario pueda seleccionar diferentes secciones transversales y/o diferentes perspectivas de visionado.
En la figura 12A, un primer tomograma de extremo de región calcificada y un segundo tomograma de extremo de región calcificada están designados como tomograma 1 de CR y tomograma N de CR. Cualquiera de estos tomogramas puede considerarse como el tomograma de inicio o final de la región de calcificación CR. En una realización, N puede ser 2, para indicar la segunda trama, o N puede ser el número de tomogramas en la CR. De este modo, si una CR tiene 100 tomogramas de datos de imagen, los tomogramas de delimitación pueden ser el tomograma 1 de CR y el tomograma 100 de CR.
En otra realización, la figura 12Ba muestra una imagen en sección transversal correspondiente a la ubicación del marcador posicional mostrado en la figura 12A. El borde exterior de la calcificación está demarcado por una línea 1268 en negrita para ayudar al usuario a evaluar la estenosis.
La figura 13A muestra una realización adicional de una representación tridimensional del lumen de un vaso en la que la región calcificada se ha reproducido en volumen para proporcionar una mejor estimación del tamaño de la placa. El tomograma CR 1 y el tomograma CR N también se pueden reproducir utilizando una superposición u otro elemento gráfico. Se pueden usar diversos tipos de superposiciones y elementos gráficos como se muestra en las figuras y como se describe en el presente documento. Como se muestra en la figura 13B, los límites exterior 1366 e interior 1368 de la región calcificada se denotan con líneas en negrita. La figura 13C es una imagen a modo de L que muestra los límites internos 1366 y externos 1368 de la región calcificada demarcada por líneas en negrita. El segmento 1368 de la línea de delimitación es una delimitación de lumen. Como se muestra en la figura 13B, la delimitación 1368 de lumen es adyacente a la región calcificada CR y adyacente a una región del lumen que está delimitada por el segmento 1268 de línea. El límite exterior de la CR 1366 también está resaltado por el segmento 1366 de línea. En la figura 13C, un límite interno IB y un límite externo OB de la CR se muestran también como segmentos de línea generados por ordenador.
En la figura 14A, los datos intravasculares y los datos de angiografía se muestran con respecto a un vaso sanguíneo. El panel o pantalla superior izquierdo/a (véase la figura 14A) muestra una imagen de angiografía de un vaso sanguíneo. El panel superior derecho (véase la figura 14B) muestra una imagen de tomografía de coherencia óptica que muestra una vista en sección transversal del vaso sanguíneo junto con un indicador 1420 relativo a una parte calcificada del vaso. El panel inferior (véase la figura 14C) muestra una imagen de OCT que muestra una vista longitudinal del vaso con la región calcificada 1425 también mostrada. La vista longitudinal también muestra una línea 1430 de puntos correspondiente a un perfil de vaso de referencia para guiar la expansión. La representación gráfica de la guía de expansión se muestra mediante indicadores 1440. Estos indicadores pueden ser colores, líneas, curvas, símbolos y otros indicadores adecuados.
Las figuras 14A-C son adecuadas para ayudar al usuario con información adicional durante la preparación de la lesión al llamar la atención sobre los segmentos de vaso calcificado. La interfaz de las figuras 14A-C también facilita el dimensionamiento de un stent o de otro dispositivo proporcionando un perfil 1430 de vaso de referencia para guiar la expansión 1440 del dispositivo. Además, la interfaz de la figura 14 facilita el despliegue del BVS o de otro stent o armazón mostrando la posición del BVS con angio coreg 1410 y generando mapas de aposición de armazón.
La figura 15A muestra una captura de pantalla de ejemplo con una interfaz gráfica de usuario (GUI) ejemplar de representación visual de placa. Se ha detectado y clasificado una región calcificada utilizando un enfoque basado en el procesamiento de imagen descrito anteriormente. Como se muestra, la inclusión de calcio se extiende desde aproximadamente las 6 en punto hasta las 10 en punto en el modo B de OCT o en la imagen de sección transversal que se muestra en el panel superior. La GUI de representación visual de placa superpone un anillo o arco parcial 1510 en la imagen del modo B de OCT correspondiente a la extensión circunferencial del calcio. El anillo puede ser una porción circular o elipse u otra curva u otro elemento, símbolo o icono de representación visual que se pueda visualizar. La posición radial del anillo se puede establecer dinámicamente para la distancia en la formación de imágenes cuando la intensidad de la señal de OCT haya disminuido por debajo de un umbral de ruido de tal manera que no exista contenido de información en la imagen en modo B.
En una realización, este uso de indicadores o de otros elementos de representación visual para perfeccionar la visibilidad de una región calcificada reduce la agrupación de pantalla. El uso de tales indicadores permite también la colocación del indicador de placa relativamente cerca de la propia placa sin oscurecer las características de la imagen de OCT. Alternativamente, la posición radial se puede establecer en un valor fijo en el borde de la gama 1512 de escaneo. Estas técnicas de representación visual tienen la ventaja de que la posición de la placa se puede indicar claramente sin la necesidad de dibujar un polígono completamente segmentado o cerrado alrededor de la lesión. La segmentación completa puede constituir un desafío técnico cuando la señal de OCT no se extiende completamente a la parte posterior de la placa, lo cual se produce comúnmente en aplicaciones intravasculares. La información sobre la ubicación y el tamaño de la placa se puede también representar visualmente en la sección de perfil de lumen del dispositivo de la pantalla.
Con referencia a la figura 15B, como se muestra en una vista longitudinal, las barras verticales 1516 se pueden colocar en el perfil del lumen en las posiciones correspondientes a los tomogramas transversales en los se detectó la placa. Como se muestra en la figura 15B, la secuencia de barras es aproximadamente la misma para varios tomogramas, y luego sube y baja como se muestra. En la figura 15B, la barra 1516a es la más gruesa y la 1516b es la más delgada. Las barras se muestran simétricas a ambos lados del lumen, pero otras representaciones son posibles, tal como representar visualmente sólo las barras por encima o por debajo del lumen, así como otras representaciones.
En una realización, la altura de las barras puede ser proporcional a la extensión circunferencial de la placa, de tal modo que una placa que cubre una circunferencia mayor en sección transversal se represente visualmente como una barra verticalmente más alta en la representación visual de perfil de lumen. Además, se puede usar un segmento 1514 de línea vertical o una barra u otros indicadores para indicar la posición longitudinal de la imagen mostrada en 15A con respecto a la vista en sección transversal de la figura 15B. Este diseño permite al usuario evaluar rápidamente tanto la extensión circunferencial como longitudinal de la placa mediante una inspección simple de la representación visual de perfil de lumen.
La figura 16A muestra un ejemplo de un tomograma diferente en la misma retirada mostrada en la figura 15A. En este tomograma, la lesión por calcio se extiende sólo desde aproximadamente las 9 en punto hasta las 10 en punto. La línea vertical 1614 se usa para mostrar el tomograma de la figura 16B correspondiente al tomograma mostrado arriba en la figura 16A. El anillo parcial 1610 en la imagen en modo B es por lo tanto más pequeño que el anillo 1610 del tomograma anterior, y la barra vertical 1616 es correspondientemente más pequeña también. Se pueden generar otros métodos y elementos visibles en pantalla utilizando la GUI para perfeccionar la representación visual en pantalla de información de diagnóstico de interés con respecto a los datos de angiografía y los datos de tomografía de coherencia óptica.
La siguiente descripción está destinada a proporcionar una vista general del equipo físico informático, o hardware, del dispositivo y de otros componentes operativos adecuados para realizar los métodos de la invención descritos en el presente documento. Esta descripción no pretende limitar los entornos aplicables o el alcance de la invención. De manera similar, el hardware y otros componentes operativos pueden ser adecuados como parte de los aparatos descritos anteriormente. La invención se puede poner en práctica con otras configuraciones de sistema, incluyendo ordenadores personales, sistemas con multiprocesador, dispositivos electrónicos programables o basados en microprocesador, PC de red, miniordenadores, ordenadores centrales y similares.
Algunas partes de la descripción detallada se presentan en términos de algoritmos y representaciones simbólicas de operaciones en bits de datos dentro de una memoria de ordenador. Estas descripciones y representaciones algorítmicas pueden ser utilizadas por el experto en los campos relacionados con la informática y el software. En una realización, un algoritmo se concibe aquí, y en general, como una secuencia autoconsistente de operaciones que conducen a un resultado deseado. Las operaciones realizadas como paradas de los métodos o que están descritas de otro modo en el presente documento son aquellas que requieren manipulaciones físicas de cantidades físicas. Por lo general, aunque no necesariamente, estas cantidades toman la forma de señales eléctricas o magnéticas que pueden almacenarse, transferirse, combinarse, transformarse, compararse y manipularse de otro modo.
A menos que se indique específicamente lo contrario, como se desprende de la siguiente discusión, se aprecia que a lo largo de la descripción, las discusiones que utilizan términos tales como "procesamiento" o "computación" o "cálculo" "interpolación" o "comparación" o "filtrado" o "detección" o "indicación" o "superposición" o "muestreo" u "operación" o "generación" o "determinación" o "representación visual" o similares, se refieren a la acción y a los procesos de un sistema informático, o de un dispositivo electrónico similar de computación, que manipula y transforma datos representados como cantidades físicas (electrónicas) dentro de los registros y memorias del sistema informático en otros datos representados de manera similar como cantidades físicas dentro de las memorias o registros del sistema informático u otros tales dispositivos de almacenamiento, transmisión o representación visual de información.
La presente divulgación se refiere también al aparato para realizar las funciones del presente documento. Este aparato puede construirse especialmente para los fines requeridos, o puede comprender un ordenador de fines generales activado selectivamente o reconfigurado por un programa informático almacenado en el ordenador.
Los algoritmos y visualizaciones presentados en el presente documento no están relacionados de forma inherente con ningún ordenador u otro aparato en particular. Se pueden usar diversos sistemas de fines generales con programas de acuerdo con las enseñanzas del presente documento, o puede resultar conveniente construir aparatos más especializados para realizar los pasos requeridos del método. La estructura requerida para una variedad de estos sistemas aparecerá en la descripción más adelante.
Las realizaciones de la invención pueden implantarse de muchas formas diferentes, que incluyen, pero de ninguna manera se limitan a, lógica de programa informático para usar con un procesador (por ejemplo, un microprocesador, un microcontrolador, un procesador de señal digital o un ordenador de fines generales), con lógica programable para usar con un dispositivo lógico programable (por ejemplo, una matriz de puertas programables en campo (FPGA) u otro PLD), con componentes discretos, con circuitería integrada (por ejemplo, un circuito integrado de aplicación específica (ASIC)) o con cualesquiera otros medios, incluyendo cualquier combinación de los mismos. En una realización típica de la presente invención, parte o la totalidad del procesamiento de los datos recogidos usando una sonda de OCT, una sonda de FFR, un sistema de angiografía y otros dispositivos de monitorización de formación de imágenes y temas y el sistema basado en procesador se implantan como un conjunto de instrucciones de programas informáticos que se convierten en un formato ejecutable por ordenador, almacenado como tal en un medio legible por ordenador, y ejecutado por un microprocesador bajo el control de un sistema operativo. De este modo, las instrucciones de interfaz de usuario y los activadores basados en la finalización de una retirada o de una solicitud de registro conjunto se transforman, por ejemplo, en instrucciones comprensibles para el procesador adecuadas para generar datos de OCT, identificar regiones calcificadas, realizar el procesamiento de imágenes utilizando diversas y otras características y las realizaciones descritas en el presente documento.
La lógica del programa informático que implanta la totalidad o parte de la funcionalidad descrita anteriormente en el presente documento puede realizarse de diversas formas, que incluyen, pero de ninguna manera se limitan a, una forma de código fuente, una forma ejecutable por ordenador y diversas formas intermedias (por ejemplo, formas generadas por un ensamblador, un compilador, un enlazador o un localizador). El código fuente puede incluir una serie de instrucciones de programas informáticos implantadas en cualquiera de los diversos lenguajes de programación (por ejemplo, un código objeto, un lenguaje de ensamblaje o un lenguaje de alto nivel tal como Fortran, C, C++, JAVA o HTML) para usar con diversos sistemas operativos o entornos operativos. El código fuente puede definir y utilizar diversas estructuras de datos y mensajes de comunicación. El código fuente puede estar en una forma ejecutable por ordenador (por ejemplo, mediante un intérprete), o el código fuente puede convertirse (por ejemplo, mediante un traductor, ensamblador o compilador) en una forma ejecutable por ordenador.
El programa informático puede fijarse en cualquier forma (por ejemplo, en una forma de código fuente, en una forma ejecutable por ordenador o en una forma intermedia) de forma permanente o transitoria en un medio tangible de almacenamiento, como un dispositivo de memoria semiconductor (por ejemplo, RAM, ROM, PROM, EEPROM o RAM programable por flash), un dispositivo de memoria magnética (por ejemplo, un disquete o un disco fijo), un dispositivo de memoria óptica (por ejemplo, un CD-ROM), una tarjeta de PC (por ejemplo, una tarjeta de PCMCIA), u otro dispositivo de memoria. El programa informático puede fijarse de cualquier forma en una señal que sea transmisible a un ordenador utilizando cualquiera de las diversas tecnologías de comunicación, incluyendo, pero de ninguna manera limitándose a, tecnologías analógicas, tecnologías digitales, tecnologías ópticas, tecnologías inalámbricas (por ejemplo, Bluetooth), tecnologías de redes y tecnologías de interconexión de redes. El programa informático se puede distribuir en cualquier forma como un medio de almacenamiento extraíble que se acompaña de documentación impresa o electrónica (por ejemplo, software retractilado), precargado con un sistema informático (por ejemplo, en la ROM o en el disco fijo del sistema) o distribuido desde un servidor o boletín electrónico en el sistema de comunicación (por ejemplo, Internet o la red informática mundial, World Wide Web).
La lógica de hardware (incluyendo la lógica programable para su uso con un dispositivo lógico programable), que implanta la totalidad o parte de la funcionalidad descrita anteriormente en el presente documento, puede diseñarse utilizando métodos manuales tradicionales, o puede diseñarse, capturarse, simularse o documentarse electrónicamente utilizando diversas herramientas, como el diseño asistido por ordenador (CAD), un lenguaje de descripción de hardware (por ejemplo, VHDL o AHDL), o un lenguaje de programación de PLD (por ejemplo, PALASM, ABEL o CUPL).
La lógica programable puede fijarse de manera permanente o transitoria en un medio de almacenamiento tangible, tal como un dispositivo semiconductor de memoria (por ejemplo, RAM, ROM, PROM, EEPROM o RAM programable por flash), un dispositivo de memoria magnética (por ejemplo, un disquete o un disco fijo), un dispositivo de memoria óptica (por ejemplo, un CD-ROM) u otro dispositivo de memoria. La lógica programable puede fijarse en una señal que se puede transmitir a un ordenador utilizando cualquiera de las diversas tecnologías de comunicación, incluyendo, pero sin limitarse a, tecnologías analógicas, tecnologías digitales, tecnologías ópticas, tecnologías inalámbricas (por ejemplo, Bluetooth), tecnologías de redes y tecnologías de interconexión de redes. La lógica programable puede distribuirse como un medio de almacenamiento extraíble con documentación que se acompaña impresa o electrónica (por ejemplo, software retractilado), precargado con un sistema informático (por ejemplo, en la rOm o en el disco fijo del sistema) o distribuido desde un servidor o boletín electrónico en el sistema de comunicación (por ejemplo, Internet o World Wide Web).
A continuación se analizan con más detalle diversos ejemplos de módulos de procesamiento adecuados. Como se usa en el presente documento, el término “módulo" se refiere a software, hardware o soporte lógico inalterable, o firmware, adecuado para realizar una tarea específica de procesamiento o transmisión de datos. En una realización, el término “módulo" se refiere a una rutina de software, a un programa o a otra aplicación residente en memoria adecuada/o para recibir, transformar, filtrar, superponer, generar indicadores, segmentos de línea y otros elementos gráficos y superposiciones, instrucciones de enrutamiento y procesamiento, o diversos tipos de datos tales como datos de OCT, datos de imágenes polares de OCT, mediciones de ROI, imágenes de sección transversal, imágenes polares, datos de IVUS, sombras, tomograma o datos de imagen de región calcificada, datos de delimitación, datos de respuesta de filtro, píxeles, patrones de intensidad y otra información de interés como se describe en el presente documento.
Los ordenadores y sistemas informáticos descritos en el presente documento pueden incluir medios legibles por ordenador asociados operativamente, tales como memoria para almacenar aplicaciones de software utilizadas para obtener, procesar, almacenar y/o comunicar datos. Se puede apreciar que tal memoria puede ser interna, externa, remota o local con respecto a su ordenador o sistema informático asociado operativamente.
La memoria también puede incluir cualesquiera medios para almacenar software u otras instrucciones que incluyen, por ejemplo y sin limitación, un disco duro, un disco óptico, disquete, DVD (disco digital versátil), CD (disco compacto), lápiz de memoria, memoria flash, ROM (memoria de sólo lectura), RAM (memoria de acceso aleatorio), DRAM (memoria dinámica de acceso aleatorio), PROM (ROM programable), EEPrOm (PROM borrable extendida) y/u otros medios legibles por ordenador similares.
En general, los medios de memoria legibles por ordenador aplicados en asociación con las realizaciones de la invención descritas en el presente documento pueden incluir cualquier medio de memoria capaz de almacenar instrucciones ejecutadas por un aparato programable. Cuando sea aplicable, los pasos del método descritos en el presente documento pueden incorporarse o ejecutarse como instrucciones almacenadas en un medio de memoria legible por ordenador o en un medio de memoria. Estas instrucciones pueden ser software incorporado en diversos lenguajes de programación tales como C++, C, Java y/o una variedad de otros tipos de lenguajes de programación de software que pueden aplicarse para crear instrucciones de acuerdo con las realizaciones de la invención.
El término "medio legible por máquina" incluye cualquier medio que sea capaz de almacenar, codificar o llevar un conjunto de instrucciones para su ejecución por la máquina y que haga que la máquina realice una o más de las metodologías de la presente divulgación. Si bien el medio legible por máquina se muestra en una realización de ejemplo como un solo medio, el término "medio legible por máquina" debe tomarse en el sentido de incluir un único medio o múltiples medios (por ejemplo, una base de datos, una o más bases de datos centralizadas o distribuidas y/o cachés y servidores asociados) que almacenan el uno o los más numerosos conjuntos de instrucciones.
Debe entenderse que las figuras y descripciones de la divulgación se han simplificado para ilustrar elementos que son relevantes para una comprensión clara de la divulgación, al tiempo que se eliminan, a fin de preservar la claridad explicativa, otros elementos. El técnico en la técnica reconocerá, sin embargo, que estos y otros elementos pueden ser deseables. Sin embargo, debido a que tales elementos son bien conocidos en la técnica, y porque no facilitan una mejor comprensión de la divulgación, no se proporciona un análisis de tales elementos en el presente documento. Debe apreciarse que las figuras se presentan con fines ilustrativos y no como dibujos de construcción. Los detalles omitidos y las modificaciones o realizaciones alternativas están dentro del alcance del experto en la técnica.
El uso de títulos y secciones en la solicitud no pretende limitar la divulgación; cada sección puede aplicarse a cualquier aspecto, realización o característica de la divulgación.
En toda la solicitud, cuando se describe que las composiciones tienen, incluyen o comprenden componentes específicos, o cuando se describen procesos que tienen, incluyen o comprenden pasos específicos de proceso, se contempla que las composiciones de las presentes enseñanzas también constan esencialmente de, o consisten en los componentes enumerados, y que los procesos de las presentes enseñanzas constan también esencialmente de, o consisten en, los pasos enumerados del proceso.
En la solicitud, donde se dice que un elemento o componente está incluido y/o seleccionado de una lista de elementos o componentes enumerados, debe entenderse que el elemento o componente puede ser cualquiera de los elementos o componentes enumerados, y que puede seleccionarse de un grupo que consta de dos o más de los elementos o componentes enumerados. Además, debe entenderse que los elementos y/o las características de una composición, un aparato o un método descritos en el presente documento pueden combinarse de una variedad de maneras sin apartarse del espíritu y alcance de las presentes enseñanzas, ya estén explícitas o implícitas en el presente documento.
El uso de los términos "incluyen", "incluye", "incluyendo", "tienen", "tiene" o "teniendo" debe entenderse en general como abierto y no limitante a menos que se indique específicamente lo contrario.
El uso del singular en el presente documento incluye el plural (y viceversa) a menos que se indique específicamente lo contrario. Lo que es más, las formas singulares "un", "una", “uno”, “la” y "el" incluyen formas plurales a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Además, cuando el uso del término "aproximadamente" está antes de un valor cuantitativo, las presentes enseñanzas también incluyen el valor cuantitativo específico en sí, a menos que se indique específicamente lo contrario. Como se usa en el presente documento, el término "aproximadamente" o "substancialmente" se refiere a un ± 10% de variación con respecto al valor nominal.
Debe entenderse que el orden de los pasos o el orden para realizar ciertas acciones es irrelevante mientras las presentes enseñanzas sigan siendo operativas. Lo que es más, se pueden conducir dos o más pasos o acciones simultáneamente.
Cuando se proporciona una gama o una lista de valores, cada valor intermedio entre los límites superior e inferior de esa gama o lista de valores se contempla individualmente y se engloba dentro de la divulgación como si cada valor se enumerara específicamente en el presente documento. Además, se contemplan y abarcan dentro de la divulgación gamas más pequeñas y que incluyen los límites superior e inferior de la gama dada. La lista de valores o gamas ejemplares no es una renuncia a otros valores o gamas entre los límites superior e inferior, inclusive, de una gama dada.
La invención está definida por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un método para identificar regiones de interés en un vaso sanguíneo, comprendiendo el método los pasos de: proporcionar datos de imágenes de OCT del vaso sanguíneo;
aplicar una pluralidad de filtros de detección de borde diferentes a los datos de imagen de OCT para generar una respuesta de filtro para cada filtro de detección de borde, en el que la pluralidad de filtros de detección de borde diferentes incluye un filtro de detección de borde horizontal y un filtro de detección de borde vertical, y en el que el filtro de detección de borde vertical comprende un filtro de detección de borde izquierdo y un filtro de detección de borde derecho;
identificar, usando uno o más módulos de procesamiento de datos, en cada respuesta de filtro de detección de borde, cualesquiera máximos de respuesta, representando, los máximos de respuesta locales, los bordes detectados;
combinar los máximos de respuesta para cada respuesta de filtro de detección de borde mientras se mantiene la relación espacial de los máximos de respuesta, para crear, por ello, datos de imagen de OCT filtrados de borde; analizar, usando uno o más módulos de procesamiento de datos, los datos de imagen de OCT filtrados de borde para identificar una región de interés, definiéndose la región de interés como un grupo local de máximos de respuesta tanto para el filtro de detección de borde horizontal como para el filtro de detección de borde vertical; donde la región de interés corresponde a una región calcificada; y
representar visualmente una representación de la región calcificada.
2. El método de la reivindicación 1, en el que los filtros de detección de borde se basan en derivadas gaussianas.
3. El método de la reivindicación 1, en el que los datos de imagen de OCT se formatean en el espacio polar o comprenden una imagen polar.
4. El método de la reivindicación 1, en el que los datos de imagen de OCT se formatean en el espacio cartesiano o comprenden una imagen en sección transversal.
5. El método de la reivindicación 1, en el que el filtro de detección de borde horizontal comprende un filtro de borde superior y un filtro de borde inferior.
6. El método de la reivindicación 1, en el que los máximos locales se determinan comparando las respuestas del filtro con un umbral predeterminado.
7. El método de la reivindicación 1, en el que los filtros comprenden al menos un filtro de borde superior, un filtro de borde izquierdo y un filtro de borde derecho.
8. El método de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:
representar un modelo bidimensional o tridimensional del vaso sanguíneo en base a los datos de OCT filtrados de borde para una pluralidad de tomogramas de imagen de OCT y las regiones de interés,
en el que el modelo es una representación longitudinal tridimensional del vaso sanguíneo, incluyendo, el modelo, un gráfico para indicar una longitud de arco de la región de interés, comprendiendo, el gráfico, un anillo coaxial con el vaso sanguíneo con el vaso sanguíneo que se extiende a través del anillo, teniendo, el anillo, un primer indicador, proporcional a la longitud del arco de tejido sano, y un segundo indicador, proporcional a la longitud del arco de la región de interés.
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