CN102525520A - 医学成像系统的同步 - Google Patents
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Abstract
本发明名称为“医学成像系统的同步”。本发明涉及一种在介入成像中，用于同步第一连续数据和第二连续数据的同步方法，数据代表患者感兴趣区域并且已由分离的医学系统采集以及进一步对应于所述感兴趣区域上两种不同类型的信息，该方法包括一步骤，其用于关于代表患者生理活动的两个信号使数据彼此对齐，信号已通过医学系统、在用于数据采集的公共时标上进行了记录。
Description
技术领域
本发明涉及医学成像领域。本发明尤其涉及由医生在患者治疗过程期间使用的数据(特别是图像)的处理。
背景技术
为了冠状动脉疾病的诊断和治疗，需要分析脉管外形。
为此目的，医生将手术器械引导并部署在患者的脉管系统中，并同时辅以医学成像系统。
所述医学成像系统允许代表患者脉管系统和手术器械的二维图像(2D)的采集、处理和实时可视化。在这些图像的帮助下，医生能够将器械引导进入脉管系统内。
为了诊断，需要探测诸如狭窄(stenosis)(血管的异常变窄)的缺陷。
为此，或者为医生提供已经注射对比剂的、患者的感兴趣区域的放射图像，或者为医生提供从脉管内传感器递送的放射图像或者从所述传感器得到的其他数据。
有利的是同时提供上述数据，这样医生能够具有对脉管内侧的概览或详细信息，也能够具有全貌图以帮助引导传感器。
于是产生了同步这两种类型的数据项的问题：那些由医学成像系统递送的以及那些由脉管内传感器递送的。
这些不同的数据项有效地得自具备不同采集速率的两个分离的成像系统。
发明内容
本发明允许由分离的成像系统递送的医学数据的同步。
根据第一方面，本发明涉及一种用于同步第一连续数据和第二连续数据的介入成像方法，这些数据代表患者感兴趣区域并且已由分离的医学系统采集，数据进一步对应于所述感兴趣区域上两种不同类型信息，该方法包括一步骤，其用于关于代表患者生理活动的两个信号对齐不同数据，信号已通过医学系统在采集数据的公共时标上进行了记录。
根据本发明的第一方面的方法的其它特征如下：
-连续数据为连续图像，其中可对患者的感兴趣区域进行可视化；
-对齐步骤包括同步代表生理活动的信号，以确定信号间的时间移位；
-代表生理活动的信号的同步包括：使代表患者生理活动的、对应于每个数据集的信号相关，信号之间的移位对应于最大相关性；
-对齐步骤进一步包括施加确定的时间移位到相对另一个数据集偏移的数据的采集时间；
-代表患者生理活动的信号是患者的心脏运动或呼吸运动；
-代表患者生理活动的信号部分地或完全地由非周期外部信号进行调制，该非周期外部信号由位于一个或其他医学系统之外的源来生成；
-由脉管内图像传感器的采集而得到的第一数据集，以及由X射线医学成像系统的采集而得到的第二图像集-这些数据是图像；
-它包括显示来自不同数据系统的数据集的步骤，这些数据集彼此对齐。
-它包括采用第一公共时标以通过第一医学系统采集代表患者生理活动的信号和第一数据集的步骤，以及采用第二公共时标以通过第二医学系统采集代表患者生理活动的信号和第二数据集的步骤。
根据第二方面，本发明涉及计算机程序和机器指令，以实现根据本发明第一方面的方法。
根据第三方面，本发明涉及连接到至少两个医学成像系统的处理单元，该处理单元包括用以实现根据本发明第一方面的方法的装置。
附图说明
本发明的其它特性和优点通过下文的描述将更为明显，该描述仅仅是说明性的而非限制性的，并且需要结合以下附图来阅读，在附图中：
-图1中示出了用以采集患者感兴趣区域图像的两个医学成像系统；
-图2中示出了患者感兴趣区域的放射成像；
-图3中示出了脉管内成像传感器递送图像；
-图3a和3b分别示出了由本发明的分离成像系统递送的、代表患者生理活动的信号；
-图4示出了依照本发明基于同步信号的图像同步；
-图5示出了使用根据本发明的方法彼此对齐的图像。
-图6a和6b示出了根据本发明的方法的步骤。
具体实施方式
图1示出两个分离的医学系统10，20。
例如，第一系统和第二系统10、20是医学成像系统。在该情况下，例如第一医学成像系统10允许对注射了对比剂的患者(未显示)感兴趣区域11的放射图像的采集。
所述成像系统10例如包括X射线源和面对源设置的探测器，源和探测器通过C臂相连。该探测器可以为半导体图像传感器，例如包括在非晶硅的晶体管/光电二极管阵列上的碘化铯磷。其他适宜探测器为：CCD传感器，将X射线直接转换为数字信号的直接数字探测器。
第二医学成像20包括例如脉管内探针21，预期插入到感兴趣区域的动脉中。该探针包括用于采集图像或者例如温度的脉管简单局部特性的传感器。
在这方面，存在不同类型探针。通常，医生将探针21引导进入到患者感兴趣区域中。
系统10、20各包括设备12、22，用以采集代表患者生理活动的信号。通过患者生理活动来表示：患者的心跳或者呼吸运动。
有利地，用于采集代表患者生理活动的信号的设备允许对相同信号类型的采集。
另一方面，用于采集代表患者生理活动的信号的设备没有被类似的调节，它们具有不同的采集速率。
医学系统分别包括控制单元13、23和存储单元14、24。
对于第一医学成像系统10，控制单元13用于例如控制C臂的位置以及图像采集的多种参数。
对于第二医学系统20，控制单元23用于例如控制图像或数据采集的多种参数。
控制单元13，23可包括读取器设备(未显示)，例如磁盘读取器，CD-ROM，DVD-ROM读取器，或连接端口(用以从例如磁盘、CD-ROM、DVD-ROM或USB闪存驱动器或更通常的任何可移除存储器介质，以及通过网络连接的指令介质(未显示)中读取处理方法的指令)。
存储单元14、24允许对采集的图像/数据进行存储以及对由每个系统10，20递送的代表患者生理活动的信号进行存储。
每个医学系统10，20可进一步包括显示单元(未显示)。可为两个图像系统提供单个显示单元。
显示单元例如是计算机显示器，监视器，平面屏幕，等离子屏幕或任何其他已知类型的显示设备。
最后，为达到将两个医学系统递送的图像进行对齐，得自每个系统10，20的数据以及代表患者生理活动的信号被传送到处理单元30。该处理单元30例如为至少一个处理器，至少一个微型控制器，至少一个可编程逻辑控制器，至少一个专用集成电路，其他可编程电路，或包括例如工作站的计算机的其它设备。
作为变形，处理单元30可具有读取器设备(未显示)例如磁盘读取器，CD-ROM，DVD-ROM读取器，或连接端口(用以从例如磁盘、CD-ROM、DVD-ROM或USB闪存驱动器或更通常的任何可移除存储器介质，以及通过网络连接的指令介质(未显示)中读取处理方法的指令)。
从每个存储单元14，24到处理单元30的转换可通过计算机网络、通过有线或无线连接而发生。
同步方法
图2示出了患者感兴趣区域的图像。在该图像中，可观察到脉管200中已插入图像传感器201。第一数据集包括这种类型的连续图像：患者感兴趣区域的图像。
图3示出了由图像传感器201在例如图2所示位置采集的脉管200内的图像。第二数据集包括这种类型的连续图像。通常，图像传感器201能够采集不是图像的数据。此目的在于使得自第一医学成像系统的图像和得自传感器201的数据重合。
得自医学系统的数据是分别在相应采集阶段期间以第一采集速率和第二采集速率或第一时标和第二时标采集的Acq1、Acq2。这里采集的数据Acq1、Acq2可为可变类型，并且也可以只是单维度信号、或2维(2D)或3维(3D)数据。采集阶段也不必须相同。每个医学系统还记录一个或多个生理信号，且每个系统能独自按照其自身时标定位生理信号的记录。
因此，对于每个医学系统，在生理信号记录的相同速率或公共时标上采集数据。
附于两个数据集的生理信号的记录间隔必须重叠，使得两个数据集可能同步。
对于给定医学系统，可能通过代表患者生理活动的信号瞬时来对齐图像/数据项。
处理单元30允许得自不同医学系统的数据集的同步。
为此，在对齐步骤Ec期间，代表患者生理活动的信号能引起重合。
图4示出了代表患者生理活动的两个信号。信号401(上)是由第一医学系统采集的信号，信号402(下)是由第二医学系统采集的信号。
在该附图中，这些代表图像由两个医学成像系统采集的图像，数据为图像。
此外，图像的采集时间指示为：在时间t1采集第一组合的图像
在时间t2采集第一组合的图像
在时间t′1采集第二组合的图像
在时间t′2采集第二组合的图像
在时间t′3采集第二组合的图像
在时间t′4采集第二组合的图像
取决于使用的医学系统，采集在几秒中内发生，以及在某些情况下可达到大于30秒。
可以确定的是，代表患者生理活动的信号尽管得自相同的源，但不具有相同的原点。
采集不是在相同的时间开始：t＝0对于一个，而t’＝0对于另一个。
因此在这两者之间存在时间移位Δt，必须要确定这个时间移位以对不同采集时间获得一个相同的原点。
因此，对齐步骤包括将通过每个医学系统递送的、代表患者生理活动的信号进行同步。
为了同步这些信号，可能通过校正进行处理以确定两信号之间的任何时间移位Δt。
一旦完成同步，由于每个数据项可以通过与描述患者生理活动的信号有关的时标来定位，因此可能对齐数据项。
对患者生理活动的同步允许对所有数据获得单个时间参考。
对于图像数据，图像之间的所述对齐使得脉管内图像传感器的位置与位于此处的脉管图像相联系。
如上所述，可能将例如温度的数据项与脉管内传感器的精确位置相联系。
因此，给医生同时提供了两个数据项，因为已经同时显示了对齐的数据项。
图5示出了与代表患者生理活动信号(这里的信号是由第二医学成像系统采集的)对齐的得自两个数据集的图像。
为了显示，Aff，提供了在第一行上用于显示感兴趣区域图像、第二行上代表患者生理活动的信号以及第三行上脉管内侧的图像。
在这种方式下，对应于代表患者生理活动的同步信号作为所有图像的时间参考。
为了对齐数据，可能通过得自外部源的非周期信号来调制代表患者生理活动的信号。对每个生理信号的采集采用相同的非周期信号。
这种非周期本质便于信号间的校正，以确定从不同的成像系统递送的信号之间的任何时间移位。
上文中描述的方法可应用于更多数量的医学系统，并且在此情况下多个同步是可能的。
计算机程序
上文中描述的方法可有利地以包含实施上述方法的机器指令的计算机程序的方式来实现。
配件表
图1
10医学系统
11感兴趣区域
12采集信号的设备
13控制单元
14存储单元
20医学系统
21脉管内探针
22采集信号的设备
23控制单元
24存储单元
30处理单元
图2
200脉管
201图像传感器
图3
300由脉管内图像传感器递送的图像
图4
401第一医学系统采集的图像
402第二医学系统采集的图像
图5
图6A
Acq1，Acq2采集的数据
Ec对齐步骤
Aff.显示步骤
图6B
Ec1同步代表生理活动的信号，以确定不同信号之间的时间移位
Ec2将确定的时间移位施加到数据集的采集时间
Claims (12)
1.一种在介入成像中用于同步第一连续数据和第二连续数据的方法，所述数据代表患者感兴趣区域，并已由分离的医学系统采集以及进一步对应于所述感兴趣区域上的两种不同类型的信息，所述方法包括对齐步骤(Ec)，以使得关于代表所述患者生理活动的两个信号匹配数据，所述信号已通过所述医学系统、在用于数据采集的公共时标上进行了记录。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，连续数据是连续图像，其中可对所述患者的所述感兴趣区域进行可视化。
3.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其中，所述对齐步骤(Ec)包括同步(Ec1)代表生理活动的所述信号，以确定所述信号之间的时间移位。
4.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其中，代表生理活动的所述信号的所述同步(Ec1)包括：使代表所述患者生理活动的、对应于每个数据集的所述信号相关，所述信号之间的所述时间移位对应于最大相关性。
5.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其中，所述对齐步骤(Ec)进一步包括将所确定的时间移位施加(Ec2)到从所述数据集到另一个数据集偏移的采集时间。
6.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其中，代表所述患者生理活动的所述信号是所述患者的心脏运动或呼吸运动。
7.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其中，代表所述患者生理活动的所述信号部分地或完全地由外部非周期信号进行调制，所述外部非周期信号由位于一个或其他所述医学系统之外的源来生成。
8.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其中，第一数据集的数据得自脉管内图像传感器的采集，以及其中第二数据集的数据得自X射线医学成像系统的采集，所述数据是图像。
9.根据前述权利要求的任一项所述的方法，包括显示步骤(Aff.)，以显示彼此对齐的、所述不同数据集的数据。
10.根据前述权利要求的任一项所述的方法，包括：在第一公共时标上的、通过第一医学系统采集的代表所述患者生理活动的信号和第一数据集的采集步骤(Acq1)，和在第二公共时标上的、通过第二医学系统采集的代表患者生理活动的信号和第二数据集的采集步骤(Acq2)。
11.计算机程序，其特征在于，它包括用于实现根据前述权利要求的任一项所述的方法的机器指令。
12.连接到至少两个医学成像系统的处理器单元，包括实现根据权利要求1-10的任一项所述的方法的装置。
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