CN107847135B - 血管内成像系统界面和支架检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明部分地涉及血管内的支架位置的基于计算机的可视化。可以使用血管内数据使支架可视化且随后将该支架显示为支架撑杆或支架的多个部分，作为一个或多个图形用户界面(GUI)的一部分。在一个实施方式中，该方法包括针对给定帧邻区使用角度支架撑杆信息的合并来区分一个或多个带支架的区域与背景噪声的步骤。GUI可以包括使用距离测量以及划分一个或多个实际的带支架的区域所生成的血管的视图，这提供带支架的区域的可视化。本发明还涉及血管内诊断信息(诸如指标)的显示。可以生成指标并将该指标与使用血管内数据收集系统所生成的图像一起显示。指标可以包括适合于指示诊断信息(诸如支架信息)的一个或多个可视的图形元素。

Description

血管内成像系统界面和支架检测方法

相关申请

本申请要求在2015年5月17日递交的美国临时专利申请No.62/162,795、在2015年7月25日递交的美国临时专利申请No.62/196,997、在2016年4月14日递交的美国临时专利申请No.62/322,578、以及在2015年12月18日递交的美国专利申请No.14/975,516的优先权和权益，上述专利申请的全部内容通过引用并入在本文中。

技术领域

本发明总体涉及血管内测量和特征检测以及相关的诊断方法和设备。

背景技术

冠状动脉疾病在全世界是死亡诱因之一。更好地诊断、监控、和治疗冠状动脉疾病的能力可以在挽救生命上至关重要。血管内光学相干断层摄影术(Optical CoherenceTomography，OCT)为基于导管的成像模式，其使用光窥视到冠状动脉壁中且生成其图像用以研究。利用相干光、干扰量度法和微光学，OCT可以提供在患病血管内的、具有微米级分辨率的视频速率的体内断层摄影术。使用光纤探针以高分辨率查看亚表层组织结构使OCT尤其对于内部组织和器官的微创成像是有用的。利用OCT可能进行的该级别的细节允许临床医生诊断以及监控冠状动脉疾病的进度。OCT图像提供冠状动脉形态的高分辨率视觉且可以单独使用或与其它信息组合使用，该其它信息诸如血管造影数据和帮助诊断和计划(诸如支架输送计划)的患者数据的其它来源。

患者身体的多个部分的OCT成像为医生和其他人提供有用的诊断工具。例如，由血管内OCT对冠状动脉的成像可以显现变窄或狭窄的位置。该信息帮助心脏病专家在侵入性冠状动脉搭桥手术与微创的基于导管的过程(诸如血管成形术或支架输送)之间进行选择。尽管是受欢迎的选择，但是支架输送具有其自身相关联的风险。

支架为通常由网丝形成的管状结构。支架可以被插入血管中且被扩展以对抗收缩血流的狭窄状况。支架通常由金属或聚合物模架制成。可以借助导管将支架部署到狭窄的位点。在心血管手术期间，可以借助引导丝通过导管将支架输送到狭窄位点且使用气球使支架展开。通常，使用预设压力使支架展开以加大狭窄血管的内腔。可以组合或单独使用血管造影系统、血管内超声系统、OCT系统来促成支架输送计划和支架部署。

在部署支架时存在影响病人治疗成效的多个因素。在一些过程中，应当将支架扩展到对应于相邻健康血管区段的直径的直径。支架过度扩展可能对血管造成严重损害，使该血管易于分解、脱落、和壁内出血。扩展不足的支架可能不适当地使血管扩展。如果支架的多个部分未接触血管壁，则血栓症的风险可增大。充气不足的或贴壁不良的支架可能无法恢复正常流动。一旦支架被安装，则支架贴壁不良和支架的扩展不足可导致各种问题。

存在与支架植入及相关过程相关联的其它挑战。使用血管造影系统使相对于血管壁的支架部署可视化对通过检查从事具有挑战性。另外，手动地复查血管造影图像以基于每个图像确定支架位置也是易于出错的。

另外，在部署支架之后，临床医生可以使治疗部位成像以确认支架已被合适地部署。然而，由例如未清洁的血细胞引起的背景噪声可以在OCT图像数据中随着支架撑杆而出现，使得难以准确地检测支架。有时，临床医生可以识别带支架的区域，但是需要用户干预导致显著变化、遭受用户误差、以及显著增大过程的长度。另外，不同的支架可以具有不同的几何形状和网格图案，这可使其评估复杂化。

本发明解决了这些挑战和其它挑战。

发明内容

部分地，本发明涉及可用于计划支架输送或以其它方式生成和显示感兴趣的诊断信息的血管造影和血管内数据收集系统，诸如OCT和/或IVUS。本发明还涉及各种指标的生成和这些指标相对于图像数据的显示的集成。作为示例，纵向指标(诸如贴壁(apposition)条)可以单独使用或与支架撑杆指标共同使用，以及叠加在与血管内数据集融合(co-registered)的血管造影帧上，该血管内数据集诸如用于诊断过程(诸如支架计划)的一组OCT扫描线或相对于其生成的图像。

部分地，在一个实施方式中，本发明涉及用于将应用于血管内数据集的数据分析的结果显示给血管内数据收集系统和血管造影系统的用户的系统和方法。部分地，本发明描述了图形用户界面(Graphic User Interface，GUI)，该GUI提供用户界面和可应用于血管的一个或多个生成图像或血管造影图像的图形数据表示，从而感兴趣的区域(诸如支架贴壁的区域等)易于在OCT和血管造影图像上找到和理解。

部分地，本发明涉及数据收集系统，诸如适合于用在导管室中的血管内数据收集系统，诸如光学相干断层摄影系统。部分地，本发明涉及包括适合于显示血管内图像数据的处理器的数据收集系统。所显示的图像数据包括基于深度测量所生成的数据或图像。在一个实施方式中，使用光学相干断层摄影术生成图像数据。该系统也可以显示用户界面，该用户界面用于显示血管内信息，诸如以每个支架撑杆为基础的在纵向模式下关于支架贴壁不良的数据或具有对应于支架、无支架、或针对血管内的一个或多个支架可能感兴趣的支架贴壁等级的区域的条。

一个或多个指标(诸如纵向指标，作为非限制性示例)可以响应于支架检测处理和内腔边界检测而生成且相对于血管造影、OCT和IVUS图像来显示。这些可以被用户查看以计划支架输送以及通过复查具有感兴趣的相关指标的融合的OCT图像和血管造影图像来扩充或调整支架输送。部分地，本文中所描述的系统和方法涉及通过用指标(诸如散列值、着色区、或其它视觉指标)代替缺失数据的区域来避免或减小数据误解的可能性的方法。采用该方式，通知终端用户数据何时缺失，而非将黑色区域误解为阴影或侧支。因此，缺失数据区域被编码有指标，该指标防止该区域被误解为侧支、支架、或诊断医生感兴趣的其它特征。在一个实施方式中，该方法可以包括如下步骤：在图形用户界面上显示支架撑杆的标记以及在血管内图像中显示指示一个或多个区域的标记，其中，数据不可用于显示。在一个实施方式中，显示贴壁条使得其为独立的血管内视图，从而当不存在包含指标或支架的图像时显示贴壁条。在一个实施方式中，本发明涉及与支架区域对齐的贴壁条，该支架区域包括定位的支架撑杆，其中，该贴壁条与旋转无关或为持续的。

部分地，本发明涉及在使用探针获得的血管内数据集的背景下的支架检测和阴影检测，例如，该探针诸如光学相干断层摄影探针或血管内超声探针。

部分地，本发明涉及用于在OCT图像数据中投射的阴影内精确地识别金属支架撑杆偏移或位置的系统和方法。支架撑杆检测的方法可以包括：访问多帧的血管内成像数据，所述多帧包括光学相干断层摄影(OCT)扫描线；识别对应于候选支架撑杆的阴影区域；识别对应于候选支架撑杆阴影区域的扫描线以生成候选撑杆阴影扫描线；以及分析所述候选撑杆阴影扫描线以识别支架撑杆的位置。

支架撑杆检测的方法还可以包括：存储多帧的血管内成像数据；在所述多帧的第一帧组中检测支架撑杆；在所述第一帧组中检测一个或多个阴影区域，其中，所述阴影区域中的一者或多者与检测的支架撑杆相邻；以每个阴影区域为基础确定给定的阴影区域是否为导丝引发区域或侧支引发区域，以生成一组候选支架撑杆阴影区域，其中，每个候选支架撑杆阴影区域包括阴影边界；以及在所述阴影边界内识别候选支架撑杆阴影区域的扫描线。

本发明的方法可以包括附加步骤或特征。例如，这些方法可以包括通过消除对应于非支架特征的阴影区域来识别对应于候选支架撑杆的阴影区域。非支架特征可以选自例如由如下项构成的组：导丝、侧支、及其组合。

这些方法可以包括消除包含来自内腔像素的溢出的候选撑杆阴影扫描线。这些方法可以包括通过求和跨越候选撑杆阴影扫描线、或这些扫描线的一部分或样本的信号响应来确定跨越各个候选撑杆阴影扫描线的投影。这些方法可以包括在投影中识别高达三个局部极大值。

这些方法可以包括基于峰值信号强度对局部极大值分级以生成峰值分数。该分级可以为顺序分级，其中，具有较高峰值信号强度的局部极大值接收较高峰值分数。

这些方法可以包括基于与血管壁的邻近度对局部极大值分级以生成邻近度分数。该分级可以为顺序分级，其中，较靠近血管壁的局部极大值接收较高邻近度分数。这些方法可以包括将贴壁不良分数分配给每个局部极大值。贴壁不良分数可以为二进制，其中，贴壁不良的局部极大值接收为零的分数。

这些方法可以包括对峰值分数、邻近度分数、和贴壁不良分数求和，其中，具有最高总分数的局部极大值被指定为支架撑杆的位置。

这些方法可以包括：识别对应于候选支架撑杆的多个阴影区域；识别对应于每个候选支架撑杆阴影区域的扫描线；以及在每个候选支架撑杆阴影区域内识别支架撑杆的位置。这些方法可以包括执行交叉帧分析以跨越多个光学相干断层摄影(OCT)成像帧验证指定的支架撑杆。

部分地，本发明涉及血管内数据收集系统和血管造影系统以及在上述项中的两者或更多者之间的数据交换，以及诸如指标等诊断信息的生成和显示。可以生成和显示一个或多个指标，诸如通过将这类指标与使用血管内数据收集系统生成的图像重叠或以其它方式组合。这些指标可以包括纵向的、截面的、和其它指标类型，诸如适合于指示感兴趣的诊断信息的一个或多个指标或图形元素。指标可以用于在支架输送计划和其它动作期间指导用户。本发明还涉及在使用探针获得的血管内数据集的背景下的支架检测和阴影检测，例如，该探针诸如光学相干断层摄影探针或血管内超声探针。

本发明部分地涉及血管内的支架位置的基于计算机的可视化。可以使用OCT数据使支架可视化且随后将该支架显示为支架撑杆或支架的多个部分，作为一个或多个图形用户界面(GUI)的一部分。显著地，本发明提供区分一个或多个带支架的区域与背景噪声的算法。GUI可以包括血管的使用OCT距离测量以及划分一个或多个实际的带支架的区域所生成的一个或多个视图，这提供带支架的区域的可视化。

在一个实施方式中，本发明涉及拉回中的一个或多个支架区域的自动检测。在一个实施方式中，使用OCT、IVUS或其它血管内疗法在拉回期间收集数据。在一个实施方式中，本发明涉及在给定拉回中的一个或多个支架的自动检测以及从多帧去除假阳性撑杆检测而不作为支架的部分。本文中所描述的一些实现方式的一个目标是在给定拉回中自动地检测一个或多个支架的开始帧和结束帧而无用户输出。该算法使用角度度量标准作为阈值以及使用按帧的撑杆检测来确定哪个帧属于支架以及哪个位于支架区域之外。

多帧处理算法自动地基于在单帧步骤期间检测的撑杆而在拉回中检测一个或多个支架。在该步骤中，引进交叉帧信息以识别属于特定支架且在无支架区域中清除假阳性的该组帧。在一个实施方式中，该方法包括如下步骤：去除在识别引导导管的位置之后确定的引导导管帧中的任何检测。

在一个实施方式中，角度覆盖的一维图被用作用于从无支架区域过滤带支架的区域的代理或阈值。如果一帧不具有预期配置，则角度覆盖将很低且被理解为支架的边缘。该一维图用于合并来自作为局部邻区的一个相邻帧的数据。在一个实施方式中，在多帧邻区中的所有撑杆一起来计算覆盖度量标准。针对在每帧中检测的每个撑杆来测量角度。在多帧算法(诸如此类)中，使用用于在固定邻区上的撑杆的组合集的角度位置。在一个实施方式中，该方法组合检测的撑杆以创建超帧且然后在该超帧上执行覆盖分析/对于支架的过滤。

在一个实施方式中，尽管使用来自帧k附近的邻区的撑杆来计算最大角度间隙和角度覆盖度量标准，但是这些撑杆被分配给帧k，因为这是集中邻区窗口的位置。在一个实施方式中，角度度量标准阈值以每帧为基础，邻区为当前帧之前的一帧和当前帧之后的一帧。在一个实施方式中，在正在审查的一帧的任一侧的邻区中的帧的数量可以非限制地包括多帧。

在一个实施方式中，针对在每帧中检测的每个撑杆测量角度。在多帧算法实现方式中，使用用于在固定邻区上的撑杆的组合集的角度位置。在一个实施方式中，相对于本文中所描述的角度度量标准阈值处理帧邻区，然后使用该阈值执行“在带支架的区域中的信号”的过滤过程。在一个实施方式中，邻区包括两帧。在一个实施方式中，邻区包括三帧。在一个实施方式中，邻区包括两帧或更多帧。

在一个实施方式中，本发明涉及一种编码有多个处理器可执行指令的非暂时性机器可读存储介质，这些指令用于执行检测血管中的带支架的区域的方法，这些指令包括用于执行本文中所描述和所绘制的步骤中的一个或多个步骤的处理器指令。

本发明部分地涉及一种检测血管中的带支架的区域的方法。所述方法可以包括如下步骤：接收用于带支架血管的光学相干断层摄影数据，所述光学相干断层摄影数据包括多个图像帧；将所述光学相干断层摄影数据存储在血管内数据收集系统的存储设备中；分析所述多个图像帧以基于每帧识别支架撑杆；划分识别的支架撑杆的角度偏移以在所述多个图像帧的帧邻区上创建合并的角度间隙数据；以及在所述帧邻区中确定任意两个相邻撑杆之间的最大角度间隙。

所述方法可以包括如下特征中的一者或多者。所述方法可以包括：如果所述最大角度间隙小于阈值角度间隙，则将所述帧分类为包含支架的帧。

所述方法可以包括：通过识别包含小于阈值角度间隙的最大角度间隙的相邻帧的集群来识别包含支架的区域。

所述方法可以包括：针对所述带支架血管确定质心值以及针对帧k计算相对于所述血管质心的所述最大角度间隙。根据公式

使用对于给定帧k的所述最大角度间隙θ_max,k计算对于帧k的角度间隙度量标准Ψ_k。更接近1的角度间隙度量标准指示所述包含支架的帧。

所述方法可以包括：如果所述角度间隙度量标准大于阈值角度间隙(例如，大约0.25至大约0.65)，则将所述帧分类为包含支架的帧。

所述方法可以包括：针对帧k和至少一个相邻帧k+1，计算所述角度间隙度量标准。所述方法可以包括：针对连续的相邻帧，迭代地计算所述角度间隙度量标准。

所述方法可以包括：重复所述方法的所述步骤中的一个或多个步骤以顺序地分类所述光学相干断层摄影数据中的多个帧。所述方法可以包括：如果对于给定帧的所述角度间隙度量标准大于阈值角度间隙，则顺序地将多帧分类为包含支架的帧。所述方法可以包括：将相邻的包含支架的帧聚集为包括第一帧和最后一帧的带支架的区域。所述方法可以包括：如果邻近所述第一帧的帧具有低于所述阈值角度间隙的角度间隙度量标准，则终止所述带支架的区域的第一端。

所述方法可以包括：如果邻近所述最后一帧的帧具有低于所述阈值角度间隙的角度间隙度量标准，则终止所述带支架的区域的第二端。本发明还部分地涉及一种检测带支架血管中的带支架的区域的方法。所述方法可以包括如下步骤：使用血管内成像系统存储所述血管的一个或多个血管内图像数据集，每个血管内数据集包括多个帧；使用血管内成像系统存储所述血管的一个或多个血管内图像数据集，每个血管内数据集包括多个帧；限定邻区，所述邻区包括帧k以及在帧k附近的一个或多个帧；通过组合在所述邻区的所有帧上检测到的所有撑杆来确定对于帧k的角度间隙；以及使用确定的所述角度间隙生成关于帧k的角度覆盖度量标准Ψ_k。

所述角度覆盖度量标准为

的形式，其中，θ_max,k为相邻撑杆之间的最大角度间隙。

所述方法可以包括：如果对于给定帧的所述角度覆盖度量标准大于阈值角度间隙，则顺序地将多帧分类为包含支架的帧。本发明还部分地涉及一种用于检测一个或多个带支架的区域的血管内成像系统的基于可编程处理器的计算设备。所述基于可编程处理器的计算设备可以包括：用于接收血管内成像数据的一个或多个数据访问通道；以及与所述一个或多个数据访问通道电通信的处理器和相关联的存储器。

在一个实施方式中，所述处理器被编程为：使用血管内成像系统存储所述血管的一个或多个血管内图像数据集，每个血管内数据集包括多个帧；限定邻区，所述邻区包括帧k以及在帧k附近的一个或多个帧；通过组合在所述邻区的所有帧上检测到的所有撑杆来确定对于帧k的角度间隙；使用确定的所述角度间隙生成关于帧k的角度覆盖度量标准Ψ_k；以及如果对于给定帧的所述角度覆盖度量标准大于阈值角度间隙，则将多帧分类为包含支架的帧。

在一个实施方式中，本发明涉及检测最大支架贴壁不良距离，该最大支架贴壁不良距离被定义为支架撑杆的表面与在支架的整个长度上的血管壁之间的最宽分离。需要该距离的最小化(尤其对于药物涂层支架)以确保该支架稳固地附着到血管壁以及确保该支架提供足够的径向支撑来防止血管的塌陷。

在一个实施方式中，本发明涉及检测最大支架贴壁不良距离，该最大支架贴壁不良距离被定义为支架撑杆的表面与在支架的整个长度上的血管壁之间的最宽分离。需要该距离的最小化(尤其对于药物涂层支架)以确保该支架稳固地附着到血管壁以及确保该支架提供足够的径向支撑来防止血管的塌陷。

部分地，本发明涉及一种计算机界面，该计算机界面在顶部面板中具有在感兴趣的内腔中未合适放置的支架的三维绘图。支架贴壁不良的区域可以被显示为阴影区域或具有其它标记。因此，在一个实施方式中，本发明的方法和本文中所描述的特征指向在多个面板中允许OCT的视图的基于计算机的用户界面。另外，可以以三维来显示支架贴壁不良。此外，在模拟的支架放置的情况下，用户可以重新定位支架以去除贴壁不良的区域，以在将支架植入真实患者之前模拟合适的支架放置。

这些方法可以包括在图形用户界面上显示验证的支架撑杆。本发明还包括计算机可读介质，该计算机可读介质包括非暂时性指令，该非暂时性指令在被执行时引起处理器执行上述步骤中的任一步骤。

尽管本发明涉及不同方面和实施方式，但是应当理解，本文中所公开的不同方面和实施方式可以整体地或部分地集成在一起，这视情况而定。因此，针对给定实现方式，视情况而定，可以将本文中所公开的每个实施方式在不同程度上并入在各个方面中。此外，尽管使用“用于...部件”术语来描述一些方面和实施方式，但是应当理解，本文中所公开的所有方面、实施方式、和其它概念可以用作对部件加功能的权利要求的支持，即使在书面说明书的具体部分中未使用具体的“用于...部件”语言。

附图说明

附图不一定按比例，而是重点通常放在说明性原理。附图在各个方面被视为说明性的且不意图限制本发明，本发明的范围仅由权利要求来限定。

图1示出根据本发明的说明性实施方式的血管内成像和数据收集系统的示意图。

图2A至图2E示出根据本发明的说明性实施方式的关于用户界面显示器和血管内数据收集系统及其合适指标、以及用于诊断过程(包括支架输送计划)的造影成像系统的附加细节。

图3A至图6示出根据本发明的说明性实施方式的各种用户界面和数据表示，包括与一个或多个成像形态相关的各种指标和融合的特征。

图7A至图7B示出根据本发明的说明性实施方式的使用血管内成像数据(诸如OCT数据)生成的侧支指标的三维表示。

图8A至图9B示出关于用户界面显示器和血管内数据收集系统及其合适指标、以及用于诊断过程的造影成像系统的附加细节。

图10A为根据本发明的说明性实施方式的示例性血管内数据收集系统和相关联的血管内数据收集探针以及相关的图像处理、检测和其它软件部件。

图10B为根据本发明的说明性实施方式的带支架的血管的截面OCT图像。

图11为根据本发明的说明性实施方式的用于在OCT图像数据中检测撑杆的方法流程图。

图12为根据本发明的说明性实施方式的带支架的血管的采用极坐标、采用对数标尺的扫描线OCT图像。

图13为示出根据本发明的说明性实施方式的在单个阴影内的多个潜在撑杆的检测的图。

图14A为根据本发明的说明性实施方式的在消除假阳性支架撑杆之前的带支架血管区域的血管内图像数据表示用户界面。

图14B为根据本发明的说明性实施方式的在消除假阳性支架撑杆之后的带支架血管区域的血管内图像数据表示用户界面。

图15A和图15B为根据本发明的说明性实施方式的组合帧的概略绘图，这些组合帧作为使用自动支架检测算法对一帧是否为带支架的区域的部分的评估的一部分。

图16为根据本发明的说明性实施方式的划分两个支架的帧位置的角度覆盖标绘的曲线图。

图17为根据本发明的说明性实施方式的示出多帧支架区域检测算法的流程图。

图18A为根据本发明的说明性实施方式的在消除假阳性撑杆之前的带支架血管区域的血管内图像数据表示用户界面。

图18B为根据本发明的说明性实施方式的在消除假阳性撑杆之后的带支架血管区域的血管内图像数据表示用户界面。

具体实施方式

部分地，本发明涉及血管内数据收集系统，诸如OCT、IVUS和血管造影系统，以及在例如上述项中的两者或多者之间的数据交换，以及诊断信息(诸如指标)的生成和显示。在一个实施方式中，收集血管内数据(诸如OCT)，同时同步地收集血管造影数据。指标可以包括一个或多个一维或二维图形元素以及一个或多个相关联的标记，诸如颜色、灰度或其它色阶、散列值、符号或其它视觉元素。

可以生成和显示一个或多个指标，诸如通过将这类指标与使用血管内数据收集系统生成的图像重叠或以其它方式组合。这些指标可以包括纵向的、截面的、和其它指标类型，诸如适合于指示感兴趣的诊断信息(诸如相对于用户所选标志的跟踪)的一个或多个标记或图形元素。也可以使用支架撑杆指标。本文中描述了支架和阴影检测的方法，这些方法可用于在用户界面中显示这类血管内特征以及显示与其相关的覆盖物，诸如指标或标记。也可以将血管造影数据与各种常用指标集成在一起且显示为融合的显示的一部分。在一个实施方式中，可以被误解为夹层、侧支或其它血管特征的阴影和其它元素可以被着色或以其它方式改变以区分它们且促进根据一个实施方式的对图像帧和数据的用户检查和分析。

合适的诊断信息可以包括支架贴壁性信息，诸如支架相对于血管壁或内腔边界的贴壁不良、用户在血管中所选的OCT位置及相关联的血管造影框架位置、以及其它血管内诊断信息或为促成支架输送计划所生成的其它信息。该系统包括处理器，该处理器与图形用户界面通信且配置成将命令发送到图形用户界面。使用一个或多个软件程序来执行如下项中的一者或多者：融合数据(诸如多帧图像数据)、生成和显示表示相对于确定的内腔边界的支架位置的纵向指标、编码或标记用于终端用户的数据缺失区域、将用户所选的OCT位置信息转化为使用一个或多个图形元素的血管造影显示以促进融合、以及视觉上识别支架和出于计划目的的模拟支架、以及本文中所公开的其它项。

部分地，本发明涉及在关于患者数据(诸如图像数据或相对于该患者测量的其它血管内参数)的显示器上表示的图形用户界面(GUI)元素或指标。任何临床上有用的参数在其在光学相干断层摄影术拉回记录或IVUS或其它血管内或血管造影系统的过程期间纵向地或截面地改变时可以被评估且被显示为指标或标记。各个指标/标记可以被心内科医生用来在单个视图中快速查看在临床上对于整个拉回记录有用的信息，而无需手动地操控图像。基于超过或低于临床上有意义的阈值的参数，指标可以将用户引导到血管中感兴趣的特定点。通过以连续色表或例如使用合适标记的其它刻度编码参数值，可以很容易针对整个血管以一种易于理解的观点总结参数的不同严重程度。利用各种贴壁条、支架指标、和用于血管造影图像和其它血管内数据收集图像的其它指标示出这些特征。

图1包括适合于执行这些特征中的一些特征的系统。图2A示出四个面板，其中，右上面板包括具有各种指标的血管造影显示，各种指标包括第一用户所选位置US1、第二用户所选位置US2、和活跃帧AF。在底部L模式或纵向面板中也示出了这些指标，其中，US1和US2对应于所示的竖直线，且活跃帧AF对应于在US1和US2之间的竖直线。在右上面板处的横截面视图中示出了活跃帧。中间面板示出了以mm为单位的US1位置的值和US2位置的值，作为血管位置和计算的MLA。图2B示出了与图1的OCT数据融合的图1的血管造影图像的放大视图。这些用户界面包括可移动元素C1、C2，可移动元素C1、C2可以由用户使用鼠标、操作杆、或其它控制件来控制且可以使用一个或多个处理器和内存存储元件来操作。可移动元素C1、C2为控制件且可以作为界面的一部分而被旋转或移动。在图2C和图3B以及其它图中也示出了可移动元素C1、C2。在图3B中，控制件C1、C2也被表示为相对于支架撑杆的半圆以及在右面板中被表示为线段。

图2C示出贴壁条/指示条111作为具有区域R1至区域R7的指标，区域R1至区域R7在右上方的血管造影视图中示出，这在图2D中进一步详细示出。右上面板示出R3示出超过感兴趣的阈值的贴壁区域。在L模式下，支架撑杆编码有标记，诸如符号或颜色。在贴壁条中感兴趣的贴壁区域保持在显示器上，即使数据集被旋转以便使用户关注对于支架计划和患者诊断重要的区域。从这个意义上来说，指标可以在计划或其它过程期间持续引导用户的焦点。图2E示出关于示例性贴壁条或指示条111的附加细节。指示条111可以用于支架计划和检查且指示血管内图像中具有相对于支架撑杆的贴壁性或另一度量标准的区域。在一个实施方式中，指示条111在用户界面视图中是持续的，以警告用户支架区域，即使该支架区域基于由用户选择的视图(三维、横截面、纵向、视角等)不可见。

参照图2C，用户选择的两个感兴趣的点被示出为U1和U2。R3对应于感兴趣的贴壁不良区域。R2对应于第一支架且R6对应于第二支架。R5为R2和R6之间的间隙。将该数据与血管造影数据融合，如图2D所示，以促成支架计划。在该图像中示出了探针DC的数据收集元件。R1和R7为不存在支架且对应于血管内腔的远端区域和近端区域。U1和U2用作用户放置的标志，这些标志可以被查看现场血管造影的用户用来向其提供用于标有U1和U2的血管区段的参考帧。可以使用一个或多个显示器，诸如现场血管造影和具有先前获取的拉回帧的OCT拉回数据。

利用这些指标和其它指标，图像和指标可以作为工具帮助基于在图2C和图2D中所示的数据来引导支架输送。在横截面或纵向视图中，指标还可以以更详细给出的颜色编码或以其它方式编码的支架撑杆标记示出何时需要使支架膨胀。在图2E中，通过贴壁条111示出了第一支架222a和第二支架222b的区域。也示出了内腔或无支架的区域224和贴壁不良区域223。该条111可以被显示在任何感兴趣的血管造影或OCT或IVUS图像。在一个实施方式中，显示贴壁条使得其为独立的或持续的血管内视图，从而当不存在包含指标或支架的图像时显示贴壁条。例如，可以基于使用图1和图10A的系统所生成的支架检测、内腔检测、支架贴壁性测量和各种图形叠加来生成各种指标和标记。

图3A示出了具有纵向视图或L模式的界面，该界面示出了基于贴壁阈值所编码的支架撑杆指标上方的贴壁条。指示条111被示出在GUI的中间，其中未示出无支架区域224和贴壁不良区域223。来自OCT或IVUS的内腔边界数据用于确定贴壁问题，诸如考虑到作为对于贴壁条生成软件模块的输入的检测的撑杆数据，则该贴壁问题为阈值被超过。在图3B中，界面屏幕示出了针对如在所示的GUI截图中的L模式显示上方所示出的金属化支架撑杆测量高级贴壁的指标的示例。贴壁指标允许关于待显示的临床参数的总结信息，而无需手动地操控或检查图像数据。支架贴壁条和在本文中所示的其它指标及其与血管造影的融合向用户提供了许多优势。

在图3A、图3B、图4A和图4B中，用户界面的一些实施方式示出了血管内数据和血管造影数据(在适用情况下)连同用于支架撑杆贴壁的示例性指标以及其它基于指标的数据显示。在一个实施方式中，在L模式和血管造影图像、三维流过图像等上示出了贴壁条。图4B示出了具有支架数据的血管造影图像，其示出了沿着血管的外边界的阈值信息以及贴壁条111的纵向视图。在用户界面的血管造影部分中的区域161a也与指示条111的区域161b对齐。在一个实施方式中，将血管造影图像与贴壁条对齐或一起登记。贴壁条111的一个特征是，该贴壁条111在用户界面中是持续的，从而如果在2D或3D图像中存在支架，但是该支架基于剖面或视角不显现，则贴壁条会持续且示出支架和任何相关联的贴壁不良存在，即使2D或3D支架在GUI中不显现。这是对于计划诊断的支架有用的特征。

在图4A中，示出指示条111，其指示支架撑杆和感兴趣的贴壁区域157。可以利用支架撑杆自身的表现对这些示出贴壁的感兴趣的区域157分组，这些支架撑杆被颜色编码或用GUI中可视的另一标记来编码。在图3A、图3B、图5和图6中，通过区域188示出了编码有标记和指示条的支架撑杆的分组的示例。在这些区域188中，指示条111被示出与支架和一系列撑杆的表现对齐，该一系列撑杆具有对应于相对于血管壁的贴壁的各种标记。使用检测的内腔边界来比较相对于其的支架位置。本文中包括关于支架检测的附加细节。

图5示出了具有指标或图像数据处理特征的另一GUI，通过此，缺失数据(诸如掩盖的数据或导丝的缺失阴影)被软件修改以用灰度掩模或另一指标代替该缺失数据。为了避免用户被侧支、夹层或缺失数据迷惑，使用指标MD来指示数据缺失的区域。这具有防止用户针对缺失数据、夹层区域或侧支而弄错的益处。在一个实施方式中，由于阴影或以其它方式而数据缺失的区域被显示有标记或指标，诸如灰度区域、着色区域、散列值、或另一可视标记。中间的双箭头图标允许视图被旋转。该用户控制连同贴壁条以及通过颜色编码或其它标记对导丝的标识全都改善和延长来自血管内数据收集探针的图像数据和/或血管造影数据的诊断范围。

在另一个实施方式中，如图5所示，指标W用于指向导丝图像。在一个实施方式中，指标W可以用于识别GUI中的导丝或选择该导丝以从图像去除。图6示出了具有贴壁条的三维飞行，该贴壁条被示出为用户的、对应于右侧的横截面的视平面前方的轨迹。示出支架撑杆和感兴趣的贴壁区域的指示条111-包括在3D飞行视图和感兴趣的任何其它视图中-感兴趣的区域在旋转期间保持可视以在支架计划期间警告用户重要的血管区域。

图7A和图7B示出对应于侧支的其它指标SB。还相对于侧支示出血管壁VW的渲染。可以使用这些指标和其它指标来突出2D数据和3D数据中的区域。如在图示的用户界面中所示，诸如图9B，右上视图中的各个圆/线段C1、C2可以被旋转在图像的各个视图之间导航。图8A至图9B示出用于导航图像数据集和执行诊断(诸如支架计划)的附加界面和控制信息。可以使用本文中所示的工具导航各个近端视图和远端视图以及其它透视图。在一个或多个实施方式中，指标(诸如贴壁条111)是持续的，从而这些指标保持在视图中，即使被导航远离贴壁不良区域。

因此，一些指标与旋转无关，从而如果指标包括具有超过阈值的参数的区域或长度，则该区域保持被指示，如此，即使图像数据被改变使得旋转的视图遮盖诸如贴壁不良支架区域的区域。因此，如果血管的一侧具有贴壁问题，则用户仍然意识到该问题涉及其在血管中的位置。在血管造影或OCT图像的一个或多个视图或用户界面中，贴壁条可以被显示为指标。

如在各个图中所示，可以将贴壁条111细分为各种区域或长度，这些区域或长度表示血管中的一个或多个支架的存在或对于带多支架的血管的支架间的贴壁不良或间隙。可以将血管造影数据及相关联的图像帧与OCT数据融合。另外，如在该图中所示，用户所选的对应于动脉上的特定纵向距离的竖直线可以被设置为指导支架计划。条的旋转无关或持续的性质在支架计划期间提供进一步辅助和误差减小。

在支架输送计划过程期间，临床医生指定的标志可以通过为用户提供选择支架尺寸且相对于血管的基准而用于支架计划，相对于该基准，用户可以参考同时使用现场血管造影部署支架。给出贴壁不良等级和位置，用户可以参考OCT和带注解的血管造影，以进一步扩展或移动支架，作为输送计划的一部分。例如，这些系统特征和方法可以使用在图1中所示的系统3和图10A的系统来实现。

图1示出系统3，该系统3包括适合于收集数据或检测患者4的特征或感测患者4的状况或以其它方式诊断患者4的各种数据收集子系统。在一个实施方式中，患者被置于合适支承件19上，该支承件19诸如桌子、床、椅子、或其它合适支承件。通常，患者4为具有感兴趣的特定区域25的人或其它动物。

数据收集系统3包括非侵入性成像系统，诸如核磁共振、x射线、计算机辅助的断层摄影、或其它合适的非侵入性成像技术。如所示，作为这类非侵入性成像系统的非限制性示例，示出了诸如适合于生成影像的血管造影系统21。血管造影系统21可以包括荧光透视系统。例如，血管造影系统21配置成非侵入性地使患者4成像，使得生成多帧血管造影数据(通常为多帧图像数据的形式)同时使用探针30执行拉回过程，从而使用一种或多种成像技术(诸如OCT或IVUS)中的血管造影术使在患者4的区域25中的血管成像。

在一个实施方式中，血管造影系统21与血管造影数据存储和图像管理系统22通信，该血管造影数据存储和图像管理系统22可以被实现为工作站或服务器。在一个实施方式中，直接在血管造影系统21的检测器上执行关于收集的血管造影信号的数据处理。来自系统21的图像被血管造影数据存储和图像管理系统22存储和管理。

在一个实施方式中，系统服务器50或工作站87处理系统22的功能。在一些实施方式中，整个系统21生成电磁辐射，诸如x射线。系统21还在通过患者4之后接收这类辐射。接着，数据处理系统22使用来自血管造影系统21的信号来使患者4的一个或多个区域(包括区域25)成像。该系统允许血管造影数据连同血管内数据和如本文中所描述的各种指标以及检测的支架撑杆和阴影被显示在显示器82和显示器82上。

如在该特定示例中所示，感兴趣的区域25为脉管或外围脉管系统(诸如特定血管)的子集。这可以使用OCT来成像。基于导管的数据收集探针30被引入患者4中且置于特定血管(诸如例如冠状动脉)的内腔中。探针30可以为各种类型的数据收集探针，诸如例如OCT探针、FFR探针、IVUS探针、组合上述项中的两者或更多者的特征的探针、以及适合于在血管内成像的其它探针。探针30通常包括探针尖端、一个或多个不透射线的标记器、光纤和扭转丝。另外，探针尖端包括一个或多个数据收集子系统，诸如光束定向器、声束定向器、压力检测器传感器、其它换能器或检测器、以及上述项的组合。

对于包括光束定向器的血管内探针，光纤33与具有光束定向器的探针光通信。扭转丝限定光纤放置在其中的孔。在图1中，光纤33被示出为无围绕其的扭转丝。另外，探针30还包括形成导管的一部分的护套，诸如聚合物护套(未示出)。光纤33光学地联接到患者界面单元(Patient Interface Unit，PIU)35，如所示，在OCT系统的背景下，该光纤33为干涉仪的样本臂的一部分。

患者界面单元35包括合适于接收探针30的端部且与其光学联接的探针连接器。通常，数据收集探针30为一次性的。基于所使用的数据收集探针的类型，PIU 35包括合适的接合件和元件。例如，组合OCT和IVUS数据收集探针需要OCT和IVUS PIU。PIU 35通常还包括电机，该电机适合于拉回扭转丝、护套、和置于其中的光纤33，这作为拉回过程的一部分。除了被拉回，通常还通过PIU35使探针尖端旋转。采用该方式，可以纵向地或借助横截面使患者4的血管成像。探针30也可以用于测量特定参数，诸如FFR或其它压力测量。可以使用图像数据来生成可被导航的各种2D视图和3D视图，如在用户界面绘图中所示。

接着，PIU 35连接到一个或多个血管内数据收集系统42。血管内数据收集系统42可以为OCT系统、IVUS系统、另一成像系统、及上述项的组合。例如，系统42在探针为OCT探针的背景下可以包括干涉仪的样本臂、干涉仪的基准臂、光电二极管、控制系统、和患者界面单元。类似地，作为另一示例，在IVUS系统的背景下，血管内数据收集系统42可以包括超声信号生成和处理电路、噪声过滤器、可旋转接合件、电机、和界面单元。在一个实施方式中，数据收集系统42和血管造影系统21具有共享的时钟或配置成使血管造影视频帧时间戳和OCT图像帧时间戳同步的其它时序信号。

除了图1的侵入性和非侵入性图像数据收集系统和设备，还可以相对于患者的区域25和患者的其它感兴趣参数来收集各种其它类型的数据。例如，数据收集探针30可以包括一个或多个压力传感器，诸如例如压力线。可以使用压力线，而不添加OCT或超声部件。可以沿着患者4的区域25中的血管的区段获得压力读数。

可以通过有线连接或借助无线连接转发这类读数。如在血流储备分数FFR数据收集系统中所示，无线收发器48配置成从探针30接收压力读数并将这些读数发送到生成FFR测量值的系统或沿着被测血管的更多位置。也可以使用一个或多个显示器82、83来示出血管造影数据帧、OCT帧、用于OCT和血管造影数据的用户界面、阴影、指标、缺失数据、以及感兴趣的其它控制和特征。

血管内图像数据(诸如使用数据收集探针30生成的多帧血管内数据)可以被路由到数据收集处理系统42，该数据收集处理系统42借助PIU 35联接到探针。使用血管造影系统22生成的非入侵性图像数据可以被传输到一个或多个服务器或工作站、被存储在一个或多个服务器或工作站中、以及被一个或多个服务器或工作站处理，该一个或多个服务器或工作站诸如融合服务器50或工作站87。在各个实施方式中可以使用视频帧抓取设备55，诸如计算机板，其配置成从系统22捕获血管造影图像数据。

在一个实施方式中，服务器50包括存储在存储器70中且被处理器80执行的一个或多个融合软件模块60。服务器50可以包括用于基于处理器的计算服务器的其它典型部件。或者，更多数据库(诸如数据库90)可以配置成接收生成的图像数据、患者的参数、和生成的其它信息，上述项被数据库90接收或被图1中所示的系统设备或部件中的一者或多者传送到数据库90。尽管数据库90被示出为在存储在工作站87处的存储器中时连接到服务器50，但是这是一个示例性配置。例如，软件模块60可以在工作站87处的处理器上运行，以及数据库90可以位于服务器50的存储器中。用于运行各种软件模块的设备或系统被提供为示例。在各种组合中，可以使用本文中所描述的硬件和软件来获得多帧图像数据、处理这类图像数据、以及登记这类图像数据。

如本文中另外标注，软件模块60可以包括软件(诸如预处理软件)、变换、矩阵、内腔检测、支架检测、阴影检测、指标发生器和显示器、以及用于处理图像数据或响应患者触发以促成由其它基于软件的部件60对不同类型的图像数据的融合或以其它方式执行这类融合的其它基于软件的部件。模块可以包括使用基于扫描线或基于图像的方法的内腔检测、使用基于扫描线或基于图像的方法的支架检测、指标生成、用于支架计划的贴壁条生成以及防止带有异议的混淆、侧支和缺少数据的导丝阴影指标等。

数据库90可以配置成接收和存储血管造影图像数据92，诸如由血管造影系统21生成且由服务器50的抓帧器55获得的图像数据。数据库90可以配置成接收和存储OCT图像数据95，诸如由OCT系统42生成且由服务器50的抓帧器55获得的图像数据。

此外，患者4可以借助一个或多个电极电联接到一个或多个监控器，诸如例如监控器49。监控器49可以包括但不限于心电监控器，该心电监控器配置成生成关于心脏功能且示出患者的各种状态(诸如收缩和舒张)的数据。知道可以使用心动时相来辅助对血管中心线的跟踪，如包括冠状动脉的心脏的几何结构在特定心动时相下几乎相同，即使在不同心动周期上。

因此，如果血管造影数据跨越几个心动周期，则在同一心动时相下的血管中心线的一阶匹配可以贯穿拉回而辅助跟踪中心线。此外，因为心脏运动的大部分发生在心脏收缩期间，所以期望血管运动在心脏收缩附近更高且朝向心脏舒张而抑制。这将数据提供给一个或多个软件模块，作为在连贯的血管造影帧之间预期的运动量的指示。预期运动的知识可以被一个或多个软件模块用来通过允许基于预期运动的自适应约束而提高跟踪质量和血管中心线质量。

阴影检测相关的实施方式

本发明部分地提供用于在检测的支架阴影内识别导致检测的阴影的撑杆的精确的偏移或位置的方法和系统。有时，在阴影内具有对应于在扫描线中相对于深色阴影背景的明亮撑杆高光或峰值的可能的单一撑杆位置。然而，在撑杆阴影内经常检测到多个撑杆峰值，使得难以识别支架撑杆的精确位置。伪峰可以由例如在拉回区中的血液滞积、不良血液清除、或由于与金属撑杆交互的成像光学器件引起的边缘振荡效应造成。本发明提供用于在支架阴影内识别对于真实支架的最佳候选项的方法和系统。

图10A为示出血管5(诸如动脉)、数据收集探针7以及血管内数据收集和处理系统10的高级示意图。参照图10A的系统10所描述的方法也可以利用图1的系统3和其它系统来执行。特别地，图10A的系统10可以包括例如OCT系统、血管内超声(IntravascularUltrasound，IVUS)系统、或其它血管内成像系统。在血管5中示出支架12。支架包括多个撑杆。一些撑杆可以生成阴影或阴影区域SR，作为利用血管内探针使血管成像的过程的一部分。系统10可以包括适合于执行侧支检测、支架检测、峰值检测、阴影区域检测和处理、误差校正、指示条生成和显示、模型比较、内腔检测、和如本文中所描述各种其它过程的各种软件模块。系统10可以包括满足本文中所描述的应用和数据收集的干涉和带宽需求的合适光源。参照图14A至图18B更详细地描述关于一些示例性支架检测特征的附加细节。系统10可以包括超声成像系统。探针7可以包括具有导管部的导管20，该导管部具有一个或多个光纤15和置于其中的探针尖端17。在一个实施方式中，探针尖端17包括光束定向器。

如所示，导管20被引入内腔11中，诸如动脉内腔中。探针7可以包括旋转或可滑动的光纤15，该旋转或可滑动的光纤15使光向前导向到内腔L中或使光沿着垂直于光纤15的纵轴的方向导向。因此，在当光纤15旋转时从探针的一侧导向的光的情况下，相对于血管5的壁收集OCT数据。血管5的壁限定内腔边界。可以使用从使用内腔检测软件部件在探针尖端17处收集的光学信号获得的距离测量值来检测该内腔边界。在利用探针拉回通过动脉的期间生成的扫描线中，可以识别侧支和支架撑杆和阴影区域和其它特征。

在一个实施方式中，除了OCT，探针7还可以包括其它成像形态，诸如在一个实施方式中的超声。在一个实施方式中，内腔/内腔边界指的是在光或超声波离开血管内成像探针时血管首先被撞击的部分，该血管内成像探针生成用于使血管成像的感兴趣的信号。这排除在血管内流动的任何血液，通过使用掩蔽形式的图像处理来去除该血液。在一个实施方式中，内腔或内腔边界指的是置于血管壁的前方且面向血管的含血区域的组织区域。

如图10A所示，探针尖端17位于内腔L中，使得该探针尖端17在血管5的带支架的区域的远端。探针尖端17配置成发射光且接收从目标反向散射的光，例如，这些目标诸如支架12和血管5的壁。探针尖端17和数据收集探针7的其余部分被牵引通过内腔L和带支架的区域。如图10B所示，在插入血管之前或之后示出探针17。探针7与OCT系统10进行光通信。借助光纤15连接到探针17的OCT系统或子系统10可以包括光源(诸如激光器)、具有样本臂和基准臂的干涉仪、各种光学路径、时钟发生器、光电二极管、和其它OCT系统部件。

在一个实施方式中，光学接收器31(诸如基于平衡光电二极管的系统)可以接收离开探针7的光。计算设备40(诸如计算机、处理器、ASIC或其它设备)可以为OCT系统10的一部分或可以被包括作为与OCT系统10电通信或光通信的单独子系统。计算设备40可以包括内存、存储器、总线、和适合于处理数据和软件44的其它部件，该软件44诸如配置用于如下文所讨论的侧支检测、支架撑杆候选选择或标识、候选支架撑杆阴影区域检测、支架区域检测、支架撑杆验证、支架图像数据的相关分析和比较、支架可视化、和拉回数据收集的图像数据处理阶段。在一个实施方式中，软件44可以包括流水线，该流水线包括各种模块，诸如支架检测模块，该支架检测模块为自动的使得对血管内数据操作以检测支架撑杆。该模块可以包括各种其它软件模块，诸如稀疏峰值检测模块、模型撑杆生成模块、假阳性测试模块、和如本文中所描述的其它模块。

在一个实施方式中，计算设备40包括或访问软件模块或程序44，诸如侧支检测模块、内腔检测模块、支架检测模块、支架撑杆验证模块、候选支架撑杆识别模块、和其它软件模块。软件模块或程序44可以包括图像数据处理流水线或其部件模块以及一个或多个图形用户界面(GUI)。本文中所描述的各种基于软件的方法可以被包括为该组软件/程序44的一部分。模块可以为彼此的子集且通过各种输入、输出、和数据类来布置和连接。在一个实施方式中，软件模块44包括支架检测模块，诸如自动支架检测模块。

示例性图像处理流水线和其部件可以构成一个或多个软件程序或模块44。软件模块44可以包括制定成检测血管内腔、侧支、导丝、导管、支架撑杆和支架区域的多个图像处理算法。本发明涉及确定金属撑杆在其阴影内的位置的图像处理。图像数据处理流水线、其部件、软件模块和相关方法以及本文中所描述的任一方法被存储在存储器中且使用一个或多个计算设备(诸如处理器、设备、或其它集成电路)来执行。软件模块或程序44接收图像数据并将这类图像数据转换为血管和支架的二维视图和三维视图，以及可以包括内腔检测软件模块、峰值检测软件模块、支架检测软件模块、和侧支检测软件模块等。

如所示，在图10A中，显示器46也可以为系统10的用于显示信息47的部分，该信息47诸如从OCT或IVUS成像数据和贴壁条和其它指标所生成的血管的横截面视图和纵向视图。图像处理软件算法44提供对应于检测的图像特征(诸如支架、侧支、导丝等)的数据，以及该数据被输入GUI，此处在GUI的横截面、纵向和/或3D显示区段上以预期格式显示这些特征。

另外，显示器46也可以显示信息47，诸如带支架血管的使用收集的图像数据生成的横截面视图和纵向视图、用户界面、图像以及各种指标和标记。可以借助显示器46将支架的表示(诸如其OCT或IVUS图像)显示给用户。在这些特征以及可包括在被显示图像中的编码有或标有识别标记的任何特征的显示之前执行支架检测。可以使用一个或多个图形用户界面显示该基于OCT的信息47。图10B、图14A、图14B和图18B的图像以及本文中所描绘的其它用户界面及其部件为可显示且使用GUI和各种输入设备交互的显示信息47的示例。具体地，该图示出包含金属支架的冠状动脉的2D横截面视图。

另外，显示信息47可以包括但不限于横截面扫描数据、纵向扫描、直径图、图像掩膜、支架、贴壁不良的区域、内腔边界、和血管的其它图像或表示、或使用OCT系统和数据收集探针获得的下层距离测量值。计算设备40还可以包括软件或程序44，软件或程序44可以被存储在一个或多个存储设备45中，配置成诸如利用文本、箭头、彩色编码、加亮、等高线、或其它合适的人或机器可读标记来标识支架撑杆和贴壁不良等级(诸如基于阈值和被测距离的比较)、阴影区域、和阴影区域内的撑杆以及其它血管特征。一旦利用探针获得OCT数据且将其存储在存储器中；该数据可以被处理以生成信息47，诸如血管沿着拉回区的长度或及其子集的横截面视图、纵向视图、和/或三维视图。这些视图可以被描绘为例如如图1B、图1C、图14A和图14B所示的以及如在本文中以其它方式描述和描绘的用户界面的部分。

图10B为根据本发明的带支架的血管的截面OCT图像。血管的内腔/内腔边界L处于图像的中心。在图像的上侧从12点到1点方向，导丝阴影12是可见的。在图10B中还可见的是多个金属支架撑杆14，这些金属支架撑杆14在OCT图像中投射阴影16。金属支架撑杆逆着血管壁投射阴影，因为通常用于OCT成像的相干光无法穿透支架撑杆而被反射。本发明提供用于检测撑杆阴影内的撑杆的精确偏移的改进方法。一旦被检测，则图10B的撑杆的阴影可以用于生成本文中所描述的用户界面和指标。

图11为用于在OCT图像数据中检测撑杆的方法流程图。方法100在多个OCT拉回帧中分析对应于支架撑杆的阴影。方法100可以包括本文中所描述的步骤中的一个或多个步骤。除非另有要求，否则这些步骤可以按任何次序来执行。金属撑杆检测方法基于来自其它图像/血管内数据处理模块的各种输入进行操作，各种输入诸如关于导丝(140)、侧支(130)和撑杆阴影位置(110)的信息。工序流程及相关联的方法步骤和阶段可以基于使用OCT、IVUS或其它血管内数据收集系统获得的原始血管内数据或原始数据120进行操作。在一个实施方式中，数据120已被流水线配置中的一个或多个图像处理模块处理。

在步骤110中，将OCT图像数据中的每个阴影与来自侧支检测模块130和导丝检测模块140的数据输入相比较或相关联以确定该阴影是否可归于侧支血管或导丝。用于检测撑杆阴影、侧支和导丝阴影的方法、系统和设备是已知的。例如参看US 8,412,312、US 8,478,387、US 8,831,321、US 9,138,147和US 9,173,591。

在步骤150，如果给定阴影被确定为可归于导丝或侧支，则丢弃该阴影且相对于该阴影的分析结束。在步骤160，如果通过直接检测或通过消除过程将给定阴影确定为可归于支架撑杆，则分析该阴影以计算或隔离该阴影的内部部分。阴影边界被修剪掉或以其它方式被减小或约束，使得仅保留对应于阴影的内部(因此“最黑暗的”)部分的扫描线或A线。对此的原因是阴影区域(具体地，阴影的开始扫描线和终止扫描线)有时可以包含来自相邻内腔像素的溢出。使阴影的内部隔离且忽略阴影边缘处的过渡扫描线改善了撑杆偏移的评估。

在步骤170，分析阴影内部以计算横跨该阴影的内部部分所对应的扫描线的每个样本的投影(或总和)。将各扫描线取样为分立像素或“样本”。在输入OCT图像数据中，各扫描线指的是利用处于中心的成像导管沿着特定角度方向获取的数据。依次将各扫描线径向取样为一组分立像素或“样本”。在OCT数据中的每个样本通常为几微米宽且尺寸通常是均匀的。“投影”指的是横跨每条扫描线进行添加的过程。换言之，使{扫描线，样本}空间中的二维阴影塌陷为一维信号，其中，第i个指标对应于在该过程中涉及的各扫描线的第i个样本的总和。投影包含处于半径R的样本，这些样本为来自处于该同一半径R的构成扫描线的样本的平均。

在步骤180，针对最大局部极大值中的高达三者(例如，1、2、或3)搜索投影。可以将每个所选极大值的位置或偏移记为潜在撑杆位置，然后分析所选极大值的特定特征以确定哪个为用作真实撑杆的最佳候选。在各个实施方式中，仅选择最大极大值。在其它实施方式中，选择最大极大值中的两者或三者。多个局部极大值的初始选择提高敏感度。尽管可以选择多于三个局部极大值，但是这通常是不必要的，因为三个最高极大值之一通常指示真实撑杆位置。极大值选择过程由图12和图13示出。

图12为带支架的血管的采用对数标尺的A线或扫描线OCT图像。在图像的右侧的框155指示被分析的阴影，以及图13示出针对该阴影的投影图。血管内腔L为在图像的上侧的黑暗区域，以及血管壁VW为在图像的下侧的明亮区域。在本文中，L通常用于指示内腔。多个支架14和支架阴影16在该图像中是可见的。在一个实施方式中，内腔为血管的组织与干净的内部之间的边界。

图13为示出在单个阴影内的多个潜在撑杆的检测的图。图13为跨越内部阴影扫描线的投影的绘图。具有两个局部极大值22a和22b。这些极大值对应于阴影内的两个潜在撑杆位置。这些位置可以被血管内成像系统(诸如OCT或IVUS系统)用来在用户界面上显示支架撑杆，如本文中所示。

可以将附加的滤波器应用于局部极大值以去除假阳性。在各个实施方式中，选择局部极大值，只要它具有大于全局峰值(沿着投影的最大极大值)的1/10(例如10％)的信号。该全局峰值为具有最大幅度的峰值。10％阈值减小选择由于噪声导致的假局部极大值的机会。该阈值可以被设在全局峰值的5％(即1/20)和10％之间，诸如5％、6％、7％、8％、9％或10％，其中10％为优选的。在各个实施方式中，如果检测到彼此非常接近的多个峰值，则仅选择最大峰值以供进一步分析。

在步骤190，分析所选的局部极大值以基于从撑杆的邻近区域可得的信息确定哪个极大值具有成为真实撑杆的最高概率。基于如下标准中的一者或多者将相关分数分配给各个撑杆：

1.与内腔的邻近度：基于与内腔边界的邻近度对所选的局部极大值评分。最靠近撑杆阴影周围的内腔的局部极大值接收最高分数、以及离撑杆阴影周围的内腔最远的局部极大值接收最低分数。

2.峰值强度：基于峰值强度对所选的局部极大值评分。具有最高峰值的局部极大值接收最高分数、以及具有最低峰值的局部极大值接收最低分数。

3.贴壁不良程度：基于其贴壁对所选的局部极大值评分，贴壁指的是与内腔并置的状态。在距内腔或血管壁的预定义的可接受距离内贴壁的局部极大值接收较高的贴壁不良分数。离内腔或血管壁太远的撑杆(使用一个或多个界面屏幕由用户指定阈值或基于接受的治疗阈值来确定)被处罚且接收较低的贴壁不良分数作为潜在假阳性。在一个实施方式中，撑杆可以根据其是否被贴壁不良而分别具有为0或1的贴壁不良分数。

这些评分标准是示例性的，以及可以使用基于其它撑杆和阴影特征的附加评分标准。在一个实施方式中，使用交叉帧分析来验证候选支架撑杆，以指示撑杆为有效的，条件是该撑杆的区段靠近相邻帧或邻近帧中的另一区段或与相邻帧或邻近帧中的另一区段对齐。

每个局部极大值得到组合分数，该组合分数为上述标准的线性和。在步骤200，选择具有最高分数的局部极大值作为有效撑杆。在步骤210，将其余的局部极大值保存为有待进一步分析的替选或备用撑杆。在平局的情况下，使用最靠近内腔的局部极大值和/或最亮的局部极大值作为决胜属性。表1提供用于支架阴影的局部极大值的示例性分级。

表1：针对支架阴影的局部极大值分级

如表1所示，局部极大值1具有最高总分且因此将被选为候选有效撑杆。局部极大值2和局部极大值3将被指定为备用撑杆。

在步骤220，所有的局部极大值(有效撑杆和任何备用撑杆)经历多帧验证。在该步骤中，比较相邻帧以验证一帧中的有效撑杆与针对相邻帧所选的有效撑杆对齐。如果有效撑杆未与其它交叉帧的撑杆对齐，则可以用备用撑杆代替该有效撑杆，条件是该备用撑杆更好地适合交叉帧模型。多帧验证步骤的一个实施方式可以使用支架撑杆几何结构和位置信息。针对该步骤也可以使用具有更大一组撑杆和阴影特征的其它实施方式。该位置和几何结构可以用作全部与其它特征(诸如先前拉回数据或其它用户供应的信息)一起的特征。

一旦被检测，则可以将有效或所选撑杆显示在用户界面上，该用户界面将至关重要的视觉辅助传达给临床医生，该视觉辅助关于支架撑杆的精确位置以及是否可能需要调整以优化和/或加速支架植入且减小副作用的风险。用户界面可以包括截面图像、L模式图像、扫描线图像、三维渲染、或用于使检测的撑杆可视化的任何其它合适的显示格式。用户界面还可以包括指示条、血管造影数据、以及本文中所描述和绘制的其它视图和特征。

在一个实施方式中，检测算法以从大于大约80％开始的敏感度精确地识别支架的位置。在一个实施方式中，检测算法以从大于大约00％开始的敏感度精确地识别支架的位置。在一个实施方式中，敏感度为正确定位的撑杆占撑杆总数(正确定位的撑杆加上未正确定位的撑杆)的比例。在一个实施方式中，阳性预测值为正确检测的撑杆占全部阳性调用(正确检测的撑杆加上假阳性)的比例。本文中所描述的各种特征适合于与不同的导管室系统(诸如血管内成像和压力测量系统)一起使用。本文中所描述的指标和检测步骤向诊断医生和计划支架部署或评估部署的支架的医生提供各种优势。

部分地，本发明提供了用于检测和显示带支架的区域的基于计算机的方法、系统和设备。特别地，本发明可以识别带支架的区域的第一帧和最后一帧。在本上下文中，一帧指的是穿过血管的借助OCT成像的横截面。通过迭代地处理OCT图像帧以确定帧和/或帧邻区是否显示符合支架撑杆的预期配置的特征，来识别带支架的区域。支架撑杆在OCT图像中显现为固态结构，这可区分于软组织，诸如血管壁。另外，适当膨胀的支架的撑杆通常定位成邻近血管壁。因此，在带支架血管壁的横截面中，多个支架撑杆会围绕血管壁的周长而均匀地分布。因此，展现符合所部署的支架的OCT特征(例如，围绕整个血管壁分布的多个撑杆)的帧为用于被指定为包含支架的帧的候选。

在OCT成像数据中，由于未清洁的血细胞或导管壁而造成的伪影可以具有与支架撑杆类似的光学特性。这些成像伪影能够经常被软件理解为支架撑杆。然而，背景噪声通常不具有支架的规则几何形状，这些支架由撑杆网络组成。例如，未清洁的血细胞可以被聚集在单一区域中，可以被均匀地分布、和/或可以不放置成邻近血管壁。挑战是区分包含支架撑杆的帧与仅包含由于伪影造成的假阳性且无支架撑杆的帧。

另一挑战是区分在OCT图像数据中是否存在有效的带支架的区域，如果是，则正确地定位包含该支架的第一帧成像帧和最后一帧成像帧。在一个实施方式中，本文中所描述的方法适用于金属支架和生物可吸收性支架以及其它非金属支架。通常，本发明的一个或多个实施方式提供用于识别血管内拉回的多帧以及显示给终端用户的相关联表示的方法，该终端用户准确地检测支架撑杆且还准确地识别血管的不存在支架的区或区域。

支架检测实施方式

部分地，本发明提供了用于检测和显示带支架的区域的基于计算机的方法、系统和设备。特别地，本发明可以识别带支架的区域的第一帧和最后一帧。在本上下文中，一帧指的是穿过血管的借助OCT成像的横截面。通过迭代地处理OCT图像帧以确定帧和/或帧邻区是否显示符合支架撑杆的预期配置的特征，来识别带支架的区域。支架撑杆在OCT图像中显现为固态结构，这可区分于软组织，诸如血管壁。另外，适当膨胀的支架的撑杆通常定位成邻近血管壁。因此，在带支架血管的横截面中，多个支架撑杆会围绕血管壁的周长而均匀地分布。因此，展现符合所部署的支架的OCT特征(例如，围绕整个血管壁分布的多个撑杆)的帧为用于被指定为包含支架的帧的候选。

在OCT成像数据中，由于未清洁的血细胞或导管壁而造成的伪影可以具有与支架撑杆类似的光学特性。这些成像伪影能够经常被软件理解为支架撑杆。然而，背景噪声通常不具有支架的规则几何形状，这些支架由撑杆网络组成。例如，未清洁的血细胞可以被聚集在单一区域中，可以被均匀地分布、和/或可以不放置成邻近血管壁。挑战是区分包含支架撑杆的帧与仅包含由于伪影造成的假阳性且无支架撑杆的帧。

另一挑战是区分在OCT图像数据中是否存在有效的带支架的区域，如果是，则正确地定位包含该支架的第一帧成像帧和最后一帧成像帧。在一个实施方式中，本文中所描述的方法适用于金属支架和生物可吸收性支架以及其它非金属支架。通常，本发明的一个或多个实施方式提供用于识别血管内拉回的多帧以及显示给终端用户的相关联表示的方法，该终端用户准确地检测支架撑杆且还准确地识别血管的不存在支架的区或区域。

图14A为在消除假阳性撑杆之前的带支架血管区域的L模式显示或纵向显示。纵向显示为一种截面图。远(D)端在L模式图像中绘制的血管的左侧，以及近(P)端在该血管的右侧。在L模式图像中，实际的带支架的区域101从大约12mm跨越到大约45mm。假阳性区域15定位成紧邻实际的带支架的区域101，在L模式图像中从大约45mm到大约52mm。假阳性区域15由具有与支架撑杆类似的光学特性的背景噪声引起。例如，盘绕在成像区域中的未清洁的血细胞有时在OCT图像中显现为支架撑杆。

分析这些成像数据的软件程序通常包括假阳性区域15，作为带支架的区域101的一部分。因此，该软件程序可以确定第一带支架帧为大约12mm以及最后一个带支架帧为大约52mm。将假阳性区域15显示为带支架的区域101的一部分可导致临床医生在理解图像时的误解或混淆，这可进一步导致失败的干预(例如无法重新定位贴壁不良的支架)或不必要的过程(例如，重新定位合适部署的支架)。

图14B为根据本发明的在消除无支架区域15之后的带支架血管区域的L模式显示。本发明不检测各个假阳性撑杆而是查看被检测撑杆在固定纵向邻区上的分布以及评定带支架的区域的位置。可以自动地消除假阳性带支架的区域15，实现实际的带支架的区域101的检测。

图15A为支架区域检测算法的一个实施方式的概略绘图，该支架区域检测算法创建关于被评估的帧(诸如帧k)的帧邻区。在一个实施方式中，帧邻区可以包括两个相邻帧k和k+1(或k和k-1)，用于分析在帧k处的撑杆角度覆盖和几何结构。与针对邻区选择帧相关联的尺寸和规则可以针对给定应用而改变。在一个实施方式中，支架区域检测算法使用帧k-1、帧k和帧k+1来积累撑杆且确定最大角度间隙以及随后确定角度覆盖度量标准。对于相对于帧k所创建的给定邻区，在k的任一侧的帧集可以被合计以创建超帧。给定超帧为在帧k上的撑杆与在邻区中的帧上的其它撑杆的合并。

在一个实施方式中，使用已知技术在OCT图像数据中检测支架撑杆50，以及血管壁的质心54的估计还利用已知方法来预先计算且被算法使用。如果合适地部署和扩展支架，则支架撑杆通常将邻近内腔边界处的血管壁52，但是该方法同样适用于支架部署未合适地抵靠内腔边界(血管壁)的帧。对于给定帧k，我们将其撑杆与在固定邻区(在本实施方式中，相邻帧k+1)上检测到的撑杆组合。使用血管质心确定每个撑杆的角度位置。

图15B为支架区域检测算法的另一个示例性实施方式的概略绘图，其中，帧邻区用于创建超帧或在帧k上对于邻区中心的撑杆的合并。如图15B所示，在3帧邻区中使用三个相邻帧k-1、k和k+1来分析撑杆角度覆盖和几何结构。如在图15A中，使用已知技术在OCT图像数据中检测支架撑杆50，以及血管壁的质心的估计还利用已知方法来预先计算且被算法使用。

如果合适地部署和扩展支架，则支架撑杆通常将邻近内腔边界处的血管壁52，但是该方法同样适用于支架部署未合适地抵靠内腔边界(血管壁)的帧。对于给定帧k，我们将其撑杆与在固定邻区(在本实施方式中，相邻帧k-1和k+1)上检测到的撑杆组合。使用血管质心确定每个撑杆的角度位置。

如果给定帧属于带支架的区域，则该帧应当包含具有围绕血管壁52的周长接近360度覆盖的撑杆。偶尔，在OCT成像过程期间丢失撑杆，这会显现为围绕内腔的覆盖中的间隙。因此，在优选实施方式中，来自多帧的支架信息被堆叠或组合，然后测量组合数据中的撑杆之间的间隙。使用在邻区上检测到的撑杆有助于使绘图平滑且使用更容易的阈值转换法来将真实支架区域与假阳性分离。而且，在图像中显现为大阴影的导丝和侧支的存在可导致围绕周长的较低角度覆盖。当分析支架撑杆之间的间隙时，可以识别且可以解释这些特征。

再次参照图15A和图15B，将来自帧k的撑杆信息与来自帧k+1的支架信息堆叠或组合以创建多帧支架数据。在多帧分析中，保持每帧的取向，以及在多帧数据中围绕血管内腔的周长测量撑杆之间的角度间隙。然后相对于针对帧k的血管质心计算相邻撑杆之间的最大角度间隙θ_max,k。

图15A示出基于两个相邻帧k和k+1的多帧分析。图15B示出基于三个相邻帧k-1、k和k+1的多帧分析。组合来自相邻帧的撑杆将交叉帧信息带入支架区域检测方法。假阳性撑杆将趋向于随机地分布在一帧上；因此，仅包含假阳性的帧和多帧不可能示出围绕血管的周长的均匀撑杆覆盖。因此，对于有效的带支架帧或带支架多帧的最大角度间隙比对于无支架帧或无支架多帧的最大角度间隙小，经常小很多。

尽管可以使用更多邻区，但是在更多邻区中的假阳性的存在可以干扰该方法。因此，少的邻区(例如，2帧到3帧)是优选的。在各个实施方式中，算法分析来自拉回的OCT数据以识别包含支架的所有帧和/或帧邻区，即，θ_max,k落在带支架的区域的预期范围值内。使用交叉帧和交叉邻区分析，算法确定带支架的区域的第一带支架帧和最后一个带支架帧。带支架的区域之外的假阳性被显现，因为这些假阳性不与带支架的区域相邻。

可以通过将支架的检测长度与已知的实际支架长度相比较来进一步消除支架端部附近的假阳性。如果检测的支架长度超过已知支架长度，则通过使用动态阈值调整支架区域或调整邻区的尺寸以给出支架区域的更好估计来改良检测算法。相同方法可以被应用于检测的支架长度比已知长度短的情形。

检测算法还可以包括将检测的支架几何结构和长度与已知的支架几何结构和长度相比较的验证步骤。展现非典型几何结构的帧可以作为假阳性被消除和/或可以不被优先考虑，直到明显的是非典型帧为连续帧区域的一部分。

检测算法不限于分析多对帧，而是也可以分析来自单一帧(如果成像的支架包含足够致密的网状网络)或来自多于两帧(例如，3、4、5或更多)(如果成像的支架包含稀疏的网状网络)的支架信息。另外，在多帧分析中使用的帧无需为邻接帧，而是可以被几个帧分隔。在一个实施方式中，这可以使用滑动窗类型算法来实现。

使用最大角度间隙来推导用于每个多帧的角度覆盖度量标准，以及可以在曲线图上绘制角度覆盖度量标准对比帧号。图16为划分OCT拉回数据内的两个支架的帧位置的角度覆盖绘图的曲线图。对于帧k的角度覆盖度量标准Ψ_k由如下公式来限定：

其中，θ_{max k}为针对帧k测量的最大角度间隙。也计算针对帧k-1和帧k+1测量的最大角度间隙。对于使用支架区域检测方法评估的每帧，组合来自相邻帧的撑杆信息。这就是说，角度覆盖度量标准是关于当前帧k且应用于帧k，即使针对覆盖总计和评估帧邻区，在一个实施方式中针对所有帧生成覆盖结果。随着角度间隙尺寸增大，角度覆盖度量标准减小。在优选实施方式中，使用角度覆盖度量标准阈值将帧分类为包含支架或不包含支架。

具有低于预定阈值的角度覆盖度量标准的帧被分类为无支架帧，而具有高于预定阈值的角度覆盖度量标准的帧被分类为带支架帧。在优选实施方式中，角度覆盖度量标准阈值例如从大约0.25到大约0.65。可以自动地设置或通过软件动态地计算角度覆盖阈值，或者该角度覆盖阈值可以是用户例如根据特定支架的几何结构而定义的。在一个实施方式中，大约0.8为针对一些支架看到的角度覆盖度量标准阈值。在一个实施方式中，小于大约0.3为在帧k位于带支架的区域之外时看到的角度覆盖度量标准阈值。

图16为用于说明性OCT拉回的角度覆盖绘图。角度覆盖度量标准阈值被设为0.4。对于帧0至帧20，角度覆盖度量标准低于0.4；因此，这些帧被算法分类为无支架帧。对于帧0至帧20的角度覆盖度量标准小于0，这指示潜在的背景噪声。帧20至帧125具有在0.7和0.9之间的角度覆盖度量标准，远高于阈值0.4。因此帧20至帧125被算法分类为带支架帧。角度覆盖度量标准在帧125之后急剧下降到0，且保持低于阈值，直到帧140，这指示在帧125和帧140之间的无支架区域。在帧140处，角度覆盖度量标准增大到高于阈值0.4，且从帧140到帧220保持高于该阈值。因此，帧140至帧220被分类为带支架的区域。

图17为示出支架区域检测算法201的流程图。如将理解，可以引入附加步骤或分析而不脱离基础检测算法。检测算法200接收从OCT拉回数据的初步分析获得的引导导管数据211和/或支架撑杆检测数据212。这些输入数据经常基于OCT扫描线或单一OCT帧的分析。在步骤214，使用这些输入数据在引导导管区域中消除帧和/或支架撑杆检测。该步骤为可选的但是为优选的，因为引导导管经常产生被误解为支架撑杆的成像伪影。

接着，在步骤216，通过组合来自相邻帧k和k+1的撑杆数据生成交叉帧或多帧信息。采用该方式，用于接近邻区中的其它帧的一帧的撑杆数据可以被合并、聚集或组合以执行一种交叉帧验证。在优选实施方式中，帧k和帧k+1为紧紧邻接的OCT帧。在另一实施方式中，可以使用2n+1帧的邻区，使用帧集{k-n,k-n+1,…k-1,k,k+1,k+n-1,k+n}。对于n＝1，使用帧k-1、帧k和帧k+1。然而，如上所述，可以将帧k撑杆与来自间隔几微米的帧的数据组合。另外，如上所述，检测算法可以分析来自单一帧的支架信息。

在步骤218，检测算法在多帧数据中计算围绕血管内腔的周界的连续撑杆之间的角度间隙。在步骤221，确定对于给定多帧的最大角度间隙。然后在步骤222中使用最大角度间隙来计算对于每帧的角度间隙度量标准等。在步骤224，然后将该角度间隙度量标准与阈值角度间隙度量标准相比较。如果对于给定多帧的角度间隙度量标准超过阈值角度间隙度量标准，则将该多帧标记为包括在实际的带支架的区域中。最后，在步骤226，检测算法基于多帧分析确定哪些OCT帧对应于实际的带支架的区域。可以执行验证步骤228。该方法还可以包括显示关于血管区域的指示带支架的区域的标记。通常，可以显示检测的且经过验证的撑杆中的任一者，如本文中所描述和绘制。另外，在一个实施方式中，标记为与支架区域对齐的贴壁条，其中，该贴壁条与旋转无关或为持续的。

图18A为示出在消除假阳性撑杆18之前的带支架血管区域101的纵向显示或L模式显示的用户界面表示。多个假阳性撑杆被检测为大约20mm和大约34mm。图18B为在消除假阳性撑杆之后的带支架血管区域101的L模式显示。如图18B所示，检测算法消除假阳性撑杆，导致实际的带支架的区域的更准确显示。

在给定图中使用示出方向性的箭头或缺少箭头不意图限制或要求信息流动可沿的方向。对于给定连接器，诸如在图1和图10A中所示的连接多个元件的箭头和线，例如，信息可以沿着一个或多个方向或沿着仅一个方向流动，如适合于给定实施方式。连接可以包括各种合适的数据传输连接，诸如光学连接、有线连接、电力连接、无线连接、或电气连接。

在计算机存储器内的数据位上按照操作的算法和符号表示来呈现详细描述的某些部分。这些算法描述和表示可以被在计算机和软件相关领域中的技术人员使用。在一个实施方式中，算法在此且通常被设想为导致预期结果的有条理的操作序列。如方法步骤所执行或在本文中以其它方式所描述的操作为需要物理量的物理操控的操作。通常但不一定，这些量采用能够被存储、被传送、被组合、被转换、被比较和以其它方式被操控的电信号或磁信号。

用于实现本发明的界面、检测和其它特征的非限制性软件特征和实施方式

如下描述意图提供适合于执行本文中所描述的本发明的方法的设备硬件和其它操作部件的概述。本描述不意图限制本发明的适用环境或范围。类似地，硬件和其它操作部件可以适合作为上文所描述的装置的部分。可以利用其它系统配置来实践本发明，包括个人计算机、多处理器系统、基于微处理器或可编程电子设备、网络PC、微型计算机、大型计算机等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，其中，利用诸如在导管或导管室的不同隔间内通过通信网络链接的远程处理设备来执行任务。

在计算机存储器内的数据位上按照操作的算法和符号表示来呈现详细描述的某些部分。这些算法描述和表示可以被在计算机和软件相关领域中的技术人员使用。在一个实施方式中，算法在此且通常被设想为导致预期结果的有条理的操作序列。如方法步骤所执行或在本文中以其它方式所描述的操作为需要物理量的物理操控的操作。通常但不一定，这些量采用能够被存储、被传送、被组合、被转换、被比较和以其它方式被操控的电信号或磁信号。

除非另有明确指示，如从如下讨论明显可见，否则要领会到，贯穿说明书，利用诸如“处理”或“计算”或“搜索”或“指示”或“检测”或“测量”或“计算”或“比较”或“生成”或“感测”或“确定”或“显示”等术语、或布尔(Boolean)逻辑或其它设置相关的操作等的讨论指的是计算机系统或电子设备的动作和进程，该动作和进程操控如在计算机系统或电子设备的寄存器和存储器内的物理(电子)量所表示的数据并将其转换为如在电子存储器或寄存器或其它这类信息存储、传输或显示设备内的物理量所类似表示的其它数据。

在一些实施方式中，本发明还涉及用于执行本文中的操作的装置。该装置可以专门针对所需目的来构造，或该装置可以包括由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重配置的通用计算机。该装置的各个电路和部件可以用于执行本文中所描述的一些数据收集和转换和处理。

本文中所呈现的算法和显示器内在地不与任何特定计算机或其它装置相关。各种通用系统可以与按照本文中的教导的程序一起使用，或它可以证明便于构造用于执行所需的方法步骤的更专业的装置。各种各样的这些系统所需的结构将从如下描述中出现。此外，不参照任何特定编程语言来描述本发明，以及因此各种实施方式可以使用各种各样的编程语言来实现。在一个实施方式中，软件指令被配置用于血管内成像/数据收集系统的微处理器或ASIC上的操作。

本发明的实施方式可以以许多不同形式来体现，包括但不限于用于与处理器(例如微处理器、微控制器、数字信号处理器、或通用计算机)一起使用的计算机程序逻辑、用于与可编程逻辑器件(例如现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或其它可编程逻辑器件)一起使用的可编程逻辑、分立部件、集成电路(例如专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC))、或包括上述项的任何组合的任何其它手段。在本发明的典型实施方式中，使用OCT探针和基于处理器的系统收集的、或用于生成控制信号或发起用户界面指令的数据的一些或全部处理被实施为一组计算机程序指令，该组计算机程序指令被转换为计算机可执行形式、被存储在诸如计算机可读介质中、且在操作系统的控制下被微处理器执行。

因此，本文中所描述的查询、响应、传输的探针数据、输入数据、和其它数据和信号被转换为处理器可理解的指令，这些指令适合于响应用户界面选择、控制图形用户界面、控制和图形信号处理、显示来自其它数据收集模式的截面信息和图像、生成和显示支架和贴壁条以及其它血管内数据、显示OCT、血管造影、检测阴影、检测峰值和作为图形用户界面的一部分的其它数据、以及如上所述的其它特征和实施方式。适合于显示为GUI部件或控制、值、或图形用户界面中的其它表示的数据和参数可以包括但不限于贴壁不良值、贴壁条、支架撑杆、缺失数据表示、指示条、阴影、血管造影表示、三维和二维呈现和视图、以及如本文中所描述的其它特征。

实现本文中先前所描述的全部或部分功能的计算机程序逻辑可以以各种形式来体现，包括但不限于源代码形式、计算机可执行形式、和各种中间形式(例如，由汇编器、编译器、链接器或定位器生成的形式)。源代码可以包括以与各种操作系统或操作环境一起使用的各种编程语言(例如，目标代码、汇编语言、或高级语言，诸如福传(Fortran)、C、C++、JAVA或HTML)中的任一种实现的一系列计算机程序指令。源代码可以定义和使用各种数据结构和通信消息。源代码可以为计算机可执行形式(例如借助注释器)、或源代码可以被转换(例如借助翻译器、汇编器、或编译器)为计算机可执行形式。

计算机程序可以以任何形式(例如源代码形式、计算机可执行形式、或中间形式)被永久地或暂时地固定在有形存储介质中，该有形存储介质诸如半导体存储设备(例如RAM、ROM、PROM、EEPROM或闪存-可编程的RAM)、磁存储设备(例如磁盘或固定硬盘)、光学存储设备(例如CD-ROM)、PC卡(例如PCMCIA卡)、或其它存储设备。计算机程序可以以任何形式被固定在信号中，使用各种通信技术中的任一种可将该信号发送到计算机，各种通信技术包括但不限于模拟技术、数字技术、光学技术、无线技术、联网技术、和网络互联技术。计算机程序可以以任何形式被分布为附有印刷的或电子的文件编制(例如用收缩膜包装的软件)的可移动存储介质、预先加载有计算机系统(例如在系统ROM或固定硬盘上)、或分布在网络上。

实现本文中先前描述的全部或部分功能的硬件逻辑(包括与可编程逻辑器件一起使用的可编程逻辑)可以使用传统手工方法来设计，或者可以使用各种工具以电子方式来设计、捕获、模拟、或以文件记录，各种工具诸如计算机辅助设计(CAD)、硬件描述语言(例如VHDL或AHDL)、或PLD编程语言(例如PALASM、ABEL或CUPL)。

可编程逻辑可以被永久地或暂时地固定在有形存储介质中，该有形存储介质诸如半导体存储设备(例如RAM、ROM、PROM、EEPROM或闪存-可编程的RAM)、磁存储设备(例如磁盘或固定硬盘)、光学存储设备(例如CD-ROM)、或其它存储设备。可编程逻辑可以被固定在信号中，使用各种通信技术中的任一种可将该信号发送到计算机，各种通信技术包括但不限于模拟技术、数字技术、光学技术、无线技术(例如蓝牙)、联网技术、和网络互联技术。可编程逻辑可以被分布为附有印刷的或电子的文件编制(例如用收缩膜包装的软件)的可移动存储介质、预先加载有计算机系统(例如在系统ROM或固定硬盘上)、或从服务器或电子布告板而分布在通信系统(例如因特网或万维网)上。

下文更详细地讨论合适的处理模块的各种示例。如本文中所使用，模块指的是适合于执行特定数据处理或数据传输任务的软件、硬件、或固件。通常，在优选实施方式中，模块指的是适合于接收、变换、路由和处理指令或各种类型的数据的软件例程、程序、或其它存储器常驻应用程序，各种类型的数据诸如OCT扫描数据、用户界面数据、控制信号、血管造影数据、用户动作、频率、干涉仪信号数据、检测的支架、候选支架撑杆、FFR数据、IVUS数据、阴影、像素、强度图样、评分、投影、侧支数据、和导丝数据以及如本文中所描述的感兴趣的其它信息。

本文中描述的计算机和计算机系统可以包括操作性关联的机器可读介质，诸如计算机可读介质，诸如用于存储在获得、处理、存储和/或传送数据时使用的软件应用程序的存储器。可以理解，这类存储器相对于其操作上关联的计算机或计算机系统可以为内部的、外部的、远程的或本地的。

存储器还可以包括用于存储软件或其它指令的任何部件，包括但不限于硬盘、光碟、软盘、DVD(数字通用光盘)、CD(光盘)、记忆棒、闪存、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、DRAM(动态随机存取存储器)、PROM(可编程ROM)、EEPROM(扩展可擦写PROM)和/或其它类似的计算机可读介质。

通常，与本文中描述的本发明的实施方式相关联应用的计算机可读存储介质可包括能够存储被可编程装置执行的指令的存储介质。在可应用的情况下，本文中描述的方法步骤可以被体现或执行为存储在计算机可读存储介质或存储媒介上的指令。根据本发明的实施方式，这些指令可以为以各种编程语言体现的软件，各种编程语言诸如C++、C、Java和/或可应用于创建指令的各种其它类型的软件编程语言。

术语“机器可读介质”或“计算机可读介质”包括能够存储、编码或承载用于被机器执行且引起该机器执行本发明的方法论中的任何一者或多者的一组指令的任何介质。尽管机器可读介质在示例性实施方式中被示出为单一介质，但是术语“机器可读介质”应当被视为包括存储一组或多组指令的单一介质或多个介质(例如数据库、一个或多个中心化或分布式数据库和/或相关联的缓存和服务器)。

存储介质可以为非易失性的或包括非易失性设备。因此，非易失性存储介质或非易失性设备可以包括有形的设备，意味着该设备具有具体的物质形态，但是该设备可以改变其物理状态。因此，例如，非易失性指的是，不管该状态改变，设备都保持有形的。

本发明的方面、实施方式、特征和示例将在所有方面被视为说明性的，且不意图限制本发明，本发明的范围仅由权利要求来限定。其它的实施方式、修改、和用途对于本领域的技术人员将是明显的，而不脱离所请求保护的本发明的精神和范围。

本申请中的标题和章节的使用不意在限制本发明；每个章节可以应用本发明的任何方面、实施方式或特征。

贯穿本申请，在组成物被描述成具有、包括或包含具体部件的情况下，或在过程被描述成具有、包括或包含具体过程步骤的情况下，设想本教导的组成物也本质上包括或包括所列部件，以及本教导的过程也本质上包括或包括所列过程步骤。

在本申请中，在元件或部件被说成包括在所列元件或部件的列表中和/或选自该列表的情况下，应当理解，元件或部件可以为所列元件或部件中的任一者以及可以选自由所列元件或部件中的两者或更多者组成的组。另外，应当理解，本文中描述的组成物、装置或方法的元素和/或特征可以以各种方式来组合，而不脱离本文中无论是显式的还是隐式的本教导的精神和范围。

术语“包括”或“具有”的使用通常应当被理解成开放式且非限制的，除非另有明确陈述。

本文中的单数的使用包括复数(反之亦然)，除非另有明确陈述。另外，单数形式“一”和“该”包括复数形式，除非上下文另有清楚指示。此外，在数值之前使用术语“约”的情况下，本教导也包括具体数值本身±10％，除非另有明确陈述。

应当理解，步骤的次序或用于执行某些动作的次序是非实质的，只要本教导保持可操作性即可。另外，可以同时进行两个或更多个步骤或动作。

在提供一系列值或一列值的情况下，该一系列值或一列值的上限和下限之间的每个中间值被单独考虑且被包含在本发明内，犹如在本文中明确地列举每个值。此外，给定范围的上限和下限之间的且包括该上限和下限的较小范围被考虑且被包含在本发明内。示例性值或范围的列表不是放弃在给定范围的上限和下限之间的且包括该上限和下限的其它值或范围。

应当理解，为了清楚地理解本发明，已简化本发明的附图和说明书以说明相关的元件，同时为了简洁而消除其它元件。然而，本发明的普通技术人员将认识到，这些元件和其它元件可能是期望的。然而，由于这类元件在本领域中是熟知的且由于这些元件不促进更好理解本发明，因此在本文中不提供这类元件的讨论。应当理解的是，附图是出于说明目的而呈现的，且不作为施工图。省略的细节和修改或替选实施方式在本领域的普通技术人员的视界内。

可以理解的是，在本发明的某些方面中，单个部件可以用多个部件来替换，以及多个部件可以用单个部件来替换，以提供元件或结构或者以执行给定的一个或多个功能。除了这类替代不会运作以实践本发明的特定实施方式的情况外，这类替代被视为在本发明的范围内。

本文中呈现的示例意图说明本发明的潜在的和特殊的实现方式。对于本领域的技术人员，可以理解的是，这些示例主要意图用于说明本发明的目的。可以存在本文中所描述的这些图或操作的变型，而不脱离本发明的精神。例如，在某些情况下，方法步骤或操作可以按不同次序进行或执行，或者可以添加、删除或修改多个操作。

此外，尽管已出于说明本发明的目的而非出于限制本发明的目的描述了本发明的特定实施方式，但是本领域的普通技术人员将理解，可以在本发明的原理和范围内进行元件、步骤、结构和/或部分的细节、材料和布置方式的多种变型，而不脱离如权利要求中所描述的本发明。

Claims (22)

1.一种确定血管中的支架撑杆覆盖的方法，所述方法包括如下步骤：

接收用于带支架血管的光学相干断层摄影数据，所述光学相干断层摄影数据包括多个图像帧；

将所述光学相干断层摄影数据存储在血管内数据收集系统的存储设备中；

分析所述多个图像帧以基于每帧识别支架撑杆；

组合来自所述多个图像帧的帧邻区的撑杆信息以创建多帧数据；以及

在所述帧邻区中从所述多帧数据确定任意两个相邻撑杆之间的最大角度间隙。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：如果所述最大角度间隙小于阈值角度间隙，则将一给定帧分类为包含支架的帧。

3.如权利要求2所述的方法，还包括：

通过识别包含小于阈值角度间隙的最大角度间隙的相邻帧的集群来识别包含支架的区域。

4.如权利要求1所述的方法，还包括：针对所述血管确定质心值以及针对一给定帧k计算相对于血管质心的所述最大角度间隙。

5.如权利要求1所述的方法，其中，根据公式

使用对于给定帧k的所述最大角度间隙θ_max，k计算对于帧k的角度覆盖度量标准Ψ_k。

6.如权利要求5所述的方法，其中，更接近1的角度覆盖度量标准指示包含支架的所述帧。

7.如权利要求1所述的方法，包括：显示关于血管区域的表示带支架的区域的标记。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述标记为与所述带支架的区域对齐的贴壁条，其中，所述贴壁条与旋转无关或为持续的。

9.如权利要求5所述的方法，包括：针对帧k和至少一个相邻帧k+1，计算所述角度覆盖度量标准。

10.如权利要求6所述的方法，包括如下步骤：针对连续的相邻帧，迭代地计算所述角度覆盖度量标准。

11.如权利要求2所述的方法，包括：重复所述方法的所述步骤中的一个或多个步骤以顺序地分类所述光学相干断层摄影数据中的多个帧。

12.如权利要求10所述的方法，包括：如果对于给定帧的所述角度覆盖度量标准大于阈值角度间隙度量，则顺序地将多帧分类为包含支架的帧。

13.如权利要求12所述的方法，包括：将相邻的包含支架的帧聚集为包括第一帧和最后一帧的带支架的区域。

14.如权利要求13所述的方法，包括：如果邻近所述第一帧的帧具有低于所述阈值角度间隙度量的角度覆盖度量标准，则终止所述带支架的区域的第一端。

15.如权利要求13所述的方法，包括：如果邻近所述最后一帧的帧具有低于所述阈值角度间隙度量的角度覆盖度量标准，则终止所述带支架的区域的第二端。

16.如权利要求7所述的方法，还包括：在血管内图像中显示指示一个或多个区域的标记，其中，图像数据不能够用于显示。

17.如权利要求9所述的方法，其中，所述角度覆盖度量标准为

的形式，其中，θ_max，k为相邻撑杆之间的最大角度间隙。

18.如权利要求9所述的方法，还包括：如果对于给定帧的所述角度覆盖度量标准大于阈值角度间隙度量，则顺序地将多帧分类为包含支架的帧。

19.一种确定带支架血管中的支架撑杆覆盖的方法，所述方法包括如下步骤：

使用血管内成像系统存储所述血管的一个或多个血管内图像数据集，每个血管内数据集包括多个帧；

限定邻区，所述邻区包括帧k以及在帧k附近的一个或多个帧；

通过组合在所述邻区的所有帧上检测到的所有撑杆来确定对于帧k的角度间隙；以及

使用确定的最大所述角度间隙生成关于帧k的角度覆盖度量标准Ψ_k。

20.如权利要求19所述的方法，其中，所述角度覆盖度量标准为

的形式，其中，θ_max，k为相邻撑杆之间的最大角度间隙。

21.一种用于检测一个或多个带支架的区域的血管内成像系统的基于可编程处理器的计算设备，所述基于可编程处理器的计算设备包括：

用于接收血管内成像数据的一个或多个数据访问通道；

与所述一个或多个数据访问通道电通信的处理器和相关联的存储器，其中，所述处理器被编程为：

使用血管内成像系统存储所述血管的一个或多个血管内图像数据集，每个血管内数据集包括多个帧；

限定邻区，所述邻区包括帧k以及在帧k附近的一个或多个帧；

通过组合在所述邻区的所有帧上检测到的撑杆来确定对于帧k的角度间隙；

使用确定的所述角度间隙生成关于帧k的角度覆盖度量标准Ψ_k；以及

如果对于给定帧的所述角度覆盖度量标准大于阈值角度间隙度量，则将多帧分类为包含支架的帧。

22.如权利要求21所述的基于可编程处理器的计算设备，其中，所述角度覆盖度量标准为

的形式，其中，θ_max，k为相邻撑杆之间的最大角度间隙。

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