CN110573089A - 血管内流动和压力测量结果 - Google Patents

血管内流动和压力测量结果 Download PDF

Info

Publication number
CN110573089A
CN110573089A CN201880028572.7A CN201880028572A CN110573089A CN 110573089 A CN110573089 A CN 110573089A CN 201880028572 A CN201880028572 A CN 201880028572A CN 110573089 A CN110573089 A CN 110573089A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
ultrasound
tracking
functional flow
measurements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880028572.7A
Other languages
English (en)
Inventor
A·范德霍斯特
A·K·贾殷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips NV filed Critical Koninklijke Philips NV
Publication of CN110573089A publication Critical patent/CN110573089A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/06—Measuring blood flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/0215—Measuring pressure in heart or blood vessels by means inserted into the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026—Measuring blood flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06—Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • A61B5/061—Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06—Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • A61B5/061—Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body
    • A61B5/062—Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body using magnetic field
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6847—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
    • A61B5/6851—Guide wires
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6847—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
    • A61B5/6852—Catheters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6867—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive specially adapted to be attached or implanted in a specific body part
    • A61B5/6876—Blood vessel
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6886—Monitoring or controlling distance between sensor and tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7221—Determining signal validity, reliability or quality
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/742—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using visual displays
    • A61B5/743—Displaying an image simultaneously with additional graphical information, e.g. symbols, charts, function plots
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/04—Measuring blood pressure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/12—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves in body cavities or body tracts, e.g. by using catheters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/46—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B8/461—Displaying means of special interest
    • A61B8/463—Displaying means of special interest characterised by displaying multiple images or images and diagnostic data on one display
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/48—Diagnostic techniques
    • A61B8/488—Diagnostic techniques involving Doppler signals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7285—Specific aspects of physiological measurement analysis for synchronising or triggering a physiological measurement or image acquisition with a physiological event or waveform, e.g. an ECG signal
    • A61B5/7292—Prospective gating, i.e. predicting the occurrence of a physiological event for use as a synchronisation signal
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0833—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures
    • A61B8/0841—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures for locating instruments

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

本公开描述了生成身体结构的功能流动图的方法和系统。所述方法可以包括提供被配置用于插入到在跟踪场内的身体结构内的管腔内设备。所述管腔内设备可以包括被配置为获得一个或多个功能流动测量结果并且被配置为接收信号或引起所述跟踪场中的扰动的传感器。接收到的所述传感器的信号或扰动可以用来跟踪所述管腔内设备在所述身体结构内的一个或多个位置。所述传感器还可以用来获得所述跟踪位置处的所述功能流动测量结果。基于所述跟踪位置和所述功能流动测量结果，可以生成所述身体结构的所述功能流动图。

Description

血管内流动和压力测量结果
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年3月31日提交的美国临时申请US 62/479368的权益和优先权，通过引用将其整体并入。
技术领域
本发明涉及用于获得血流动力学测量果结果并且将测量结果映射到身体结构内的特定位置的系统和方法。更具体地，本发明涉及用于使用管腔内设备获得血压和/或流动测量结果并且使用跟踪系统将测量结果映射到特定管腔内位置来生成身体结构的功能流动图的超声系统和方法。
背景技术
通过血管内压力和/或流动测量结果来评价心血管和外周血管疾病的血流动力学显著性已经证明对指导动脉粥样硬化疾病的处置是有益的。例如，在冠状动脉中，使用被安装在导丝/导管上的压力传感器来获得管腔内血压测量结果目前是评价心血管疾病的处理标准。然而，根据此类方法，压力传感器的位置必须与管腔内压力读数共配准，这会是困难的。使用导管/导丝获得准确的管腔内血流速度可能是更加困难的，因为给定血管的速度廓线通常依赖于脉管解剖结构。此外，认识到流动传感器相对于脉管的位置和/或取向对于尤其使用目前的超声导丝获得可靠的流动测量结果数据是至关重要的，目前的超声导丝一般确定沿丝的方向的而非脉管的方向的血流速度。现有的导丝因此经常不能提供血流和血压的准确测量结果。因此，会期望用于更准确地且可靠地测量血管内的定位位置处的血流和血压的技术。
发明内容
本文中提供了用于获得身体结构(诸如血管的管腔)内的血流动力学测量结果并且使用外部跟踪系统将测量结果映射到特定管腔内位置的方法、系统和装置。通过外部跟踪系统收集的跟踪数据可以用来评估在管管腔内获得的血流动力学测量结果的质量，所述血流动力学测量结果可以使用被包括在管腔内设备(例如，导丝)上的一个或多个传感器来获得。在某些实施例中，从被用于血流动力学测量的相同传感器采集跟踪数据。例如，某些测量结果可以基于传感器相对于身体结构的管腔内壁的位置和/或取向被丢弃。一个或多个处理器可以用来组合外部采集的跟踪数据与管腔内血流动力学数据，并且创建叠加两种数据类型的功能流动图。在一些范例中，包含传感器的身体结构也可以被成像，并且得到的(一幅或多幅)图像被叠加在所述功能流动图上，使得管腔内测量结果被显示在获得测量结果的位置处的身体结构的图像上。在身体结构内采集的血流动力学数据可以包括管腔内血压、血流速度和/或血流方向的测量结果。血流动力学数据也可以使用跟踪系统(例如经由多普勒流动成像)来估计，并且配合对应的管腔内测量结果用来调整不准确的和/或误对齐的测量结果。可以被实施来执行本文中描述的方法的跟踪系统可以包括超声和/或电磁跟踪系统，每个系统被配置为生成在其中可以监测管腔内设备的位置和/或取向的跟踪场。在某些实施例中，跟踪是基于使用飞行时间测量结果传感器何时接收到来自扰动的信号，例如，跟踪场内的位置是基于外部信号或扰动被传感器接收所花费的时间。
根据一些范例，一种方法可以包括提供被配置用于插入到在跟踪场内的身体结构内的管腔内设备。所述管腔内设备可以包括一个或多个传感器，并且至少一个传感器被配置为获得一个或多个功能流动测量结果，并且被配置为接收信号或引起所述跟踪场中的扰动。所述方法可以还包括使用接收的所述传感器的信号或扰动来跟踪所述管腔内设备在所述身体结构内的一个或多个位置，使用所述传感器来获得所述跟踪位置处的所述功能流动测量结果，以及基于所述跟踪位置和所述功能流动测量结果生成所述身体结构的功能流动图。
在一些范例中，所述功能流动测量结果可以包括血压或血流速度中的至少一个。在各种实施方式中，所述方法可以在所述管腔内设备被移动通过所述跟踪场时被实时执行。在一些实施例中，所述跟踪场可以通过朝向所述传感器发射超声来生成，其中所述传感器包括超声接收器，并且其中使用所接收的信号涉及执行所接收的信号的单向波束形成。
一些范例方法可以还包括提供使用所述传感器获得的所述功能流动测量结果的质量指示。质量的所述指示可以是至少部分地基于所述传感器相对于所述跟踪场的所述跟踪位置。在一些实施例中，所述跟踪位置可以包括所述传感器到管腔内壁的接近度、所述传感器与所述管腔内壁之间的角度、和/或所述传感器相对于所述管腔内壁的移动的水平。
在一些实施例中，生成所述功能流动图可以包括拒绝与在阈值质量值之下的质量值相关联的测量的血压或测量的血流速度。额外地或者替代地，生成所述功能流动图可以包括组合使用所述传感器获得的血压或血流速度测量结果与从外部超声系统导出的流速估计。在一些实施方式中，使用所述传感器来获得所述功能流动测量结果可以包括在所述传感器处发射并接收管腔内超声信号。所述方法可以还包括显示包括被叠加到所述身体结构的图像上的所述功能流动图的图像。
根据一些范例，一种系统可以包括管腔内设备，所述管腔内设备提供被配置用于插入到在跟踪场内的身体结构内。一个或多个传感器可以被定位在所述管腔内设备上，其中，至少一个传感器被配置为获得一个或多个功能流动测量结果，并且被配置为接收信号或引起所述跟踪场中的扰动。所述系统可以还包括跟踪系统，所述跟踪系统被通信地耦合到所述传感器以响应于接收的信号或由所述传感器引起的扰动而生成跟踪数据。所述系统可以还包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器与所述传感器和所述跟踪系统通信。所述一个或多个处理器可以被配置为：使用所接收的传感器的信号或扰动来跟踪所述管腔内设备在所述身体结构内的一个或多个位置；使用所述传感器来获得所述跟踪位置处的所述功能流动测量结果；以及基于所述跟踪位置和所述功能流动测量结果来生成所述身体结构的功能流动图。所述功能流动测量结果可以至少包括血压和/或血流速度。在一些范例中，所述系统可以还包括与所述一个或多个处理器通信的显示器，其中，所述一个或多个处理器被配置为引起所述显示器显示包括被叠加到所述身体结构的图像上的所述功能流动图的图像。在一些实施例中，一个或多个处理器被配置为引起所述显示器显示使用所述传感器获得的所述血压或血流速度测量结果的质量指示，其中，所述血压或血流速度测量结果的质量的所述指示是至少部分地基于所述跟踪位置。所述一个或多个处理器可以还被配置为当生成所述功能流动图时忽略与在阈值质量值之下的质量值相关联的血压或血流速度测量结果。
在一些实施例中，所述跟踪系统可以包括超声跟踪系统，所述超声跟踪系统包括被配置为朝向所述传感器发射超声的超声发射器，其中，所述传感器包括超声接收器，并且其中，所述超声跟踪系统被配置为通过当被放置在所述超声发射器的视场内时执行被所述超声接收器接收的信号的单向波束形成来定位所述超声接收器的所述位置。在一些范例中，所述跟踪系统可以由超声成像系统的超声阵列来提供，所述超声成像系统的超声阵列被配置为生成超声图像，所述超声图像包括与所述功能流动图叠加在一起的所述身体结构的B-模式图像。所述超声成像系统可以被配置为生成还包括所述传感器的所述跟踪位置的超声图像，所述传感器的所述跟踪位置在所述超声图像中被实时更新。在一些范例中，所述跟踪系统可以被配置为生成彩色流多普勒或矢量流图像的超声系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为组合使用所述传感器获得的所述一个或多个功能流动测量结果与通过所述超声系统导出的流速估计来生成所述功能流动图。
在另外或备选实施例中，所述跟踪系统可以包括电磁(EM)跟踪系统，所述电磁(EM)跟踪系统包括被配置为生成EM场的场生成器，其中，所述传感器包括一个或多个传感器线圈，并且其中，所述EM跟踪系统被配置为响应于当被放置在所述EM场内时由所述一个或多个传感器线圈引起的所述EM场的扰动而定位所述一个或多个传感器线圈的所述跟踪位置。
附图说明
图1是根据本公开的原理的流动图生成系统的方框图。
图2是根据本公开的原理的装备有被定位在血管的中心附近的传感器的管腔内设备的图示。
图3是根据本公开的原理的装备有被定位在血管的转弯点附近的传感器的管腔内设备的图示。
图4是移动根据本公开的原理的主动脉备有被定位在血管的中心附近的传感器的管腔内设备的图示。
图5是根据本公开的原理的另一流动图生成系统的方框图。
图6是根据本公开的原理的超声跟踪系统的方框图。
图7是根据本公开的原理的流动图生成方法的方框图。
具体实施方式
以下对特定示范性实施例的描述在本质上仅仅是示范性的并且不旨在以任何方式限制本发明或其应用或使用。在本系统和方法的实施例的详细描述中，参考附图(其形成本说明书的部分)，并且在附图中，通过例示可以实践所描述的系统和方法的具体实施例的方式来示出。以足够的细节描述这些实施例使得本领域技术人员能够实践当前公开的系统和方法，并且应当理解，可以利用其他实施例，并且可以做出结构和逻辑改变而不偏离本系统的精神和范围。此外，出于简洁的目的，当特定特征对于本领域技术人员而言是显而易见的时，将不再论述对这些特征的详细描述，以便不使对本系统的描述变得费解。以下详细描述因此并非出于限制性的意义，并且本系统的范围仅仅是由权利要求来限定的。
图1示出了根据本公开的被配置为生成身体结构的功能流动图的范例系统100。如图所示，系统100可以包括管腔内设备102，例如，导管、微导管或导丝，所述管腔内设备102被配置用于插入到限定内部管腔105的身体结构104(诸如血管)内。管腔内设备102可以包括一个或多个传感器106，所述一个或多个传感器106被配置为获得血流动力学管腔内数据107形式的各种功能流动测量结果，例如，血流速度和/或血压。功能流动测量结果可以在由外部跟踪系统110生成的跟踪场108内获得。至少一个传感器106还被配置为接收由外部跟踪系统110生成的信号或扰动。在图1中示出的跟踪系统110包括跟踪场生成器111和跟踪处理器112，所述跟踪场生成器111和跟踪处理器112两者可以被通信地耦合到传感器106。跟踪系统110可以被配置为响应于检测到的传感器106的移动(例如响应于由传感器106在跟踪场108内引起的扰动118)而生成跟踪数据114。在其他实施例中，跟踪系统110可以朝向传感器106发射信号116，诸如超声信号，所述传感器106可以包括超声接收器。传感器106可以响应于检测到的超声而生成信号，并且信号可以(例如，经由有线或无线连接)被传输到跟踪系统110或处理器126(诸如经由用来传输管腔内数据107的有线连接)。跟踪系统110可以生成跟踪数据114，所述跟踪数据114可以用来相对于身体结构对传感器106进行跟踪。例如，由跟踪系统110生成的跟踪数据114可以包含关于传感器106的位置和/或取向的信息，当管腔内设备102被移动通过身体结构104时可以实时收集所述关于传感器106的位置和/或取向的信息。在传感器106将跟踪信号直接通信到处理器126的实施例中，处理器126可以被配置为确定传感器106相对于身体结构104的位置和/或取向。例如，处理器可以被配置为基于来自传感器106的信号和/或从跟踪系统110传输的另外信息(例如，关于超声跟踪脉冲的信息)来生成跟踪数据114。跟踪传感器相对于跟踪系统和/或处理器126的其他布置可以被使用。
如进一步示出的，管腔内设备102可以与设备系统120耦合，所述设备系统120可以包括设备控制器122和设备处理器124，所述设备控制器122和设备处理器124分别被配置用于操作管腔内设备102和处理它收集的管腔内数据107。与跟踪处理器112和设备处理器124两者通信耦合的是集成处理器126。集成处理器126可以被配置为接收并处理从跟踪系统110接收的跟踪数据114和从设备系统120接收的管腔内数据107。通过编译来自两个信息源的数据，集成处理器126可以被配置为组合传感器106的位置信息与在管腔105内获得的功能流动测量结果，由此生成功能流动图128，所述功能流动图128包括被映射到身体结构104内的特定位置的功能流动测量结果。在图1中示出的系统还包括显示器130，所述显示器130可以与集成处理器126通信地耦合，并且可以包括交互式用户接口131。显示器130可以被配置为显示被叠加在身体结构104的图像132(例如，B-模式)上的功能流动图128。在一些范例中，显示器130可以还被配置为显示对一个或多个功能流动测量结果的质量133的指示。
集成处理器126可以被配置为以多种方式处理从传感器106和跟踪系统110两者接收的数据。集成处理器126可以由一个或多个处理器形成。例如，如上面陈述的，集成处理器126可以被配置为生成功能流动图128。功能流动图128可以包括从身体结构104的管腔105内收集的各种流动和/或压力测量结果，每个测量结果对应于获得测量结果的具体位置。在一个范例中，功能流动图128可以包括被映射到血管内的一个或多个位置的血流速度测量结果。当管腔内设备102被移动通过身体结构104时，通过传感器106收集的新的速度测量结果可以在其被检测的离散位置处被添加到图128。额外地或者替代地，功能流动图128可以包含通过传感器106在血管内的各种位置处获得的血压读数。在又一范例中，血流方向数据可以通过传感器106来获得，并且被映射到功能流动图128内的不同位置。取决于传感器106的功能性或与具体管腔内设备102耦合的传感器的数量，两种或更多种不同类型的功能流动测量结果可以被包括在功能流动图128上。这样的测量结果可以经由显示器130被同时或个体地显示。在用户的控制下，显示器130可以被配置为在功能流动图128的多个版本之间切换。例如，希望仅观察关于血流速度的数据的用户可以例如在用户接口131处选择用于观察包括这种数据的功能流动图128的选项。另一可选选项可以仅包括血压数据，而另一个可以包括两个或更多个数据类型。
经由传感器106获得功能流动测量结果并且经由跟踪系统110将这些测量结果映射到特定管腔内位置可以促进改善的数据收集和解读。例如，血压、血流储备分数(“FFR”)、瞬时无波比(“iFR”)、血流速度、血流方向、体积血流、冠脉血流储备(“CFR”)、流动阻力、和/或微循环、以及其他血流动力学参数可以在血管内的不同位置处波动。使用目前出售的导丝/导管测量结果这些参数的能力也在不同位置处变化。例如，平行于周围管腔内壁取向的传感器可以收集比垂直于管腔内壁取向的相同传感器更准确的关于血流速度的数据。因此，通过考虑功能流动测量结果以及获得测量结果的位置，测量结果的质量或准确性能够被评价。如本文中讨论的，管腔内数据107的准确性可以通过合并这种数据与外部获得的跟踪数据114来修正。额外地或替代地，管腔内数据107可以基于经由跟踪系统110获得的跟踪数据114而被筛选。
在图1中描绘的集成处理器126包括与两个单独处理器耦合的单个部件，然而，集成处理器126的配置可以改变。例如，集成处理器126可以包括两个或更多个处理器。在一些范例中，管腔内数据107与跟踪数据114的集成可以不通过截然不同的部件来执行。替代地，数据集成可以发生在被用来处理跟踪数据114和/或管腔内数据107的相同处理器内。因此，在一些范例中，设备处理器124和/或跟踪处理器112可以被配置为生成功能流动图128。在各种实施例中，不同的设备处理器124和跟踪处理器112可以一起被省略，使得集成处理器126执行从跟踪系统110和设备系统120接收的数据的初始处理以及最终合并。
集成处理器126被配置为处理与跟踪数据114串联的各种功能流动测量结果(例如，血压和/或血流速度)的方式可以改变。在一些实施例中，集成处理器126可以被配置为确定使用传感器106获得的对一个或多个功能流动测量结果的质量指示133。质量指示133可以至少部分地基于传感器106的跟踪位置，并且当测量结果正被收集时，可以被实时显示在显示器130上。当传感器106被定位在血管的相对笔直部分内时相对于弯曲部分质量指示133可以改善，例如尤其在特别紧密角落附近的弯曲部分，其中传感器106会更可能面向管腔内壁。质量指示133可以以二值方式被显示，使得给定的功能流动测量结果被认为是“合格”或“不合格”，或质量指示133可以在从“高质量”到“低质量”的相对尺度上被连续调整。根据这样的实施例，当跟踪数据114和管腔内数据107例如经由超声来获得时，质量测量结果可以在逐帧的基础上进行评估
在一些范例中，集成处理器126可以被配置为当生成功能流动图128时拒绝、忽略或要不然过滤与在阈值质量值之下的质量值相关联的功能流动测量结果。以此方式，功能流动图128可以选择性地仅包括被认为具有足够质量的功能流动测量结果。满足由集成处理器126应用的质量阈值的测量结果可以被内插，其中对应于居间管腔内位置和/或时间点的数据点被排除。各种参数可以由集成处理器126评估来确定功能流动测量结果是否满足阈值质量值。例如，传感器106的跟踪位置可以包括关于传感器106到管腔内壁的接近、传感器106与管腔内壁之间的角度、和/或传感器106相对于管腔内壁的移动的水平的信息。这些参数中的一个或多个可以影响由传感器106获得的测量结果的质量。例如，质量可以在更靠近管腔内壁的位置处降低。在一些实施例中，集成处理器126可以被配置为自动地基于从跟踪系统110接收的跟踪数据114确定管腔内设备102的远侧顶端部分(其可能与传感器106耦合)是被定位在血管的径向中心中、在血管壁附近、还是在之间中的某个地方。当传感器106被定位在壁附近时获得的功能流动测量结果可以被拒绝，而更靠近或在中心处的位置可以被接受用于进一步处理和/或包括在功能流动图128内。类似地，如果传感器106正在朝向或远离管腔内壁移动，例如如果传感器由于湍流血流和/或管腔内设备102被用户推进正在振荡，质量则会降低。
在图2–4中图示了功能流动测量结果可以被集成处理器126拒绝或接受的范例情景。每张图描绘了与被定位在身体结构104的管腔105内的传感器106耦合的管腔内设备102，所述身体结构104的管腔105被表示为血管。出于解释目的，血管104被示为包括限定管腔内空间105的两个平行管腔内壁105a和105b；然而，血管104仅包括一个圆柱形管腔内壁。在图2中，传感器106被定位在血管104的中心附近，到两个管腔内壁105a、105b的距离近似相等。通过传感器106从该位置和取向收集的功能流动测量结果可以被集成处理器126接受，并且被显示在功能流动图128上。相比之下，图3通过传感器106收集的功能流动测量结果可能被集成处理器126拒绝的情景。具体地，传感器106正在面向管腔内壁105a并且背向管腔内壁105b。在该取向中，传感器106会收集不准确的测量结果。因此，可以从功能流动图128排除这些测量结果。图4描绘了集成处理器126可以被配置为拒绝通过传感器106收集的管腔内数据107的又一情景。在图4中，传感器106正在沿箭头的方向朝向管腔内壁105b被垂直地移动。传感器106可以正在上下振荡，以快速连续方式交替地接近管腔内壁105a和105b。传感器106的这种移动会阻止它获得尤其关于流速的准确测量结果。因此，在该取向中获得的管腔内数据107也可以被排除。
由于许多另外的原因，关于经由传感器106获得的功能流动测量结果的管腔内数据107可以被拒绝或被认为具有较差的质量。例如，身体结构104内的特定位置可以被抢先避免，并且因此在这些位置中获得的管腔内数据107可以自动地被集成处理器126拒绝。如果在管腔105内检测到二次流动(其可以特别频繁地发生在脉管分叉和/或狭窄附近)，管腔内数据107也可以被拒绝。二次流动可以被跟踪系统110手动地或自动地检测，并且被通信到集成处理器126来帮助数据过滤。
管腔内设备102和传感器106可以包括各种配置和/或功能。传感器106可以与管腔内设备102永久地附接、一体地形成、或可逆地耦合。传感器106在其内获得管腔内数据107的窗口可以被定位并且在尺寸上是可变的。例如，传感器106的测量结果窗口尺寸可以在大约1mm到大约15mm、大约2mm到大约12mm、大约3mm到大约9mm、大约4到大约8mm的范围内变动、或者大约6mm。如在图1-4中示出的，在一些实施例中，仅一个传感器106可以被包括在个体管腔内设备102上。根据一些范例，单个传感器106可以被配置为在不同的操作模式之间交替。例如，传感器106可以包括与外部超声跟踪系统通信地耦合的超声接收器。在这样的范例中，传感器106可以被配置为在接收模式与发射模式之间交替。在接收模式中，传感器106可以操作为接收外部产生的超声信号，并且在发射模式中，传感器106可以被配置为在管腔105中发射超声信号。额外地或替代地，传感器106可以被时间分割为在跟踪模式与测量模式之间交替。在跟踪模式中，例如，传感器106可以发射和/或接收超声信号，而在测量模式中，传感器106可以监测管腔内血压。替代地，两个或更多个传感器106可以被包括在单个管腔内设备102上。在两个或更多个传感器被包括在单个设备上的情况下，传感器可以沿着设备的长度偏离彼此各种距离。在一些范例中，每个传感器可以被配置为执行截然不同的功能，这可以部分地取决于所使用的跟踪系统的种类。例如，第一传感器可以是被配置为接收从外部超声发射器朝向传感器发射的超声信号的跟踪传感器，而第二传感器可以被配置为确定身体结构的管管腔内的一个或多个功能流动测量结果，诸如血压。
在一些实施例中，传感器106可以被配置为获得关于血流的管腔内数据107。这种传感器106可以包括超声换能器，例如，锆钛酸铅(“PZT”)换能器、电容式微加工超声换能器(“CMUT”)或单晶体换能器，并且可以被配置为例如经由多普勒流动来测量血流速度，通过将超声信号或波束134发射到身体结构104的管腔105内并且响应于发射的信号134而接收信号136(如在图2–4中示出的)。如在下面参考图5更详细地描述的，相同的传感器106也可以被配置为接收从外部超声设备发射到身体结构104内的超声信号。
在一些实施例中，传感器106可以被配置为获得关于血压的管腔内数据107。这种传感器106可以被配置为经由各种技术测量结果管腔105内的血压，包括血流储备分数(“FFR”)和/或瞬时无波比FFR(“iFR”)。被配置为获得压力数据的传感器可以是压敏的和电容的，并且可以用来定位传感器在外部生成的跟踪场108中的位置。包括血压测量结果的功能流动图128可以包括不同的颜色来表示在不同位置处测量的不同压力。被配备为测量血压的传感器可以按照各种拉回测量技术被使用，这一般可以包括当管腔内设备102并且因此被耦合到其的血压传感器106被移动通过身体结构时检测身体结构104内的压力梯度。一些实施例可以还包括血压测量的心电图门控，使得压力读数作为心动周期的函数被显示。根据这样的实施例，压力测量结果可以在收缩期和舒张期期间被获得，其中居间值经由在图1中示出的处理器中的一个或多个来内插。
在一些范例中，传感器106可以被配置为便于跟踪。例如，传感器106可以包括一个或多个传感器，在一些范例中，传感器的阵列，用于接收被传输通过身体的信号或扰动。传输通过身体的信号可以是超声的、机械的、机电的等。特定实施例可以包括例如在美国专利公开号US 2016/0317119(Maraghoosh)中描述的跟踪传感器106，在此通过引用将其整体并入。根据这样的实施例，传感器106可以包括响应于从外部跟踪系统110生成的信号的一个或多个传感器(例如，超声传感器)。外部跟踪系统可以与管腔内传感器106可操作地相关联以跟踪传感器106的位置。跟踪系统110可以包括可以被配置为根据由传感器106生成并且被外部跟踪系统110接收的信号来确定传感器106的位置和/或取向的处理器，例如跟踪处理器112。在一些实施例中，传感器106可以是被配置为检测超声波的超声接收器。传感器106可以响应于检测到的波而生成信号，并且信号可以被传送到跟踪系统的处理器112用于确定传感器106相对于超声波源的相对位置和/或取向。在这样的实施例中，单向波束形成(例如，反映源与传感器之间的单向飞行时间)可以用于确定传感器106的位置。在其他实施例中，传感器106可以是被配置为朝向外部接收器(例如，成像阵列)生成超声的超声发射器。传感器106相对于外部接收器的相对位置和/或取向因此可以被确定。根据本公开的范例，传感器106周围的组织的类型也可以响应于在传感器106处接收的信号而被分类。在另外的实施例中，可以使用超声跟踪传感器(例如，传感器106)的不同布置，其可以采用确定传感器在任何给定时间的位置和/或取向的单向或双向波束形成。此外，在其他范例中，非超声传感器(例如，EM跟踪传感器)可以被使用。
管腔内设备102可以包括被配置为测量一个或多个血流动力学特性(包括血流速度、血压、和/或血流方向)的一个或多个传感器106。可以被实施在系统100中的范例管腔内设备包括Koninklijke Philips Volcano(“Philips”)的FLOWIRE、VERRATA和/或COMBOWIRE。在一些范例中，管腔内设备102可以被配置用于在身体结构104中手动转向。设备102的移动也可以被机器人地执行，其中图像引导例如由超声跟踪系统来提供。
在不同的实施例中，被包括在系统100中的跟踪系统110的类型可以改变。例如，跟踪系统110可以包括电磁跟踪系统。根据此类范例，跟踪场生成器111可以包括被配置为生成电磁场108的电磁场生成器，所述电磁场108包围包含管腔内设备102的身体结构104。所采用的传感器106可以包括一个或多个传感器线圈。在操作中，电磁跟踪系统110可以被配置为响应于当被放置在电磁场内时由一个或多个传感器线圈在电磁场内引起的扰动而定位一个或多个传感器线圈的跟踪位置。在一些范例中，电磁跟踪系统110可以结合成像系统(例如，超声成像系统)来使用。此类范例可以包括被安装在单个管腔内设备102上的已知位置处的至少两个传感器106。第一传感器可以包含被配置为在由跟踪场生成器111生成的电磁场108内引起扰动的线圈，并且第二传感器可以包括被配置为接收来自外部超声成像系统的超声信号的阵列。第二传感器的位置可以由跟踪系统110和成像系统被配准到第一传感器的位置，以确定管腔内设备上的传感器的位置和/或取向，例如在美国专利公开号：US2015/0269728(Parthasarathy)中描述的，在此通过引用将其整体并入。在另外的范例中，EM跟踪系统110可以不包括超声传感器，并且可以被配置为基于EM传感器在跟踪场内的移动来确定可以被配准到EM跟踪场的EM传感器的位置。
给定跟踪系统110的功能性可以影响其在总体系统100内的输入的程度。例如，跟踪系统110还可以包括超声跟踪系统，所述超声跟踪系统可以根据外部优势点来估计血流特性。图5示出了根据本公开的实施例的这种系统的范例。像在图1中示出的系统100，系统500包括被定位在身体结构504(诸如具有管腔505的血管)内的管腔内设备502。管腔内设备502包括至少一个传感器506，所述至少一个传感器506包括超声接收器507。传感器506可以被配置为在由外部超声跟踪系统510生成的跟踪场508内获得各种功能流动测量结果(例如，血压和/或血流速度)。在该实施例中，外部超声跟踪系统510包括外部超声探头512、探头控制器514和超声处理器516，其中的每一个可以被耦合在跟踪系统内。探头512可以包括超声传感器阵列518，所述超声传感器阵列518被配置为将超声信号520发射到身体结构104内并且响应于发射的信号而接收信号522。超声跟踪处理器516可以被配置为响应于接收的信号522而生成跟踪数据524。由超声跟踪系统510生成的跟踪数据524可以包含关于传感器506的位置和/或取向的信息以及外部采集的功能流动数据。如在系统100中，管腔内设备502可以与设备系统528耦合，所述设备系统528可以包括设备控制器530和设备处理器532，所述设备控制器530和设备处理器532分别被配置用于操作管腔内设备502和处理它收集的管腔内数据503。与超声跟踪处理器516和设备处理器632两者通信耦合的是集成处理器534，所述集成处理器534被配置为接收并处理来自超声跟踪系统510和设备系统528的数据。系统500可以与显示器536耦合，所述显示器536可以被配置为显示身体结构的图像537，所述身体结构的图像537可以与由集成处理器534生成的功能流动图538事件。用户接口539和对质量540的指示也可以被显示器536包括和/或显示。
在超声跟踪系统510的情况下，跟踪传感器506的位置和/或取向可以还包括成像传感器506，并且在一些范例中，身体结构504的周围特征的一个或多个方面。在一些实施方式中，超声跟踪系统510可以被配置为通过当被放置在超声探头512的视场内时执行在接收器507处接收的信号(即，发射的信号520)的单向波束形成来定位超声接收器507的位置，例如在美国专利公开号：US 2013/0041252(Vignon)中描述的，在此通过引用将其整体并入。此类实施方式可以包括从外部超声跟踪系统510发射一个或多个超声脉冲。每个脉冲可以被传感器506上的超声接收器507接收。基于从脉冲的发射直至其在接收器507处的接收的飞行时间，接收器507并且因此传感器506距外部超声跟踪系统510的距离可以被确定。在实施例中，超声跟踪系统510可以由超声成像系统的超声阵列来提供，所述超声成像系统的超声阵列被配置为生成身体结构504的超声图像537。图像537可以具有多种不同的类型，仅举几个例子，例如，B-模式、多普勒、矢量流动和/或原始信号显示。这些图像537中的一个或多个可以被叠加到由集成处理器534生成的功能流动图538上。超声图像537可以包括传感器506的跟踪位置，并且可以被实时更新。在一些范例中，多种图像类型可以被集成到同一功能流动图538内，使得该图包含例如被叠加在FFR拉回图上的B-模式和多普勒图像。可能的超声成像系统可以包括例如诸如Philips的LUMIFY的移动系统、或也由Philips生产的SPARQ和/或EPIQ。
包括经由超声跟踪系统510收集的功能性流动数据的外部采集的跟踪数据524可以用来改善在传感器506处收集的管腔内数据503的准确性。具体地，外部采集的功能流动数据可以用来通过修正失配的数据或要不然组合管腔内数据与外部采集的数据来丰富管腔内数据。例如，除了收集关于传感器506的位置/取向的跟踪数据524之外，超声跟踪系统510可以被配置为估计身体结构504内的血液的流速和/或流动方向。在特定实施例中，超声跟踪系统510可以被配置为生成彩色流多普勒或矢量流图像。根据这样的实施例，集成处理器534可以被配置为组合使用传感器506获得的一个或多个功能流动测量结果与通过超声跟踪系统510导出的流动估计。这种编译的数据可以被融合为功能流动图538。在各种实施例中，超声跟踪系统510可以被配置为采集关于血管位置的信息、血管尺寸、基于多普勒的流动信息、3D信息和/或矢量流动信息。任何或所有这些信息类型可以用来补充和/或修改在传感器506处采集的管腔内数据503，以提供用于包括在功能流动图中的改善的流动信息。
在具体实施例中，从超声跟踪系统510收集的跟踪数据524可以与管腔内数据503集成在一起作为改善的流动计算模型的一部分。流动计算模型可以将局部管腔内数据馈送到外部多普勒和/或矢量流动估计内，或反之亦然。超声跟踪系统的不同外部成像模式也可以用来改善外部流动估计的准确性。身体结构在传感器的位置处的横截面面积也可以被估计并且被并入到总体流动估计中，所述总体流动估计一般可以通过将身体结构内的特定位置的横截面面积乘以在该位置处测量结果的平均速度来计算。在一些范例中，经由3D超声模式获得的3D体积流动计算可以用来进一步改善体积流动计算。
图6是根据本公开的原理的被配置为获得超声图像的外部超声跟踪系统610的方框图。超声跟踪系统610可以被包含到用于生成功能流动图的系统(诸如系统510)内。经由超声跟踪系统610采集的图像可以与功能流动图合并，使得在血管内的特定位置处获得的多种信息(例如，血压和/或流速)可以被显示在测量结果被收集的位置处的血管的图像上。超声跟踪系统610包括未在图5中示出的另外的部件，其可以被包括在被配置为检测与管腔内设备耦合的传感器的跟踪系统内。例如，由上面提到的处理器(诸如超声处理器516、设备处理器532和/或集成处理器534)中的一个或多个执行的处理操作可以被实施在图6中示出的处理部件(包括例如B模式处理器628、体积映射器634和/或图像处理器636)中的一个或多个中和/或通过其来控制。另外，在图6中示出的部件中的一个或多个可以与用于生成功能流动图的系统的另外的部件(包括例如集成处理器534和/或显示器536)物理地、可操作地和/或通信地耦合。
在图6的超声跟踪系统610中，超声探头612包括用于在管腔内设备上的传感器处发射超声波和接收回波信息的换能器阵列614。多种换能器阵列在本领域中是众所周知的，例如，线性阵列、凸面阵列或相控阵列。换能器阵列614例如能够包括能够在仰角和方位角尺度上扫描用于2D和/或3D成像的换能器元件的二维阵列(如图所示)。换能器阵列614被耦合到探头612中的波束形成器616，所述波束形成器616控制信号被阵列中的换能器元件的发射和接收。在该范例中，波束形成器被探头线缆耦合到发射/接收(T/R)开关618，所述发射/接收(T/R)开关618在发射与接收之间切换并且保持主波束形成器622免受高能发射信号伤害。在一些实施例中，T/R开关618和系统中的其他元件能够被包括在换能器探头中而非在单独的超声系统基座中。超声波束在波束形成器616的控制下从换能器阵列614的发射由被耦合到T/R开关618和波束形成器622的发射控制器620引导，所述发射控制器620接收来自用户接口或控制面板624的用户操作的输入。由发射控制器620控制的功能中的一个是波束被转向的方向。波束可以在换能器阵列正前方(正交于换能器阵列)或以不同角度被转向以用于更宽视场。方向可以响应于管腔内设备在身体结构内的移动而被改变，例如在被用来采集血管内的血压读数的拉回方法的实施期间。由波束形成器616产生的部分波束形成的信号被耦合到主波束形成器622，其中来自换能器元件的个体面片的部分波束形成的信号被组合成完全波束形成的信号。
波束形成的信号被耦合到信号处理器626。信号处理器626能够以各种方式处理接收的回波信号，诸如带通滤波、抽取、I和Q分量分离、以及谐波信号分离。信号处理器626还可以执行另外的信号增强，诸如纹波减少、信号复合和噪声消除。经处理的信号被耦合到B模式处理器628，所述B模式处理器628能够采用振幅检测用于身体中的结构的成像。由B模式处理器产生的信号被耦合到扫描转换器630和多平面格式转换器632。扫描转换器630以它们以期望的图像格式被接收的空间关系布置回波信号。例如，扫描转换器630可以将回波信号布置成二维(2D)扇形格式或金字塔形三维(3D)图形。多平面格式转换器632能够将从身体的体积区域中的共同平面中的点接收的回波转换成该平面的超声图像，如在美国专利号US6443896(Detmer)中描述的。体积映射器634将3D数据集的回波信号转换成如从给定参考点观察的投影的3D图像，例如，如在美国专利号US6530885(Entrekin等人)中描述的。2D或3D图像从扫描转换器630、多平面格式转换器632和体积映射器634被耦合到图像处理器636，用于进一步增强、缓冲和用于显示在图像显示器638上的暂时存储。图形处理器636能够生成用于与超声图像一起显示的图形叠加。这些图形叠加能够包含例如标准识别信息，诸如患者姓名、图像的日期和时间、成像参数等。为了这些目的，图形处理器接收来自用户接口624的输入，诸如键入的患者姓名。用户接口也能够被耦合到多平面格式转换器632用于选择和控制多个多平面格式转换(MPR)图像的显示。
图7是根据本公开的原理的流动图生成方法700的方框图。图7的范例方法700示出了可以以任何顺序被本文中描述的系统和/或装置用于生成功能流动图和/或改善在身体结构(诸如血管)内获得的功能性流动数据的准确性的步骤。
在方框710处，该方法涉及“提供被配置用于插入到在跟踪场内的身体结构内的管腔内设备，所述管腔内设备包括被配置为获得一个或多个功能流动测量结果并且被配置为接收信号或引起跟踪场中的扰动的传感器”。在一些范例中，功能流动测量结果可以包括血压和/或血流速度。
在方框712处，该方法涉及“使用接收的传感器的信号或扰动来跟踪管腔内设备在身体结构内的一个或多个位置”。取决于所使用的跟踪系统，跟踪场可以包括电磁场或由发射的超声信号生成的场。因此，传感器可以以不同的方式被跟踪。当采用电磁场时，传感器可以引起通过电磁跟踪系统检测的场扰动。相比之下，超声跟踪系统可以通过在传感器处发射超声信号并且响应于发射的信号而接收回波来跟踪传感器的位置。
在方框714处，该方法涉及“使用传感器来获得跟踪位置处的功能流动测量结果”。被传感器用来从身体结构内获得功能流动测量结果的过程可以改变。例如，传感器可以包括压力传感器和/或流速传感器。流速传感器可以被配置为发射并从身体结构的管管腔内接收超声信号，由此经由多普勒流动获得速度信息。传感器的数量和其在管腔内设备上的位置可以改变。在一些范例中，单独的传感器可以被配置为执行不同的功能。当多个传感器被实施时，一个或多个可以包括被配置为接收从外部超声系统发射的超声信号的超声接收器。
在方框716处，该方法涉及“基于跟踪位置和功能流动测量结果生成身体结构的功能流动图”。功能流动图可以包括多个测量结果，每个测量结果对应于身体结构内的离散位置。实施例可以包括融合位置特异性测量结果与由外部超声跟踪系统生成的多普勒流动和/或B模式图像，使得测量结果可以在结构内的每个测量结果被获得的位置处的身体结构的图像上被观察到。在一些范例中，功能流动图可以被实时获得，例如当管腔内设备被移动通过身体结构时。实时实施方式可以通过自动更新而被反映到功能流动图，使得当测量结果被获得时，身体结构的图像被填充以功能流动测量结果。
当然，应该理解的是，本文描述的范例、实施例或过程中的任何一个可以与一个或多个其他范例、实施例和/或过程组合或分离，和/或根据本系统、设备和方法在分离的设备或设备部分中间执行。前述内容意在仅说明了本系统，并且不应被看作是将所附权利要求书限制于任何具体实施例或实施例组。因此，虽然本系统已经被结合示例性实施例进行了特别详细的描述，但还应了解到的是，可由本领域技术人员设想出许多修改和替代实施例，而并不背离如在所附权利要求中所阐述的本系统的更为广泛和预期的精神和范围。因此，本专利说明书和附图将被以说明的方式予以看待，而并不旨在限制所附权利要求书的范围。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
提供被配置用于插入到在跟踪场内的身体结构内的管腔内设备，所述管腔内设备包括传感器，所述传感器被配置为获得一个或多个功能流动测量结果并且被配置为接收信号或引起所述跟踪场中的扰动；
使用所接收的信号或所述传感器的扰动来跟踪所述管腔内设备在所述身体结构内的一个或多个位置；
使用所述传感器来获得所述跟踪位置处的所述功能流动测量结果；以及
基于所述跟踪位置和所述功能流动测量结果来生成所述身体结构的功能流动图。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述功能流动测量结果包括血压或血流速度中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法在所述管腔内设备被移动通过所述跟踪场时被实时执行。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述跟踪场通过朝向所述传感器发射超声来生成，其中，所述传感器包括超声接收器，并且其中，使用所接收的信号包括执行所接收的信号的单向波束形成。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括提供使用所述传感器获得的所述功能流动测量结果的质量指示，其中，所述质量指示至少部分地基于所述传感器相对于所述跟踪场的所述跟踪位置。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述跟踪位置包括所述传感器到管腔内壁的接近度、所述传感器与所述管腔内壁之间的角度、或所述传感器相对于所述管腔内壁的移动的水平中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述功能流动图包括拒绝与在阈值质量值之下的质量值相关联的测量的血压或测量的血流速度。
8.根据权利要求2所述的方法，其中，生成所述功能流动图包括组合使用所述传感器获得的血压或血流速度测量结果与从外部超声系统导出的流速估计。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，使用所述传感器来获得所述功能流动测量结果包括在所述传感器处发射并接收管腔内超声信号。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括显示包括被叠加到所述身体结构的图像上的所述功能流动图的图像。
11.一种系统，包括：
管腔内设备，其被配置用于插入到在跟踪场内的身体结构内；
传感器，其被定位在所述管腔内设备上，其中，所述传感器被配置为获得一个或多个功能流动测量结果并且被配置为接收信号或引起所述跟踪场中的扰动；
跟踪系统，其被通信地耦合到所述传感器以响应于所接收的信号或由所述传感器引起的扰动而生成跟踪数据；以及
一个或多个处理器，其与所述传感器和所述跟踪系统通信，所述一个或多个处理器被配置为：
使用所接收的信号或所述传感器的扰动来跟踪所述管腔内设备在所述身体结构内的一个或多个位置；
使用所述传感器来获得所述跟踪位置处的所述功能流动测量结果；并且
基于所述跟踪位置和所述功能流动测量结果来生成所述身体结构的功能流动图。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述功能流动测量结果包括血压或血流速度中的至少一个。
13.根据权利要求11所述的系统，还包括与所述一个或多个处理器通信的显示器，其中，所述一个或多个处理器被配置为引起所述显示器显示包括被叠加到所述身体结构的图像上的所述功能流动图的图像。
14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为引起所述显示器显示使用所述传感器获得的所述血压或血流速度测量结果的质量指示，并且其中，所述血压或血流速度测量结果的所述质量指示至少部分地基于所述跟踪位置。
15.根据权利要求12所述的系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为在生成所述功能流动图时忽略与在阈值质量值之下的质量值相关联的血压或血流速度测量结果。
16.根据权利要求11所述的系统，其中，所述跟踪系统是超声跟踪系统，所述超声跟踪系统包括被配置为朝向所述传感器发射超声的超声发射器，其中，所述传感器包括超声接收器，并且其中，所述超声跟踪系统被配置为通过在被放置在所述超声发射器的视场内时执行被所述超声接收器接收的信号的单向波束形成来定位所述超声接收器的所述位置。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述跟踪系统由超声成像系统的超声阵列来提供，所述超声成像系统被配置为生成超声图像，所述超声图像包括与所述功能流动图叠加在一起的所述身体结构的B-模式图像。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述超声成像系统被配置为生成还包括所述传感器的所述跟踪位置的超声图像，所述传感器的所述跟踪位置在所述超声图像中被实时更新。
19.根据权利要求11所述的系统，其中，所述跟踪系统是被配置为生成彩色流多普勒或矢量流图像的超声系统，并且其中，所述一个或多个处理器被配置为组合使用所述传感器获得的所述一个或多个功能流动测量结果与通过所述超声系统导出的流速估计来生成所述功能流动图。
20.根据权利要求11所述的系统，其中，所述跟踪系统是电磁(EM)跟踪系统，所述电磁(EM)跟踪系统包括被配置为生成EM场的场生成器，其中，所述传感器包括一个或多个传感器线圈，并且其中，所述EM跟踪系统被配置为响应于由所述一个或多个传感器线圈在被放置在所述EM场内时引起的所述EM场的扰动而定位所述一个或多个传感器线圈的所述跟踪位置。
CN201880028572.7A 2017-03-31 2018-03-30 血管内流动和压力测量结果 Pending CN110573089A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762479368P 2017-03-31 2017-03-31
US62/479,368 2017-03-31
PCT/EP2018/058272 WO2018178327A1 (en) 2017-03-31 2018-03-30 Intravascular flow and pressure measurements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110573089A true CN110573089A (zh) 2019-12-13

Family

ID=62025779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880028572.7A Pending CN110573089A (zh) 2017-03-31 2018-03-30 血管内流动和压力测量结果

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20200037982A1 (zh)
EP (1) EP3600061A1 (zh)
JP (1) JP7252130B2 (zh)
CN (1) CN110573089A (zh)
WO (1) WO2018178327A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024098808A1 (zh) * 2022-11-07 2024-05-16 中南大学 一种可定位介入导丝尖端的轨迹追踪装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10842589B2 (en) * 2017-03-21 2020-11-24 Canon U.S.A., Inc. Method for displaying an anatomical image of a coronary artery on a graphical user interface
US10937549B2 (en) * 2018-05-22 2021-03-02 Shenzhen Keya Medical Technology Corporation Method and device for automatically predicting FFR based on images of vessel
AU2019283182B2 (en) * 2018-06-05 2021-03-04 Kazuo Tani Blood flow volume measurement system
EP3643222A1 (en) * 2018-10-26 2020-04-29 Koninklijke Philips N.V. Device and system for assessing reliability of vessel physiology related measurement
US20210177376A1 (en) * 2019-12-16 2021-06-17 Biosense Webster (Isreal) Ltd. Guidewire ultrasound (us) probe for a minimally perturbing measurement of blood flow in brain vessel
CN111317455B (zh) * 2020-03-03 2022-02-22 上海联影医疗科技股份有限公司 血流动力学参数确定方法、装置、设备及存储介质
CN117999027A (zh) * 2021-07-07 2024-05-07 迈迪瑞股份公司 用于血流速度评估的传感器导管和信号处理

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5203337A (en) * 1991-05-08 1993-04-20 Brigham And Women's Hospital, Inc. Coronary artery imaging system
US20080137927A1 (en) * 2006-12-08 2008-06-12 Andres Claudio Altmann Coloring electroanatomical maps to indicate ultrasound data acquisition
US20120232434A1 (en) * 2003-01-14 2012-09-13 Flowcardia, Inc. Ultrasound catheter and methods for making and using same
US20130041252A1 (en) * 2010-05-03 2013-02-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Ultrasonic tracking of ultrasound transducer(s) aboard an interventional tool
US20140275995A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Volcano Corporation Defined borders
CN105392528A (zh) * 2013-07-23 2016-03-09 皇家飞利浦有限公司 用于定位身体结构的方法和系统

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4850364A (en) * 1987-11-12 1989-07-25 Hewlett-Packard Company Medical ultrasound imaging system with velocity-dependent rejection filtering
US6530885B1 (en) 2000-03-17 2003-03-11 Atl Ultrasound, Inc. Spatially compounded three dimensional ultrasonic images
US6443896B1 (en) 2000-08-17 2002-09-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method for creating multiplanar ultrasonic images of a three dimensional object
JP2003180697A (ja) 2001-12-18 2003-07-02 Olympus Optical Co Ltd 超音波診断装置
US8162856B2 (en) * 2002-09-23 2012-04-24 Volcano Corporation Sensor catheter having reduced cross-talk wiring arrangements
US7306593B2 (en) * 2002-10-21 2007-12-11 Biosense, Inc. Prediction and assessment of ablation of cardiac tissue
DE60335149D1 (de) * 2003-06-11 2011-01-05 Olympus Corp Ultraschalldiagnosegerät
EP1868497A2 (en) * 2005-01-11 2007-12-26 Stereotaxis, Inc. Navigation using sensed physiological data as feedback
US9204819B2 (en) * 2005-05-06 2015-12-08 Vasonova, Inc. Endovenous access and guidance system utilizing non-image based ultrasound
US7918793B2 (en) * 2005-10-28 2011-04-05 Biosense Webster, Inc. Synchronization of ultrasound imaging data with electrical mapping
WO2009129475A1 (en) * 2008-04-18 2009-10-22 Medtronic, Inc. Method and apparatus for mapping a structure
JP6242394B2 (ja) 2012-07-27 2017-12-06 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 超音波画像から追跡システムへの正確で迅速な点マッピング
WO2014207666A1 (en) * 2013-06-28 2014-12-31 Koninklijke Philips N.V. Scanner independent tracking of interventional instruments
US10595816B2 (en) 2013-12-20 2020-03-24 Kononklijke Philips N.V. System and method for tracking a penetrating instrument
US11600201B1 (en) * 2015-06-30 2023-03-07 The Regents Of The University Of California System and method for converting handheld diagnostic ultrasound systems into ultrasound training systems
EP3457928B1 (en) * 2016-05-20 2019-11-20 Koninklijke Philips N.V. Determining pulse wave velocity using intravascular pressure measurement and external ultrasound imaging, and associated devices, systems, and methods

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5203337A (en) * 1991-05-08 1993-04-20 Brigham And Women's Hospital, Inc. Coronary artery imaging system
US20120232434A1 (en) * 2003-01-14 2012-09-13 Flowcardia, Inc. Ultrasound catheter and methods for making and using same
US20080137927A1 (en) * 2006-12-08 2008-06-12 Andres Claudio Altmann Coloring electroanatomical maps to indicate ultrasound data acquisition
US20130041252A1 (en) * 2010-05-03 2013-02-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Ultrasonic tracking of ultrasound transducer(s) aboard an interventional tool
US20140275995A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Volcano Corporation Defined borders
CN105392528A (zh) * 2013-07-23 2016-03-09 皇家飞利浦有限公司 用于定位身体结构的方法和系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024098808A1 (zh) * 2022-11-07 2024-05-16 中南大学 一种可定位介入导丝尖端的轨迹追踪装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7252130B2 (ja) 2023-04-04
WO2018178327A1 (en) 2018-10-04
EP3600061A1 (en) 2020-02-05
JP2020512118A (ja) 2020-04-23
US20200037982A1 (en) 2020-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7252130B2 (ja) 血管内流量及び圧力の測定
EP2725984B1 (en) Object-pose-based initialization of an ultrasound beamformer
US20170172538A1 (en) Method and system for measuring flow through a heart valve
KR102607014B1 (ko) 초음파 영상장치 및 그 제어방법
CN107072635B (zh) 用于中间用户反馈的多跳超声心动图采集的质量度量
US11357473B2 (en) Path tracking in ultrasound system for device tracking
US20080249411A1 (en) Ultrasound system and method of forming an ultrasound image
CN105120761B (zh) 具有曲线描迹的超声矢量流成像（vfi）
EP1079242B1 (en) Ultrasound diagnostic apparatus
WO2020030557A1 (en) Tracking an interventional device respective an ultrasound image plane
KR20170087719A (ko) 초음파 영상 장치 및 그 제어 방법
CN112218586A (zh) 用于超声筛查的系统和方法
EP1021129A1 (en) Ultrasound imaging for displaying strain
WO2020030746A1 (en) Interventional device positioning using ultrasound signals
CN112584773A (zh) 用于执行脉搏波速度测量的系统和方法
CN109561880B (zh) 用于确定心输出量的系统
EP3307171B1 (en) Ultrasound imaging apparatus
EP3833265B1 (en) Interventional device positioning respective an ultrasound image plane
US11872075B2 (en) Interventional device positioning relative to an ultrasound image plane
US20100022887A1 (en) Method for imaging intracavitary blood flow patterns
WO2015099835A1 (en) System and method for displaying ultrasound images
KR20180096342A (ko) 초음파 영상장치 및 그 제어방법
EP3833266B1 (en) Interventional device positioning using ultrasound signals
US11986339B2 (en) Tracking an interventional device within an ultrasound image plane
US20230240653A1 (en) An interventional device with an ultrasound transceiver

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191213

RJ01 Rejection of invention patent application after publication