CN111920388A - 一种基于oct图像评估斑块负荷的方法 - Google Patents

一种基于oct图像评估斑块负荷的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111920388A
CN111920388A CN202010861461.3A CN202010861461A CN111920388A CN 111920388 A CN111920388 A CN 111920388A CN 202010861461 A CN202010861461 A CN 202010861461A CN 111920388 A CN111920388 A CN 111920388A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plaque
oct
blood vessel
image
diameter
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
CN202010861461.3A
Other languages
English (en)
Inventor
李妍
匡皓
陶魁园
李晓冉
姜宇
范永臻
刘子旭
李世强
鲁坤
丁振扬
卢瑞祥
陈芯
王皓
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.)
Nanjing Forssmann Medical Technology Co ltd
Original Assignee
Nanjing Forssmann Medical Technology Co ltd
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 Nanjing Forssmann Medical Technology Co ltd filed Critical Nanjing Forssmann Medical Technology Co ltd
Priority to CN202010861461.3A priority Critical patent/CN111920388A/zh
Publication of CN111920388A publication Critical patent/CN111920388A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0062—Arrangements for scanning
    • A61B5/0066—Optical coherence imaging
    • 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
    • A61B5/02007—Evaluating blood vessel condition, e.g. elasticity, compliance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/42—Detecting, measuring or recording for evaluating the gastrointestinal, the endocrine or the exocrine systems
    • A61B5/4222—Evaluating particular parts, e.g. particular organs
    • A61B5/4233—Evaluating particular parts, e.g. particular organs oesophagus
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0012—Biomedical image inspection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/10—Segmentation; Edge detection
    • G06T7/181—Segmentation; Edge detection involving edge growing; involving edge linking
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/60—Analysis of geometric attributes
    • G06T7/62—Analysis of geometric attributes of area, perimeter, diameter or volume
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10072—Tomographic images
    • G06T2207/10101—Optical tomography; Optical coherence tomography [OCT]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30004—Biomedical image processing
    • G06T2207/30101—Blood vessel; Artery; Vein; Vascular

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

一种基于OCT图像评估斑块负荷的方法，其特征是通过OCT图像远端和近端血管管腔进行拟合，将斑块处的参考管腔拟合出来，就可以计算中膜面积和斑块面积，从而评估斑块负荷情况；血管内OCT的成像长度通常在50~80mm，通常包括远端、病变处和近端，近端的图像距离冠脉开口较近，直径较大；远端距离冠脉开口较远，直径相对较小，健康的血管近端到远端直径通常呈线性递减；当血管具有斑块时，占位效应使斑块处的血管管腔直径变小。本发明能通过常规的OCT图像获取到真实的斑块负荷，为诊断提供依据，有利于拓展OCT诊断的范围和质量。

Description

一种基于OCT图像评估斑块负荷的方法
技术领域
本发明涉及一种基于OCT图像评估斑块负荷的方法，适用于狭窄腔道的成像等领域， 尤其是一种适用于OCT对于血管、食道等腔道成像技术，具体地说是一种基于OCT图像评估斑块负荷的方法。
背景技术
目前，X射线、超声和OCT等技术手段已经广泛的用于各种疾病的诊断和治疗。X射线的分辨率较低，但是可以大范围、整体成像，是目前造影成像的基础，也是冠状动脉评 估和治疗的金标准；血管内超声的分辨率大约在100～200微米，穿透深度可以达到10mm； 血管内OCT的分辨率大约是10～20微米，穿透深度大约1～2mm。目前，这三种成像技术 在临床上彼此互补，搭配使用。由于血管内超声和血管内OCT的成像机理比较类似，主 要区别是分辨率和穿透深度，在临床应用中血管内超声相对于血管内OCT的主要优势是 可以评估斑块负荷。血管内OCT由于穿透深度的限制，无法有效识别斑块位置的中膜位 置，因此无法提供斑块负荷信息。
发明内容
本发明的目的是针对现有的血管内OCT由于穿透深度的限制，无法有效识别斑块位 置的中膜位置，因此无法提供斑块负荷信息的问题，发明一种基于OCT图像评估斑块负荷的方法。
本发明的技术方案是：
一种基于OCT图像评估斑块负荷的方法，其特征是通过OCT图像远端和近端血管管腔进行拟合，将斑块处的参考管腔拟合出来，就可以计算中膜面积和斑块面积，从而评估斑块负荷情况；血管内OCT的成像长度通常在50～80mm，通常包括远端、病变处和近端， 近端的图像距离冠脉开口较近，直径较大；远端距离冠脉开口较远，直径相对较小，健康 的血管近端到远端直径通常呈线性递减(图1虚线)；当血管具有斑块时，占位效应使斑 块处的血管管腔直径变小；健康血管具有三层结构，内膜、中膜和外膜(图2)，内膜的厚 度通常小于100微米。具体包括以下步骤：
第一步，获取OCT图像；
第二步，血管分割；
第三步，远端和近端参考图像选择；
第四步，曲线拟合；
第五步，斑块负荷计算；计算公式为：
Figure BDA0002648287340000021
本发明的有益效果是：
本发明能通过常规的OCT图像获取到真实的斑块负荷，为诊断提供依据，有利于拓展OCT诊断的范围和质量。
附图说明
图1是本发明的方法原理示意图，图中：虚线为方法拟合得到的血管边界，实线是OCT图像计算得到的血管边界。
图2是本发明的正常血管的三层结构示意图，即：内膜(intima)、中膜(media)和外膜(adventitia)。
图3是本发明的方法流程与拟合结果示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1-3所示。
斑块负荷评估的是斑块对原有血管管腔的占位效应，计算公式为：
Figure BDA0002648287340000022
外弹力膜横截面积通常使用中膜的横截面积来表征。由于血管内超声具有较大的穿透 深度，在斑块富集处也可以对中膜成像，因此可以测量出斑块面积和中膜面积，进而评估 斑块负荷情况。血管内OCT对组织的穿透深度只有1～2mm，当斑块深度大于1mm或者遇到特殊斑块时(脂质池)就无法对内膜有效成像，因此常规的OCT图像不能评估斑块负 荷情况。
这里提出了一种可以使用OCT图像对斑块负荷进行评估的方法。血管内OCT的成像长度通常在50～80mm，通常包括远端、病变处和近端。近端的图像距离冠脉开口较近，直 径较大；远端距离冠脉开口较远，直径相对较小，。健康的血管近端到远端直径通常呈线 性递减(图1虚线)。当血管具有斑块时，占位效应使斑块处的血管管腔直径变小。健康 血管具有三层结构，内膜、中膜和外膜(图2)，内膜的厚度通常小于100微米，因此，可 以通过OCT图像远端和近端血管管腔进行拟合，将斑块处的参考管腔拟合出来，就可以 计算中膜面积和斑块面积，从而评估斑块负荷情况。图3是使用该方法获得的斑块负荷情 况。具体步骤为：
第一步，获取OCT图像：将成像导管在造影引导下通过病变位置，在导引导管中注射造影剂，并触发成像导管内部的成像探头回撤成像。
第二步，血管分割：血管边界分割出来可以使用动态规划或者基于人工智能的方法，这里使用最短路径方法(Dijkstra)来举例说明。最短路径方法是由Dijkstra等人在1958 年提出，主要解决一个节点到其他所有节点的最短路径问题和任意连个节点之间的最短路 径问题。使用该方法来进行血管分割可以描述为：第一步图像预处理，基于霍夫变换去除 导管伪像；第二步使用微分方法对图像进行差分运算的大差分图像；第三步根据差分图像 计算评价矩阵；使用方法将评价矩阵中最短路径计算出来，该路径就是血管边界。评价矩 阵可以通过下式计算：
wab＝2-(ga+gb)+wmin
其中wab是节点a到b的代价值，ga和gb分别是节点a和b的差分值，wmin是维持系 统稳定的最小代价值可以任意设定成一个远小于1的正值。
第四步，曲线拟合：通过三次样条或者其他插值方法将远端和近端的外弹力膜面积和 成像帧数作为输入，可以拟合得到参考图像中间任意帧处的外弹力膜面积。第五步，斑块负荷计算；计算公式为：
Figure BDA0002648287340000031
本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (2)

1.一种基于OCT图像评估斑块负荷的方法，其特征是通过OCT图像远端和近端血管管腔进行拟合，将斑块处的参考管腔拟合出来，就可以计算中膜面积和斑块面积，从而评估斑块负荷情况；血管内OCT的成像长度通常在50～80mm，通常包括远端、病变处和近端，近端的图像距离冠脉开口较近，直径较大；远端距离冠脉开口较远，直径相对较小，健康的血管近端到远端直径通常呈线性递减；当血管具有斑块时，占位效应使斑块处的血管管腔直径变小。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是它包括以下步骤：
第一步，获取OCT图像；
第二步，血管分割；
第三步，远端和近端参考图像选择；
第四步，曲线拟合；
第五步，斑块负荷计算；计算公式为：
Figure FDA0002648287330000011
CN202010861461.3A 2020-08-25 2020-08-25 一种基于oct图像评估斑块负荷的方法 Pending CN111920388A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010861461.3A CN111920388A (zh) 2020-08-25 2020-08-25 一种基于oct图像评估斑块负荷的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010861461.3A CN111920388A (zh) 2020-08-25 2020-08-25 一种基于oct图像评估斑块负荷的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111920388A true CN111920388A (zh) 2020-11-13

Family

ID=73305084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010861461.3A Pending CN111920388A (zh) 2020-08-25 2020-08-25 一种基于oct图像评估斑块负荷的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111920388A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112603363A (zh) * 2020-12-03 2021-04-06 中国人民解放军南部战区总医院 一种可穿戴式超声设备及其控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103462590A (zh) * 2013-09-17 2013-12-25 浙江大学 一种集成血管内光相干性断层扫描（oct）影像和数字减影(dsa)影像的一体化离线处理系统
CN103462696A (zh) * 2013-09-17 2013-12-25 浙江大学 一种集成血管内光相干断层扫描（oct）影像和数字减影(dsa)影像的一体化在线实时处理仪
CN108038848A (zh) * 2017-12-07 2018-05-15 上海交通大学 基于医学影像序列斑块稳定性指标的快速计算方法及系统
CN110070529A (zh) * 2019-04-19 2019-07-30 深圳睿心智能医疗科技有限公司 一种血管腔内影像分割方法、系统及电子设备
CN110222759A (zh) * 2019-06-03 2019-09-10 中国医科大学附属第一医院 一种冠状动脉易损斑块自动识别系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103462590A (zh) * 2013-09-17 2013-12-25 浙江大学 一种集成血管内光相干性断层扫描（oct）影像和数字减影(dsa)影像的一体化离线处理系统
CN103462696A (zh) * 2013-09-17 2013-12-25 浙江大学 一种集成血管内光相干断层扫描（oct）影像和数字减影(dsa)影像的一体化在线实时处理仪
CN108038848A (zh) * 2017-12-07 2018-05-15 上海交通大学 基于医学影像序列斑块稳定性指标的快速计算方法及系统
CN110070529A (zh) * 2019-04-19 2019-07-30 深圳睿心智能医疗科技有限公司 一种血管腔内影像分割方法、系统及电子设备
CN110222759A (zh) * 2019-06-03 2019-09-10 中国医科大学附属第一医院 一种冠状动脉易损斑块自动识别系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EITEL，ET AL: "Optical Coherence Tomography to Evaluate Plaque Burden and Morphology in Patients With Takotsubo Syndrome", 《JOURNAL OF THE AMERICAN HEART ASSOCIATION》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112603363A (zh) * 2020-12-03 2021-04-06 中国人民解放军南部战区总医院 一种可穿戴式超声设备及其控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107730540B (zh) 基于高精度匹配模型的冠脉参数的计算方法
Takarada et al. Advantage of next‐generation frequency‐domain optical coherence tomography compared with conventional time‐domain system in the assessment of coronary lesion
Athanasiou et al. Atherosclerotic plaque characterization methods based on coronary imaging
CN105792747A (zh) 跟踪腔内导管
JP2015515913A (ja) 管腔の線形マッピングのための方法
US20220061670A1 (en) Systems and methods for oct-guided treatment of a patient
US20220104888A1 (en) Estimating the endoluminal path of an endoluminal device along a lumen
Iskander-Rizk et al. In vivo intravascular photoacoustic imaging of plaque lipid in coronary atherosclerosis
US20200013164A1 (en) Methods and Systems for Displaying Intraluminal Images
CN108742570B (zh) 基于冠脉优势类型获取血管压力差的装置
Foin et al. Intracoronary imaging using attenuation-compensated optical coherence tomography allows better visualisation of coronary artery diseases
CN111640106A (zh) 一种基于人工智能的多模态医学影像的转换方法
CN111920388A (zh) 一种基于oct图像评估斑块负荷的方法
CN113947205A (zh) 神经网络模型训练方法、计算机可读存储介质和设备
CN112070778A (zh) 一种基于血管内oct和超声图像融合的多参量提取方法
US10918344B2 (en) Methods and systems for determining vascular velocity using CT imaging
KR101593310B1 (ko) 자기 공명 영상 시스템에서 혈관벽 영상을 획득하는 방법
Zhang et al. Quantification of effects of mean blood pressure and left ventricular mass on noninvasive fast fractional flow reserve
Dhawale et al. Optimal data acquisition for volumetric intracoronary ultrasound
O’Rourke et al. Letter by O’Rourke et al regarding article “Brachial and radial systolic blood pressure are not the same: evidence to support the Popeye phenomenon”
JP5121163B2 (ja) 横断面画像の撮影装置
CN106691384A (zh) 一种减少造影剂用量的oct成像导管
CN208481852U (zh) 一种冠状静脉指引系统
KR102084626B1 (ko) 뇌혈관내 수술을 위한 광간섭성 브레인 카테터, 및 그 이용방법
CN110604551A (zh) 一种dsa和oct数据同步获取方法及装置

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201113