CN114052659A - 用于图像同步的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于图像同步的方法和系统。本文提供了用于使用一个或多个成像模态来执行图像同步的一种或多种设备、系统、方法和存储介质。应用的示例包括对生物对象进行成像、评估和诊断，诸如但不限于用于胃肠、心脏和/或眼科应用，并且经由一个或多个光学仪器获得，光学仪器诸如但不限于光学探头、导管、胶囊和针(例如，活检针)。设备、系统、方法和存储介质可以包括或涉及诸如但不限于用于执行图像同步的方法。

Description

用于图像同步的方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请涉及于2020年8月6日提交的美国专利申请序列No.63/062,159并要求其优先权，其全部公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开一般而言涉及成像领域，并且更具体地涉及一种或多种光学装置、系统、方法(用于使用和/或制造)和存储介质，诸如但不限于光纤光学导管、内窥镜和/或光学相干断层扫描(OCT)和/或荧光装置和系统，以及与其一起使用的方法和存储介质，用于在获得(一个或多个)图像时进行例如与拉回机构的图像同步，用于一个或多个成像模态，诸如OCT或其它(例如，血管内超声(IVUS)、用于(一个或多个)图像或(一个或多个)管腔图像的其它成像模态等)。此类应用的示例包括成像、评估和诊断生物对象，诸如但不限于胃肠、肺、心脏、眼科和/或血管内应用，并且经由一种或多种光学仪器获得，光学仪器诸如但不限于一个或多个光学探头、一个或多个导管、一个或多个内窥镜、一个或多个相移单元(例如，振镜扫描仪)、一个或多个系留胶囊、一个或多个针(例如，活检针)和一个或多个台式系统。

背景技术

已经开发了用以进入内部器官的光纤导管和内窥镜。例如，在心脏病学中，已开发OCT以利用导管查看血管的深度解析图像。可以包括护套、线圈和光学探头的导管可以被导航到冠状动脉。

光学相干断层扫描(OCT)是一种用于获得组织或材料的高分辨率横截面图像的技术，并且能够实现实时可视化。OCT技术的目的是通过使用干涉光学系统或干涉测量法来测量光的时间延迟，诸如经由傅立叶变换或迈克尔逊(Michelson)干涉仪。来自光源的光通过分光器(例如，分束器)递送并分离到参考臂和样本(或测量)臂中。从参考臂中的参考镜(部分反射元件或其它反射元件)反射参考束，而从样本臂中的样本反射或散射样本束。这两个束在分光器处结合(或重新结合)并生成干涉图案。干涉仪的输出由一个或多个设备(诸如但不限于光谱仪(例如，傅立叶变换红外光谱仪))中的一个或多个检测器(诸如但不限于光电二极管或多阵列相机)检测。当样本臂的路径长度与参考臂的路径长度匹配且在光源的相干长度内时，生成干涉图案。通过评估输出束，可以作为频率的函数导出输入辐射的频谱。干涉图案的频率与样本臂和参考臂之间的距离对应。频率越高，路径长度差异越大。单模光纤可以用于OCT光学探头，而双包层光纤可以用于荧光和/或光谱。

随着血管内成像(IVI)模态(诸如但不限于血管内超声(IVUS)和光学相干断层扫描(OCT))的引入，经皮冠状动脉介入术(PCI)和其它血管诊断和介入手术得到改进。IVI模态对冠状动脉的横截面成像提供精确的病变信息(例如，管腔尺寸、斑块形态、植入设备等)。尽管如此，在美国，只有大约20％的介入心脏病专家在PCI手术期间将IVI成像与冠状动脉造影结合使用。

先前的系统试图依赖于：(i)估计拉回开始命令的发布和拉回机构的实际开始之间的延迟并且考虑该延迟以便对第一获取帧进行定时；(ii)使用图像处理技术来估计哪个获取帧与拉回的开始对应；或(iii)使用来自扫描机构的两个信号来通知拉回开始和旋转信息的获取。

但是，此类现有系统不基于拉回机构(包括自动拉回机构)来执行图像同步。在此类现有系统中，数据可能无法与扫描机构正确对齐，并可能导致不良结果，诸如但不限于(一个或多个)对象特征的错误测量、过早结束成像记录、记录比需要的更多的数据等。

因而，需要将图像与拉回机构和/或自动拉回机构同步，尤其是在拉回的开始可以被手动或算法触发的情况下。还期望提供一种或多种图像同步技术和/或结构，用在至少一个光学设备、组件或系统中，从而以高效率和合理的制造和维护成本实现一致、可靠的图像同步结果。

发明内容

因而，本公开的广泛目的是提供成像(例如，OCT、NIRAF等)装置、系统、方法和存储介质，用于使用和/或控制一个或多个成像模态和/或利用一个或多个成像装置、系统、存储介质等执行与(一个或多个)拉回机构的(一个或多个)图像同步。本公开的另一个广泛目的是提供使用干涉光学系统的OCT设备、系统、方法和存储介质，干涉光学系统诸如干涉仪(例如，谱域OCT(SD-OCT)、扫掠光源OCT(SS-OCT)、多模OCT(MM-OCT)、血管内超声(IVUS)，近红外自发荧光(NIRAF)、近红外光谱(NIRS)、近红外荧光(NIRF)、使用光、声或其它辐射源的治疗方式等)。

本公开的一个或多个实施例一般而言至少涉及采用与拉回机构的图像同步的成像领域。此类应用的示例包括但不限于经由一种或多种仪器获得的生物对象的成像、评估和诊断，其中生物对象诸如但不限于胃肠、肺和/或血管内应用，仪器诸如但不限于一个或多个探头、一个或多个导管、一个或多个内窥镜、一个或多个系留胶囊和一个或多个针(例如，活检针)。

在一个或多个实施例中，腔内成像旨在获取组织的高分辨率横截面图像并实现实时可视化。腔内成像可以使用光学探头的手动触发扫描、算法触发扫描和/或自动触发扫描，同时系统记录数据。在一个或多个实施例中，数据可以与探头的实际物理运动对齐，这可以使用本文中称为扫描机构的方式来执行，优选地用于使一个或多个装置或系统按需要运行。

根据本公开的成像系统的至少一个实施例被原型化以研究在整个探头扫描中将图像获取与探头位置同步的可行性。在这种情况下，探头可以是具有固定外层和可旋转且可平移的内芯的导管，内芯包含光纤和用于将光聚焦在样本上的远侧光学器件。

本公开的一个或多个实施例提供了以下优点中的一个或多个：减少PIU线缆线的数量以实现更灵活的PIU和/或PIU线缆；减少HS数字化仪的辅助输入的数量，从而使设计更简单(并且可以与标准的或现成的(一种或多种)数字化仪一起使用)；在不依赖实时操作系统或全局同步的情况下使用任何操作系统实现可以与拉回机构同步的图像获取(或者，在一个或多个实施例中，可以与实时操作系统或全局同步一起使用)；和/或提供可以用于其中数据获取与拉回机构之间的距离很重要的分布式系统的灵活设计；等等。

本公开的一个或多个实施例可以包括成像装置或成像系统、扫描机构和单个数据获取同步信号或装置。实际上，用于与成像波束位置的图像获取同步的系统的一个或多个实施例可以包括：成像系统、扫描机构和单个数据获取同步信号或装置。

在一个或多个实施例中，一种用于执行图像同步的系统可以包括：成像装置或成像系统，其使用一个或多个成像模态来获得成像数据；扫描机构，其操作以对系统的导管或探头执行波束扫描，以获得导管或探头的波束位置；以及一个或多个处理器，其操作以通过与成像数据同时或同期地记录波束位置来实现图像同步，并且操作以实现成像数据的准确空间配准。

在一个或多个实施例中，一个或多个处理器还可以包括数据获取处理器和硬件管理处理器，硬件管理处理器操作以控制数据获取处理器并且数据获取处理器操作以获取由成像装置或成像系统获得的成像数据。

在一个或多个实施例中，系统还可以包括：(i)旋转马达，其操作以旋转扫描机构、扫描机构的一部分和/或导管或探头，和(ii)拉回马达，其操作以控制导管或探头的拉回，其中导管或探头波束扫描由扫描机构使用旋转马达和拉回马达来执行。

在一个或多个实施例中，可以发生以下一种或多种：(i)一个或多个处理器还包括数据获取处理器和硬件管理处理器，硬件管理处理器操作以控制数据获取处理器并且数据获取处理器操作以获取由成像装置或成像系统获得的成像数据；(ii)系统还包括旋转马达控制器和拉回马达控制器，旋转马达控制器操作以控制旋转马达，而拉回马达控制器操作以控制拉回马达；(iii)系统还包括旋转马达控制器和拉回马达控制器，旋转马达控制器操作以控制旋转马达，而拉回马达控制器操作以控制拉回马达，并且一个或多个处理器包括控制处理器，控制处理器操作以控制旋转马达控制器和拉回马达控制器或向其发送命令，使得实现设定或预定的导管或探头的速度和/或位置，和/或设定或预定的旋转马达和/或拉回马达的速度和/或位置，以产生一种或多种扫描图案；(iv)一个或多个处理器包括同步处理器，并且系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号，其中同步处理器操作以调节或控制第一和第二编码器信号；和/或(v)一个或多个处理器包括同步处理器，并且系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号，其中同步处理器操作以在同步处理器与数据获取处理器接口之前调节或控制第一和第二编码器信号，使得每次在成像数据输入上获取深度扫描时，针对旋转马达和拉回马达中的每一个记录来自编码器信号的信息以记录针对深度扫描的确切或近似波束位置。

在一个或多个实施例中，一个或多个处理器还包括数据获取处理器，其操作以获取由成像装置或成像系统获得的成像数据；并且一个或多个处理器包括同步处理器，并且系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号，其中同步处理器操作以在同步处理器与数据获取处理器接口之前调节或控制第一和第二编码器信号，使得每次在成像数据输入上获取深度扫描时，针对旋转马达和拉回马达中的每一个记录来自编码器信号的信息以记录针对深度扫描的确切或近似波束位置，并且同步处理器操作以使用单个同步信号用于数据获取处理器以针对每个测得的深度扫描剖面捕获导管或探头的位置，其中以下一种或多种发生：(i)使用触发器信号触发深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器的值，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；(ii)使用触发器信号触发模数转换器(ADC)上的深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；(iii)触发器信号是操作以触发成像数据的采样的A线触发器信号，或者触发器信号是操作以触发成像数据的采样从而以k间隔均匀地获取成像数据的k时钟触发器信号；(iv)同步信号包括或包含结果脉冲串，结果脉冲串是来自第一和第二编码器信号中的每一个的脉冲串的叠加的结果，第一和第二编码器信号操作以便以旋转马达和/或拉回马达的既定的每转速率切换，并且数据获取处理器的旋转数字计数器和拉回数字计数器操作以对切换进行计数，从而测量旋转马达和拉回马达的当前位置；(v)编码器信号脉冲对于旋转马达编码器信号具有2伏(V)幅度，而对于拉回马达编码器信号具有3V幅度，旋转数字计数器操作以在以下一个或多个转变处递增：从0V到2V的转变处、从3V到5V的转变处和/或从0V到5V的转变处，并且拉回数字计数器操作以在以下一个或多个转变处递增：从0V到3V的转变处、从2V到5V的转变处和/或从0V到5V的转变处；和/或(vi)ADC、解调器以及旋转数字计数器和拉回数字计数器包括在数据获取处理器中。

在一个或多个实施例中，一个或多个处理器还包括数据获取处理器，其操作以获取由成像装置或成像系统获得的成像数据；并且一个或多个处理器包括同步处理器，并且系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号，其中同步处理器操作以在同步处理器与数据获取处理器接口之前调节或控制第一和第二编码器信号，使得每次在成像数据输入上获取深度扫描时，针对旋转马达和拉回马达中的每一个记录来自编码器信号的信息以记录针对深度扫描的确切或近似波束位置，并且同步处理器操作以使用单个同步信号用于数据获取处理器以针对每个测得的深度扫描剖面捕获导管或探头的位置，其中发生以下一种或多种：(i)使用触发器信号触发深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器的值，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；(ii)使用触发器信号触发模数转换器(ADC)上的深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；(iii)触发器信号是操作以触发成像数据的采样的A线触发器信号，或者触发器信号是操作以触发成像数据的采样从而以k间隔均匀地获取成像数据的k时钟触发器信号；和/或(iv)同步信号包括或包含结果脉冲串，结果脉冲串是来自同步处理器的脉冲串，并且除同步处理器在拉回的预定或设定部分修改脉冲之外，同步处理器操作以发送与在旋转马达的每一转发生的第一编码器信号的索引对应的脉冲，拉回的预定或设定部分是以下一个或多个：拉回的开始，其中同步处理器以同步处理器在拉回开始时消隐或跳过一个脉冲的方式修改脉冲；拉回的结束，其中同步处理器以同步处理器在拉回结束时消隐或跳过一个脉冲的方式修改脉冲；拉回的开始和结束，其中同步处理器以同步处理器在拉回开始时消隐或跳过一个脉冲，然后在拉回结束时消隐或跳过另一个脉冲的方式修改脉冲；拉回的开始和/或结束，其中同步处理器以同步处理器在拉回开始和/或拉回结束时引入额外的脉冲和/或延迟的方式修改脉冲；在拉回的结束，其中同步处理器修改脉冲以使数据获取处理器的帧计数器随着旋转马达减速而以较慢的速率递增；和/或在拉回的开始，其中同步处理器修改脉冲以使数据获取处理器的帧计数器随着旋转马达加速到稳态目标而朝着稳定速率递增。

在一个或多个实施例中，可以发生以下一种或多种：(i)数据获取处理器包括帧计数器，除了在拉回的开始时之外，帧计数器以固定、稳定或预定或设定的速率递增，在拉回的开始时，帧计数器以预定或设定的速率的大约一半或预定或设定的速率的一部分递增，使得在拉回的开始与帧计数器以固定、稳定或预定或设定的速率递增的时间之间的跳跃准确地发信号通知或指示拉回的开始和/或结束，并在已知或设定了总拉回长度和/或时间的情况下推导出针对每个深度扫描的确切波束位置的近似或准确记录；(ii)一个或多个处理器包括控制处理器，控制处理器操作以控制旋转马达控制器和拉回马达控制器或向其发送命令，使得实现设定或预定的导管或探头的速度和/或位置和/或设定或预定的旋转马达和/或拉回马达的速度和/或位置以产生一种或多种扫描图案，并且数据获取处理器包括帧计数器，除了在拉回结束时同步处理器修改脉冲以随着旋转马达减速而以较慢的速率递增的情况下第一编码器信号脉冲串进而被延迟并且帧计数器按不断增加的A线触发器的数量递增之外，帧计数器以固定、稳定或预定或设定速率递增，由控制处理器或一个或多个处理器控制旋转马达减速，以准确地与拉回的结束一致以减少或消除拉回的结束与旋转马达减速的开始之间的不确定性，以准确确定拉回的结束并针对预定或设定的总拉回长度和/或时间推导出针对每个深度扫描的确切波束位置的近似或准确记录；(iii)旋转马达具有急剧的减速剖面，并且旋转马达操作以在一次旋转中对于在帧计数器递增之前发生的A线触发器数量显著或实质减速，使得旋转马达的减速剖面大到足以被检测为旋转马达减速，而不是被检测为旋转马达转速变化；和/或(iv)旋转马达速度的变化操作以在正常操作中每预定或设定数量的A线触发器导致脉冲串，并且在相当于一次稳态旋转的时间期间的旋转马达减速操作为大于预定或设定的A线触发器数量的A线触发器数量，使得设置或选择A线触发器以上的阈值并且设置或选择A线触发器以下的阈值以检测拉回的结束。

一个或多个实施例可以包括或具有以下一个或多个：(i)一个或多个处理器还包括拉回状况处理器，其操作以确定指示或检测拉回的开始和/或结束的拉回状况；(ii)旋转马达的减速由旋转马达控制器发起和/或由旋转马达控制器和驱动器发起，并且旋转马达控制器和/或驱动器操作以从拉回状况处理器接收控制减速的命令；(iii)拉回状况处理器还操作以从旋转马达控制器和/或驱动器接收信息以确定拉回状况；和/或(iv)拉回状况处理器被部署或包括在系统的扫描机构中。

在一个或多个实施例中，以下一种或多种可以发生或存在：(i)旋转马达以低于目标稳态值的速度旋转，然后在拉回马达加速时加速或与其大约同时加速；(ii)数据获取处理器包括帧计数器，该帧计数器以固定、稳定或预定或设定的速率递增一次或随着旋转马达加速到目标稳态值而递增；(iii)一个或多个处理器包括控制处理器，控制处理器操作以控制旋转马达控制器和拉回马达控制器或向其发送命令，使得实现设定或预定的导管或探头的速度和/或位置和/或设定或预定的旋转马达和/或拉回马达的速度和/或位置以产生一种或多种扫描图案，并且旋转马达加速由控制处理器或一个或多个处理器控制以准确地与拉回的开始一致以减少或消除拉回的开始与旋转马达加速的开始之间的不确定性，并准确确定拉回的开始并针对预定或设定的总拉回长度和/或时间推导出针对每个深度扫描的确切波束位置的近似或准确记录；(iv)旋转马达具有急剧的加速剖面，并且旋转马达操作以对于在帧计数器递增之前发生的A线触发器数量在一次旋转中显著或实质加速，使得旋转马达的加速剖面大到足以被检测为旋转马达加速到目标稳态值，而不是被检测为旋转马达转速的变化；和/或(v)拉回前旋转马达速度的变化操作以每预定或设定数量的A线触发器导致脉冲串，并且在相当于一次稳态旋转的时间期间的旋转马达加速操作为大于预定或设定的A线触发器数量的A线触发器数量，使得设置或选择阈值以检测拉回的开始。

一个或多个实施例可以包括或具有以下一个或多个：(i)一个或多个处理器还包括拉回状况处理器，其操作以确定指示或检测拉回的开始和/或结束的拉回状况；(ii)旋转马达的加速由旋转马达控制器和/或由旋转马达控制器和驱动器发起，并且旋转马达控制器和/或驱动器操作以从拉回状况处理器接收控制加速的命令；(iii)拉回状况处理器还操作以从旋转马达控制器和/或驱动器接收信息以确定拉回状况；和/或(iv)拉回状况处理器被部署或包括在系统的扫描机构中。

在一个或多个实施例中，系统还可以包括或连接到以下一个或多个：光源，其操作以产生光；干涉光学系统，其操作以：(i)接收来自光源的光并将其分为要用以照射对象或样本的第一光和第二参考光，(ii)发送第二参考光以反射离开干涉光学系统的参考镜，以及(iii)通过使已用以照射对象或样本的第一光的反射或散射光和反射的第二参考光组合或重新组合来生成干涉光，并且使生成一种或多种干涉图案的干涉光彼此干涉；和/或一个或多个检测器，其操作以连续获取干涉光和/或一种或多种干涉图案，使得获得一条或多条A线。

一个或多个实施例可以使用一个或多个成像模态，其中一个或多个成像模态包括以下一个或多个：光学相干断层扫描(OCT)、单模态OCT、多模态OCT、扫掠光源OCT、光学频域成像(OFDI)、血管内超声(IVUS)、另一种管腔图像模态、近红外光谱、近红外荧光(NIRF)、近红外自发荧光(NIRAF)和血管内成像模态。

在一个或多个实施例中，一种用于控制执行图像同步的系统的方法可以包括：使用系统的成像装置或成像系统，使用一个或多个成像模态获得成像数据；经由系统的扫描机构对系统的导管或探头执行波束扫描，以获得导管或探头的波束位置；以及经由系统的一个或多个处理器通过与成像数据同时或同期地记录波束位置来实现图像同步，并且实现成像数据的准确空间配准。

在一个或多个实施例中，方法还可以包括：经由硬件管理处理器控制一个或多个处理器中的数据获取处理器，以及经由数据获取处理器获取由成像装置或成像系统获得的成像数据。

一个或多个方法可以包括：(i)使用旋转马达旋转扫描机构、扫描机构的一部分和/或导管或探头，以及(ii)使用拉回马达控制导管或探头的拉回，其中导管或探头波束扫描是由扫描机构使用旋转马达和拉回马达执行的。

一个或多个方法可以包括以下一个或多个：(i)经由硬件管理处理器控制一个或多个处理器的数据获取处理器；(ii)经由数据获取处理器获取由成像装置或成像系统获得的成像数据；(iii)使用系统的旋转马达控制器控制旋转马达并使用系统的拉回马达控制器控制拉回马达；(iv)经由系统的控制处理器控制旋转马达控制器和拉回马达控制器或向其发送命令，使得实现设定或预定的导管或探头的速度和/或位置和/或设定或预定的旋转马达和/或拉回马达的速度和/或位置，以产生一种或多种扫描图案；(v)经由一个或多个处理器的同步处理器调节或控制第一和第二编码器信号，其中系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号；和/或(vi)在同步处理器与数据获取处理器接口之前经由一个或多个处理器的同步处理器调节或控制第一和第二编码器信号，使得每次在成像数据输入上获取深度扫描时，针对旋转马达和拉回马达中的每一个记录来自第一和第二编码器信号的信息，以记录针对深度扫描的确切或近似波束位置，其中系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号。

在一个或多个方法实施例中，一个或多个处理器还包括数据获取处理器，其操作以获取由成像装置或成像系统获得的成像数据；并且一个或多个处理器包括同步处理器，并且系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号，其中同步处理器操作以在同步处理器与数据获取处理器接口之前调节或控制第一和第二编码器信号，使得每次在成像数据输入上获取深度扫描时，针对旋转马达和拉回马达中的每一个记录来自编码器信号的信息以记录针对深度扫描的确切或近似波束位置，并且同步处理器操作以使用单个同步信号用于数据获取处理器以针对每个测得的深度扫描剖面捕获导管或探头的位置，其中方法可以包括以下一个或多个：(i)经由系统的触发器信号触发深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器的值，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；(ii)经由系统的触发器信号触发对模数转换器(ADC)上深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；(iii)经由作为A线触发器信号的触发器信号触发对成像数据的采样，或经由作为k时钟触发器信号的触发器信号触发对成像数据的采样从而以k间隔均匀地获取成像数据；(iv)使用包括或包含结果脉冲串的同步信号，结果脉冲串是来自第一和第二编码器信号中的每一个的脉冲串的叠加的结果，第一和第二编码器信号操作以便以旋转马达和/或拉回马达的既定的每转速率切换，并且经由数据获取处理器的旋转数字计数器和拉回数字计数器对切换进行计数，使得测量旋转马达和拉回马达的当前位置；(v)使用编码器信号脉冲，其对于旋转马达编码器信号具有2伏(V)幅度并且对于拉回马达编码器信号具有3V幅度，其中旋转数字计数器操作以在以下一个或多个转变处递增：从0V到2V的转变处、从3V到5V的转变处和/或从0V到5V的转变处，并且拉回数字计数器操作以在以下一个或多个转变处递增：从0V到3V的转变处、从2V到5V的转变处和/或从0V到5V的转变处；和/或(vi)使用数据获取处理器，在数据获取处理器中包括有ADC、解调器以及旋转数字计数器和拉回数字计数器。

在一个或多个方法中，一个或多个处理器还包括数据获取处理器，其操作以获取由成像装置或成像系统获得的成像数据；并且一个或多个处理器包括同步处理器，并且系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号，其中同步处理器操作以在同步处理器与数据获取处理器接口之前调节或控制第一和第二编码器信号，使得每次在成像数据输入上获取深度扫描时，针对旋转马达和拉回马达中的每一个记录来自编码器信号的信息以记录针对深度扫描的确切或近似波束位置，并且同步处理器操作以使用单个同步信号用于数据获取处理器以针对每个测得的深度扫描剖面捕获导管或探头的位置，其中(一个或多个)方法还可以包括以下一个或多个：(i)经由触发器信号触发深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器的值，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；(ii)经由触发器信号触发对模数转换器(ADC)上的深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；(iii)经由作为A线触发器信号的触发器信号触发对成像数据的采样，或经由作为k时钟触发器信号的触发器信号触发对成像数据的采样从而以k间隔均匀地获取成像数据；和/或(iv)使用包括或包含结果脉冲串的同步信号，结果脉冲串是来自同步处理器的脉冲串，其中除同步处理器在拉回的预定或设定部分修改脉冲之外，同步处理器操作以发送与在旋转马达的每一转发生的第一编码器信号的索引对应的脉冲，拉回的预定或设定部分是以下一个或多个：拉回的开始，其中同步处理器以同步处理器在拉回开始时消隐或跳过一个脉冲的方式修改脉冲；拉回的结束，其中同步处理器以同步处理器在拉回结束时消隐或跳过一个脉冲的方式修改脉冲；拉回的开始和结束，其中同步处理器以同步处理器在拉回开始时消隐或跳过一个脉冲，然后在拉回结束时消隐或跳过另一个脉冲的方式修改脉冲；拉回的开始和/或结束，其中同步处理器以同步处理器在拉回开始和/或拉回结束时引入额外的脉冲和/或延迟的方式修改脉冲；在拉回的结束，其中同步处理器修改脉冲以使数据获取处理器的帧计数器随着旋转马达减速而以较慢的速率递增；和/或在拉回的开始，其中同步处理器修改脉冲以使数据获取处理器的帧计数器随着旋转马达加速到稳态目标而朝着稳定速率递增。

一个或多个方法实施例可以涉及或具有以下条件中的一个或多个：(i)数据获取处理器包括帧计数器，除了在拉回的开始时之外，帧计数器以固定、稳定或预定或设定的速率递增，在拉回的开始时，帧计数器以预定或设定的速率的大约一半或预定或设定的速率的一部分递增，使得在拉回的开始与帧计数器以固定、稳定或预定或设定的速率递增的时间之间的跳跃准确地发信号通知或指示拉回的开始和/或结束，并在已知或设定了总拉回长度和/或时间的情况下推导出每个深度扫描的确切波束位置的近似或准确记录；(ii)一个或多个处理器包括控制处理器，控制处理器操作以控制旋转马达控制器和拉回马达控制器或向其发送命令，使得实现设定或预定的导管或探头的速度和/或位置和/或设定或预定的旋转马达和/或拉回马达的速度和/或位置以产生一种或多种扫描图案，并且数据获取处理器包括帧计数器，除了在拉回结束时同步处理器修改脉冲以随着旋转马达减速而以较慢的速率递增的情况下第一编码器信号脉冲串进而被延迟并且帧计数器按不断增加的A线触发器的数量递增之外，帧计数器以固定、稳定或预定或设定速率递增，旋转马达减速由控制处理器或一个或多个处理器控制，以准确地与拉回的结束一致以减少或消除拉回的结束与旋转马达减速的开始之间的不确定性，以准确确定拉回的结束并针对预定或设定的总拉回长度和/或时间推导出针对每个深度扫描的确切波束位置的近似或准确记录；(iii)旋转马达具有急剧的减速剖面，并且旋转马达操作以对于在帧计数器递增之前发生的A线触发器数量在一次旋转中显著或实质减速，使得旋转马达的减速剖面大到足以被检测为旋转马达减速，而不是被检测为旋转马达转速的变化；和/或(iv)旋转马达速度的变化操作以在正常操作中每预定或设定数量的A线触发器导致脉冲串，并且在相当于一次稳态旋转的时间期间的旋转马达减速操作为大于预定或设定的A线触发器数量的A线触发器数量，使得设置或选择A线触发器以上的阈值并且设置或选择A线触发器以下的阈值以检测拉回的结束。

在一个或多个实施例中，(一个或多个)方法还可以包括以下一个或多个：(i)经由一个或多个处理器的拉回状况处理器确定指示或检测拉回的开始和/或结束的拉回状况；(ii)通过旋转马达控制器和/或通过旋转马达控制器和驱动器发起旋转马达的减速，其中旋转马达控制器和/或驱动器操作以从拉回状况处理器接收控制减速的命令；(iii)经由拉回状况处理器从旋转马达控制器和/或驱动器接收信息以确定拉回状况；和/或(iv)在拉回状况处理器被部署或包括在系统的扫描机构中时使用拉回状况处理器。

在一个或多个实施例中，以下一种或多种可以发生：(i)旋转马达以低于目标稳态值的速度旋转，然后在拉回马达加速时加速或与其大约同时加速；(ii)数据获取处理器包括帧计数器，该帧计数器以固定、稳定或预定或设定的速率递增一次或随着旋转马达加速到目标稳态值而递增；(iii)一个或多个处理器包括控制处理器，控制处理器操作以控制旋转马达控制器和拉回马达控制器或向其发送命令，使得实现设定或预定的导管或探头的速度和/或位置和/或设定或预定的旋转马达和/或拉回马达的速度和/或位置以产生一种或多种扫描图案，并且旋转马达加速由控制处理器或一个或多个处理器控制以准确地与拉回的开始一致以减少或消除拉回的开始与旋转马达加速开始的之间的不确定性，并准确确定拉回的开始并针对预定或设定的总拉回长度和/或时间推导出针对每个深度扫描的确切波束位置的近似或准确记录；(iv)旋转马达具有急剧的加速剖面，并且旋转马达操作以对于在帧计数器递增之前发生的A线触发器数量在一次旋转中显著或实质加速，使得旋转马达的加速剖面大到足以被检测为旋转马达加速到目标稳态值，而不是被检测为旋转马达转速的变化；和/或(v)拉回前旋转马达速度的变化操作以每预定或设定数量的A线触发器导致脉冲串，并且在相当于一次稳态旋转的时间期间的旋转马达加速操作为大于预定或设定的A线触发器数量的A线触发器数量，使得设置或选择阈值以检测拉回的开始。

一个或多个方法实施例还可以包括以下一个或多个：(i)经由一个或多个处理器的拉回状况处理器确定指示或检测拉回的开始和/或结束的拉回状况；(ii)通过旋转马达控制器和/或通过旋转马达控制器和驱动器发起旋转马达的加速，其中旋转马达控制器和/或驱动器操作以从拉回状况处理器接收控制加速的命令；(iii)经由拉回状况处理器从旋转马达控制器和/或驱动器接收信息以确定拉回状况；和/或(iv)在拉回状况处理器被部署或包括在系统的扫描机构中时使用拉回状况处理器。

在一个或多个实施例中，一种计算机可读存储介质可以存储至少一个程序，该程序操作以使一个或多个处理器执行用于为系统的一个或多个成像模态执行图像同步的方法，该方法包括：使用系统的成像装置或成像系统，使用一个或多个成像模态获得成像数据；经由系统的扫描机构对系统的导管或探头执行波束扫描，以获得导管或探头的波束位置；以及经由系统的一个或多个处理器，通过与成像数据同时或同期地记录波束位置来实现图像同步，并且实现成像数据的准确空间配准。

本公开的至少一个广泛目的是提供一种或多种光学装置、系统、方法(用于使用和/或制造)和存储介质，诸如但不限于光纤导管、内窥镜和/或光学相干断层扫描(OCT)装置和系统，以及与其一起使用的方法和存储介质，以实现一致、可靠的图像同步，包括高效率和合理的制造和维护成本。

在一个或多个实施例中，一种计算机可读存储介质可以存储至少一个程序，该程序操作以使一个或多个处理器执行用于执行图像同步的方法，其中该方法可以包括本文讨论的一个或多个步骤。

根据本公开的一个或多个实施例，用于执行图像同步的装置和系统、方法和存储介质还可以操作以表征生物对象，诸如但不限于血液、粘液、组织等。

应当注意的是，本公开的用于图像同步的(一种或多种)方法和/或其它方法的一个或多个实施例可以用在其它成像系统、装置或设备中，其中通过使用扫描探头在(一个或多个)组织样本内进行信号反射和散射形成图像。例如，可以使用IVI模态，诸如IVUS，其中除了OCT图像之外或者代替于OCT图像，还可以处理IVI或IVUS图像。

本公开的一个或多个实施例可以用于(一个或多个)临床应用，诸如但不限于血管间成像、动脉粥样硬化斑块评估、心脏支架评估、球囊窦成形术、窦支架植入术、关节镜检查、眼科、耳科研究、兽医使用和研究等。

根据本公开的至少另一方面，通过减少或最小化光学部件的数量并借助高效技术来削减此类装置、设备、系统和存储介质的使用/制造成本，可以采用本文讨论的一种或多种技术来降低一个或多个装置、设备、系统和存储介质的制造和维护中的至少一种的成本。

根据本公开的其它方面，本文讨论了使用一种或多种图像同步技术或与其一起使用的一种或多种附加设备、一种或多种系统、一种或多种方法以及一种或多种存储介质。本公开的其他特征将部分地是可理解的并且将部分地根据以下描述并参考附图而变得清楚。

附图说明

为了说明本公开的各个方面，其中相似的数字指示相似的元件，在附图中示出了可以采用的简化形式，但是应该理解的是，本公开不受所示的精确布置和工具限制或限于此。为了帮助相关领域的普通技术人员制作和使用本公开的主题，参考附图，其中：

图1是示出根据本公开的一个或多个方面的可以利用一种或多种图像同步技术的系统的实施例的图；

图2是根据本公开的一个或多个方面的可以与用于执行图像同步技术的装置或系统的至少一个实施例一起使用的导管的实施例的图；

图3是示出根据本公开的一个或多个方面的用于执行图像同步技术的至少一个装置/系统实施例的图；

图4是示出根据本公开的一个或多个方面的用于执行图像同步技术的装置或系统的至少一个实施例的图；

图5是示出根据本公开的一个或多个方面的使用同步信号用于数据获取以针对每个测得的深度剖面捕获探头位置的装置或系统的至少一个实施例的图；

图6是示出根据本公开的一个或多个方面的使用同步信号用于数据获取以针对每个测得的深度剖面捕获探头位置的装置或系统的至少一个附加实施例的图；

图7是示出根据本公开的一个或多个方面的使用同步技术并且使用拉回马达和控制器的装置或系统的至少一个实施例的图；

图8是根据本公开的一个或多个方面的图像同步方法或技术的至少一个实施例的流程图；

图9是示出根据本公开的一个或多个方面的可以利用一种或多种图像同步技术的至少另一个系统的实施例的图；

图10是示出根据本公开的一个或多个方面的可以利用一种或多种图像同步技术的至少另一个系统的实施例的图；

图11是示出根据本公开的一个或多个方面的可以利用一种或多种图像同步技术的至少又一个系统的实施例的图；

图12是图示根据本公开的一个或多个方面的执行可以与一种或多种图像同步技术一起使用的成像特征、功能或技术的至少一个方法实施例的流程图；

图13示出了可以与至少一种装置、系统、方法和/或存储介质的一个或多个实施例一起使用的计算机的实施例的示意图，包括但不限于用于执行根据本公开的一个或多个方面的一种或多种图像同步技术；以及

图14示出了可以与至少一个装置、系统、方法和/或存储介质的一个或多个实施例一起使用的计算机的另一个实施例的示意图，包括但不限于用于执行根据本公开的一个或多个方面的一种或多种图像同步技术。

具体实施方式

本文公开了用于执行一种或多种图像同步技术的一种或多种设备/装置、光学系统、方法和存储介质。

现在转向附图的细节，图1示出了操作以利用OCT技术的OCT系统100(本文中称为“系统100”或“该系统100”)，包括但不限于本文讨论的图像同步技术的一个或多个实施例，具有根据本公开的一个或多个方面的光学探头应用。系统100包括光源101、参考臂102、样本臂103、分光器104(在本文中也称为“分束器”)、参考镜(在本文中也称为“参考反射元件”)105，以及一个或多个检测器107。系统100可以包括移相设备或移相单元130，并且在一个或多个实施例中，可以省略移相设备或移相单元。在一个或多个实施例中，系统100可以包括患者接口设备或患者接口单元(“PIU”)110和导管120(如图1-2中示意性所示)，并且系统100可以与样本或目标106交互(例如，经由导管/探头120和/或PIU 110)。在一个或多个实施例中，系统100包括干涉仪，或者干涉仪由系统100的一个或多个部件(诸如但不限于至少光源101、参考臂102、样本臂103、分光器104和参考镜105)限定。

光源101操作以向分光器104产生光，分光器104将来自光源101的光分成进入参考臂102的参考束和进入样本臂103的样本束。分束器104与参考镜105、一个或多个检测器107以及样本或目标106成一角度定位或部署。参考束通过相移单元130(当包括在系统中时，如系统100中所示)，并且参考束从参考臂102中的参考镜105反射，而样本束通过样本臂103中的PIU(患者接口单元；在本文也称为患者接口部件(PIC))110和导管120从样本106反射或散射。参考束和样本束二者在分光器104处组合(或重新组合)并生成干涉图案。系统100和/或其干涉仪的输出用一个或多个检测器107(诸如但不限于光电二极管或多阵列相机)连续获取。一个或多个检测器107测量组合或重新组合的两个辐射或光束之间的干涉或干涉图案。在一个或多个实施例中，参考束和样本束已经行进不同的光路长度，使得产生条纹效应并且可由一个或多个检测器107测量。从系统100和/或其干涉仪的输出获得的电模拟信号被转换成数字信号以便用计算机(诸如但不限于计算机1200、1200'(图13或图14中分别示出，在下面进一步讨论))进行分析。在一个或多个实施例中，光源101可以是辐射源或以宽波长带辐射的宽带光源。在一个或多个实施例中，可以使用包括软件和电子器件的傅立叶分析器将电模拟信号转换成光谱。

光源101可以包括多个光源或者可以是单个光源。在一个或多个实施例中，光源101生成宽带激光。光源101可以包括激光器、有机发光二极管(OLED)、发光二极管(LED)、卤素灯、白炽灯、激光泵浦的超连续谱光源和/或荧光灯中的一种或多种。光源101可以是提供光的任何光源，该光然后可以被分成至少三个带，其中每个带被进一步色散以提供随后用于空间信息的光谱编码的光。光源101可以光纤耦合或可以自由空间耦合到本文讨论的一个或多个系统(诸如但不限于系统100、系统100a、系统100'、系统100”、系统100”'等)的其它部件。

根据本公开的至少一个方面，使用光纤实现OCT系统的特征。如上面所提到的，本公开的OCT技术的一个应用是使用具有导管120的OCT，如图1-2中示意性所示。

图2示出了导管120的实施例，包括护套121、线圈122、保护器123和光学探头124。如图1-2中示意性所示，导管120优选地连接到PIU 110以通过拉回使线圈122自旋(例如，PIU 110的至少一个实施例操作以通过拉回使线圈122自旋)。线圈122从其近端向远端递送扭矩(例如，经由或通过PIU 110中的旋转马达)。在一个或多个实施例中，线圈122与光学探头124一起固定/固定到光学探头124，使得光学探头124的远侧尖端也自旋以看到被评估的生物器官、样本或材料(诸如但不限于中空器官，诸如血管、心脏等)的全向视图。例如，光纤导管和内窥镜可以驻留在OCT干涉仪的样本臂(诸如样本臂103，如图1中所示)中以便提供对内部器官的访问，诸如血管内图像、胃肠道或任何其它难以访问的狭窄区域。随着穿过导管120或内窥镜内部的光学探头124的光束在感兴趣的表面上旋转，获得一个或多个样本的横截面图像。为了获取三维数据，光学探头124在旋转自旋期间同时纵向平移，从而产生螺旋扫描图案。这种平移可以通过将探头124的尖端朝着近端拉回来执行并因此被称为拉回。

在一个或多个实施例中，患者用户接口110可以包括或包含连接部件(或接口模块)，诸如旋转接头，以将一个或多个部件(诸如探头的一个或多个部件(例如，导管120(参见例如图1-2))、针、胶囊、患者接口单元或患者接口部件(例如，患者接口单元或患者接口部件110)等)连接到一个或多个其它部件(诸如光学部件、光源(例如，光源101)、偏转区段(例如，诸如偏转区段或被偏转区段，它是操作以将来自光源的光偏转到干涉光学系统，然后将从干涉光学系统接收到的光朝着至少一个检测器发送的部件；偏转或转向区段，其包括以下至少一个：一个或多个干涉仪、环行器、分束器、隔离器、耦合器、融合光纤耦合器、其中带有孔的部分切断的镜子以及带抽头的部分切断的镜子；等等)、样本臂102、操作以向连接部件和/或患者用户接口110等供电的马达等)。例如，当连接构件或接口模块是旋转接头时，旋转接头优选地如下面讨论的那样操作。在一个或多个其它实施例中，旋转接头可以是以下至少之一：接触式旋转接头、无透镜旋转接头、基于透镜的旋转接头或本领域技术人员已知的其它旋转接头。

在至少一个实施例中，PIU 110可以包括光纤旋转接头(FORJ)、旋转马达和平移机动平台(例如，PIU 110的一部分)和导管连接器(例如，PIU 110的一部分)。FORJ允许在沿着光纤轴旋转光纤的同时不间断地传输光信号。FORJ可以具有包括转子和定子的自由空间光学波束组合器。

根据本公开的一个或多个特征的成像系统或成像设备的至少一个实施例被原型化以研究在整个探头扫描中将图像的获取与探头位置同步的可行性。在至少一个实施例中，探头可以是具有固定外层和可旋转且可平移的内芯的导管，内芯包括光纤和远侧光学器件以将光聚焦在样本上。

管腔器官(如冠状动脉)的容积图像可以通过快速旋转并同时平移导管的内芯以获得横截面图像来获得。系统或设备的一个或多个实施例可以包括成像系统、成像导管和患者接口单元(PIU)。PIU(例如，PIU 110、本文中讨论的任何其它PIU等)可以被用于扫描导管芯，以便由成像导管递送和恢复的波束然后可以由系统或设备恢复以生成管腔器官的图像。

图3示出了根据本公开的至少一个实施例的一般示意图，其可以包括多模态扫掠源光学相干断层扫描和激光诱导近红外自发荧光系统。该系统还可以是单模态OCT、OFDI、本文讨论的任何其它成像模态等，或者该系统可以使用不同的第二模态，如近红外光谱或其它模态。系统100a可以包括OCT光源101、NIRF或NIRAF光源101、分束器104、108、一个或多个环行器901、包括参考反射元件105的参考臂102(其可以或可以不包括参考臂102的参考延迟部分)、组合器903、(一个或多个)OCT检测器107、(一个或多个)NIRF和/或NIRAF检测器107、计算机和/或数据获取单元(诸如但不限于计算机1200、计算机1200'、本文讨论的任何其它处理器或计算机等)，以及包括PIU 110和导管120的样本臂。来自成像系统100a的光可以沿着样本臂103被引导至PIU 110和成像导管120，然后可以穿过(一个或多个)OCT检测器107和/或NIRF和/或(一个或多个)NIRAF检测器107。

图4示出了数据获取处理器或单元210和硬件管理处理器或单元220的元件与PIU扫描机构110和同步单元300之间的信号和成像数据连接的框图和流程图的至少一个实施例。在一个或多个实施例中，扫描机构可以被包括在PIU 110中或者可以是PIU 110的一部分。同步单元300操作以允许同时记录波束位置与成像数据(例如，来自和/或存储在成像数据单元301中)，从而实现成像数据的准确空间配准。由成像系统获得的成像数据可以由数据获取处理器或单元210在硬件管理处理器或单元220的控制下获取。导管120的波束扫描可以通过封在PIU 110中的扫描机构使用用于旋转的马达260(例如，旋转马达260)和用于拉回的马达270(例如，拉回马达270)来执行。每个马达260、270可以分别由马达控制器和驱动器240、250控制。控制单元或处理器230可以被包括在PIU 110中并且可以负责命令每个马达控制器240、250实现某些期望的速度和/或位置以产生某些期望的扫描图案。相应的编码器信号280、290可以被配置为对马达控制器单元260、270和同步处理器或单元300可用。在一个或多个实施例中，编码器信号280、290可以在将同步处理器或单元300与数据获取单元210接口之前由同步单元300调节，使得每次在成像数据输入上获取或经由导管120接收到深度扫描时，可以针对每个相应马达260、270记录来自编码器信号280、290的信息，以近似并准确地记录用于该深度扫描的确切波束位置。

一个或多个实施例(例如，如图5中所示)可以利用用于数据获取单元210的单个同步信号来捕获针对每个测得的深度剖面的探头位置。例如，A线触发器信号310可以被用于触发模数转换器(ADC)331上的深度扫描的单次获取，并且还用于记录从解调的编码同步信号340导出的数字计数器(例如，旋转数字计数器342和拉回数字计数器343)的值，该编码同步信号340是用数据获取处理器或单元350的解调器341解调的(在一个或多个实施例中，数据获取处理器或单元350可以位于数据获取处理器或单元210中或是其一部分)。例如，可以使用k时钟触发器信号320来触发对成像数据330(和/或成像数据301)的采样，从而以k间隔均匀地获取成像数据。同步信号340可以是结果脉冲串，结果脉冲串可以是来自两个编码器信号280、290中的每一个的脉冲串的叠加的结果，两个编码器信号280、290可以以既定的每马达转速率切换。在一个或多个实施例中，编码器信号脉冲可以具有用于旋转编码器信号的2V幅度和用于拉回信号的3V幅度。因此，旋转数字计数器可以在以下一个或多个转变处递增：从0V到2V的转变处、从3V到5V的转变处或从0V到5V的转变处，并且拉回数字计数器在以下一个或多个转变处递增：从0V到3V的转变处、从2V到5V的转变处或从0V到5V的转变处。通过使用数字计数器对这些切换进行计数，可以测量当前马达位置。ADC转换器331、解调单元341和数字计数器342、343可以包含在数据获取单元350中。

图6示出了本公开的至少一个实施例，其中单个同步信号可以用于数据获取处理器或单元210以捕获针对每个测得的深度剖面的探头位置。例如，触发器信号410可以被用于触发模数转换器(ADC)431上的深度扫描的单次获取，并且还记录从针对每个获得的深度扫描输入的同步信号440导出的帧计数器441的值。例如，可以使用k时钟触发器信号420来触发对成像数据(例如，来自成像数据430)的采样，从而以k间隔均匀地获取成像数据。同步信号440可以是作为来自同步处理器或单元300的脉冲串的结果脉冲串。在一个或多个实施例中，除了在一个或多个实施例中在拉回的开始时之外，同步处理器或单元300操作以发送与可以在旋转马达260的每一转发生的编码器信号280的索引对应的脉冲，在拉回的开始时，同步处理器或单元300以同步处理器或单元300消隐的方式修改脉冲(例如，同步处理器或单元300可以通过在拉回的开始时跳过一个脉冲来消隐)。在一个或多个实施例中，旋转马达(例如，旋转马达260)以几乎稳定的速度旋转，例如每500个A线触发器一转。在一个或多个实施例中，除了在一个或多个实施例中在拉回的开始时之外，帧计数器441以相对稳定的速率递增，例如每500个A线触发器一次，在拉回的开始时，帧计数器441可以以原始速率的大约一半或在大约1000个A线触发器之后递增。这个跳跃可以被用于准确地确定拉回的开始，因此，假设总拉回长度/时间是已知的或先验或事先设置的，推导出针对该深度扫描的确切波束位置的近似记录。

在另一个实施例中，除了在一个或多个实施例中在拉回的结束时之外，同步处理器或单元300可以工作以发送与可以在旋转马达260的每一转发生的编码器信号280的索引对应的脉冲，在拉回的结束时，同步处理器或单元(例如，同步处理器或单元300)可以以同步处理器或单元300消隐的方式修改脉冲(例如，同步处理器或单元300可以通过跳过拉回结束时的一个脉冲来消隐)。这个跳跃可以被用于准确地确定拉回的结束，因此，假设总拉回长度/时间是先验或事先已知的，推导出针对该深度扫描的确切波束位置的近似或准确记录。

在一个或多个其它实施例中，除了在拉回的开始和结束时之外，同步处理器或单元300可以工作以发送与可以在旋转马达260的每一转发生的编码器信号280的索引对应的脉冲(例如，同步处理器或单元300可以通过在拉回结束时跳过一个脉冲来消隐)，在拉回的开始和结束时，同步处理器或单元300以同步处理器或单元300消隐的方式修改脉冲(例如，同步处理器或单元300可以通过在拉回的开始时跳过一个脉冲并在拉回的结束时跳过另一个脉冲来消隐)。这两个跳跃可以被用于准确地确定拉回的开始和结束，并因此推导出针对该深度扫描的准确波束位置的近似或准确记录。在一个或多个实施例中，可以使用或可以不使用总拉回长度/时间的先验或事先知识。

在一个或多个其它实施例中，除了在拉回的开始和/或结束时之外，同步处理器或单元300可以工作以发送与可以在旋转马达260的每一转发生的编码器信号280的索引对应的脉冲，在拉回的开始和/或结束时，同步处理器或单元300以同步处理器或单元300在拉回的开始和/或拉回的结束时引入额外脉冲和/或延迟脉冲而不是消隐的方式修改脉冲。用于要递增的帧计数器441的A线触发器的数量的跳跃可以被用于准确地确定拉回的开始和/或结束，并因此推导出针对该深度扫描的确切波束位置的近似记录。

在一个或多个另外的实施例中，同步信号440可以是作为来自同步处理器或单元300的脉冲串的结果脉冲串。在一个或多个实施例中，同步处理器或单元300可以工作以发送与可以在旋转马达(例如，旋转马达260)的每一转发生的编码器信号280的索引对应的脉冲。在一个或多个实施例中，旋转马达(例如，旋转马达260)可以以几乎稳定的速度旋转，例如每500个A线触发器一转。在一个或多个实施例中，除了在拉回的结束时之外，帧计数器441可以以相对稳定的速率递增，例如每500个A线触发器一次，在拉回的结束时，帧计数器441可以随着旋转马达260减速而以较慢的速率递增。在一个或多个实施例中，随着旋转马达(例如，旋转马达260)减速，编码器信号280脉冲串可以进而延迟，并且帧计数器441可以按预定的增加的A线触发器数量或不断增加的A线触发器数量递增。减速可以由控制处理器或单元230命令以准确地与拉回的结束一致以减少拉回的结束与旋转马达减速的开始之间的不确定性。帧计数器441递增的这种减慢可以被用于准确地确定拉回的结束，因此，假设总拉回长度/时间是先验或事先已知的，可以推导出针对该深度扫描的确切波束位置的近似记录。在一个或多个实施例中，旋转马达260可以具有急剧的减速剖面，使得旋转马达260可以对于在帧计数器441递增之前发生的A线触发器的数量在一次旋转中显著减速，使得旋转马达260的减速剖面大到足以被检测为旋转马达260减速，而不是被检测为旋转马达转速的变化。例如，在一个或多个实施例中，马达速度的变化会导致正常操作时每500±2个A线触发器产生脉冲串，但在相当于一次稳态旋转的时间期间的马达减速可以至少是510个A线触发器。照此，可以选择高于预定数量的A线触发器且低于另一个预定数量的A线触发器的阈值以检测拉回的结束，诸如但不限于高于502且低于510个A线触发器。

在一个或多个其它实施例中，同步处理器或单元300可以工作以发送与可以在旋转马达260的每一转发生的编码器信号280的索引对应的脉冲。在至少一个实施例中，旋转马达260可以以诸如但不限于每转490个A线触发器或每转任何其它设定或预定数量的A线触发器的速度旋转，这低于每500个A线触发器一转的目标稳态值或任何其它设定或预定的每设定数量的A线触发器旋转一定次数的目标稳态值。旋转马达(例如，旋转马达260、图7的旋转马达560等)然后可以在拉回马达(例如，拉回马达270、图7中的拉回马达570等)加速时加速或大约与其同时加速。在这种情况下，只要帧计数器441随着旋转马达260被加速到其稳态目标(这可以由用户手动设置，可以由本文讨论的任何算法、方法或处理器或单元等自动设置，等等)而以相对稳定的速率递增，例如每500个A线触发器一次(或每设定或预定的A线触发器量递增任何其它设定或预定量)，就可以确定拉回的开始。加速可以由控制处理器或单元230命令以准确地与拉回的开始一致以减少拉回的开始与旋转马达加速(例如，旋转马达260的加速、旋转马达560的加速等)的开始之间的不确定性。帧计数器441递增的这种稳定可以被用于准确地确定拉回的开始，因此，假设总拉回长度/时间是先验或事先已知的，可以推导或用于确定针对该深度扫描的确切波束位置的近似记录。在一个或多个实施例中，旋转马达260可以具有急剧的加速剖面，使得旋转马达260可以对于在帧计数器441递增之前发生的A线触发器的数量在一次旋转中显著加速，使得旋转马达260的加速剖面大到足以被检测为旋转马达260加速到稳定状态值而不是被检测为旋转马达旋转速度的变化。例如，拉回前马达速度的变化会导致每490±2个A线触发器的脉冲串，但马达加速到500±2个A线触发器的稳态拉回速度旋转可以总是优选地在一次旋转中以确定性的方式实现。照此，可以选择用以检测拉回的开始的阈值，和/或可以设置拉回前马达速度的变化的阈值或稳态拉回速度旋转的阈值。

在一个或多个另外的实施例中，可以实现上面提到的实施例的一个或多个特征的组合以检测拉回的开始和结束两者。上面提到的实施例中的一个或多个的变化可以使得旋转马达560的加速和/或减速的开始可以由旋转马达控制器和驱动器540发起并且可以从如图7所示的拉回状况单元595接收其命令。拉回(PB)状况处理器或单元595可以从如图7中所示的拉回马达控制器和驱动器550或从如图7中所示的编码器信号590确定拉回状况。如果编码器信号580与数据获取单元510完全兼容，那么同步处理器或单元600可以被配置为提供信号调节或者可以被绕过。图7中所示的结构可以与上文针对本公开的图1-6讨论的任何上面提到的特征一起使用。

系统100'中存在的和上面已经描述的(诸如针对系统100和/或针对系统100a)相似编号的元件的描述不应重复，并且通过引用整体并入本文。附加地或可替代地，在其中相似命名的元件具有不同编号的一个或多个实施例中(例如，如图4和图7的实施例中所示)，应该理解的是，对于不同编号的相似命名的元件所讨论的任何特征可以用于一个或所有此类相似命名的元件。例如，虽然图4示出了数据获取处理器或单元210、硬件管理装置220、控制处理器或单元230、旋转马达控制器和驱动器240、拉回马达控制器和驱动器250、旋转马达260、拉回马达270、编码器信号280、编码器信号290和同步处理器或单元300，但是本公开的一个或多个实施例可以附加地或可替代地包括不同编号的相似命名的(一个或多个)元件，诸如但不限于如图7中所示的数据获取处理器或单元510、硬件管理装置520、控制处理器或单元530、旋转马达控制器和驱动器540、拉回控制器和驱动器550、旋转马达560、拉回马达570、编码器信号580、编码器信号590和同步处理器或单元600。实际上，一个或多个实施例可以包括以下一个或多个：数据获取单元210和/或数据获取单元510、硬件管理装置220和/或硬件管理装置520、控制处理器或单元230和/或控制处理器或单元530、旋转马达控制器和驱动器240和/或旋转马达控制器和驱动器540、拉回控制器和驱动器250和/或拉回控制器和驱动器550、旋转马达260和/或旋转马达560、拉回马达270和/或拉回马达570、编码器信号280和/或编码器信号580、编码器信号290和/或编码器信号590、同步处理器或单元300和/或同步处理器或单元600等。

在至少一个实施例中，控制台1200、1200'操作以控制马达和平移机动载物台(下文中称为“马达”或“马达和载物台”)的运动，从至少一个检测器107获取强度数据，并显示扫描的图像(例如，在监视器或屏幕上，诸如图13的控制台1200和/或图14的控制台1200'中所示的显示器、屏幕或监视器1209，如下文进一步讨论的)。在一个或多个实施例中，控制台1200、1200’操作以改变马达的速度和/或停止马达。马达可以是步进马达或DC伺服马达，以控制速度并提高位置准确性。在一个或多个实施例中，控制台1200、1200'可以操作以控制上面提到的处理器或单元、控制器和驱动器、信号和/或马达等中的任何一个，包括但不限于：数据获取单元210和/或数据获取单元510、硬件管理装置220和/或硬件管理装置520、控制处理器或单元230和/或控制处理器或单元530、旋转马达控制器和驱动器240和/或旋转马达控制器和驱动器540、拉回控制器和驱动器250和/或拉回控制器和驱动器550、旋转马达260和/或旋转马达560、拉回马达270和/或拉回马达570、编码器信号280和/或/或编码器信号580、编码器信号290和/或编码器信号590、同步处理器或单元300和/或同步处理器或单元600等。

在一个或多个实施例中，控制台或计算机1200、1200'操作以控制系统100和/或系统100a(以及其它系统，诸如但不限于系统100'、系统100”、系统100”'等，如下文进一步讨论的)、导管120和/或系统100和/或系统100a的一个或多个其它上面提到的部件。在至少一个实施例中，控制台或计算机1200、1200'操作以从OCT系统/设备/装置的至少一个检测器107获取强度数据，并显示(一个或多个)图像(例如，在监视器或屏幕上，诸如图13的控制台1200和/或图14的控制台1200'中所示的显示器、屏幕或监视器1209，如下文进一步讨论的)。系统100和/或系统100a(以及其它系统，诸如但不限于系统100'、系统100”、系统100”'等，如下文进一步讨论的)的一个或多个部件的输出是用OCT系统/设备/装置的至少一个检测器107(诸如但不限于光电二极管、(一个或多个)光电倍增管(PMT)、(一个或多个)线扫描相机或(一个或多个)多阵列相机)获取的。从系统100和/或系统100a(和/或其它系统，诸如但不限于系统100'、系统100”、系统100”'等，如下文进一步讨论的)的输出获得的电模拟信号或其一个或多个分量被转换成数字信号以用计算机(诸如但不限于计算机1200、1200'(例如，如图1、图3-7、图9-11和图13-14中所示))进行分析。在一个或多个实施例中，光源101可以是辐射源或以宽波长带辐射的宽带光源。在一个或多个实施例中，可以使用包括软件和电子器件的傅立叶分析器将电模拟信号转换成光谱。在一些实施例中，至少一个检测器107包括被配置为检测三个不同光带的三个检测器。

在一个或多个实施例中，可以使用一种或多种成像技术，诸如但不限于各种OCT成像技术、管腔边缘检测、支架支柱检测和/或伪影检测技术，以及至少在美国专利申请No.62/901,472中讨论的其它技术，该申请通过引用整体并入本文。在本公开的一个或多个实施例中，根据A线在极坐标系中形成OCT图像。每条A线包括关于被成像的对象的更多信息，诸如但不限于：来自金属对象(例如，支架、支架支柱、导丝、PIU反射、导管/探头反射、噪声伪影等)的伪影的清晰指示，如窄信号宽度和/或尖锐的上升和下降沿；与护套反射和其它伪影相比，无障碍软组织的信号强度和形状存在显著差异(如宽信号宽度和平缓的下降沿)。每条A线可以表示目标、样本、对象等(诸如但不限于血管)的沿着某个视角的横截面1D采样。随着成像探头或设备旋转(例如，旋转大约0到大约360度、大约180度到大约360度、大约360度等)，对应的A线在极坐标中形成目标、样本、对象等(例如，血管)的完整的二维(2D)横截面，然后其转换到笛卡尔坐标以形成目标、样本、对象等(例如，血管)的横截面的断层扫描(tomo-view)图像。

根据本公开的至少一个方面并如上面提到的，本文提供了用于OCT图像的管腔、支架和/或伪影检测的一种或多种附加方法，并在2019年5月16日提交的美国专利申请No.16/414,222中讨论，该申请的全部公开内容通过引用整体并入本文。

不管采用何种方法，在一个或多个实施例中，可以使用预定或确定的阈值来检测可以与特定A线中的管腔边缘对应的最重要的脉冲(在一个或多个实施例中，最重要的脉冲表示最大峰并且其相关联的前沿也称为“主峰/主边缘”；此类数据可以含有或包含伪影边缘像素)。任何高于阈值的脉冲都是对象候选的边缘脉冲。就脉冲下的面积而言，所有候选当中的最大脉冲被认为是最大峰(在本文也称为“最重要脉冲”或“主峰/主边缘”等)。

本公开的一个或多个实施例可以使用OCT信号和/或NIRF和/或NIRAF信号(例如，在PIU输出连接器处)来确定图像同步，和/或可以使用关于或用于PIU输出连接器和导管连接器的OCT信号和/或NIRF和/或NIRAF信号来确定图像同步。

如经由图1-7中的附图标记所示，虽然不限于此类示例，但主题装置或系统中的一个或多个可以具有与本文讨论的其它装置或系统相同或相似的部件(或相同或相似的部件中的一个或多个)。例如，一个或多个装置可以具有光源101、分光器104或偏转区段108、一个或多个环行器901、参考臂102、样本臂103、PIU 110、导管或探头120、参考反射元件105、检测器(例如，光接收器、光电二极管等)107、计算机、处理器或其它类型的数据获取单元(DAQ)(例如，计算机或处理器1200、计算机或处理器1200'等)等。在整个公开中参考图1-7、图9-11和图13-14讨论了此类部件的众多非限制性、非穷尽性实施例示例，此类部件中的一个或多个的一个或多个实施例的(一个或多个)细节将不参考本公开的稍后讨论的附图重复。

本公开的至少一个图像同步方法实施例描述了可以被用于确定图像同步的步骤(例如，如图8中所示)。在一个或多个实施例中，确定图像同步可以包括以下当中的一个或多个：(i)使用系统的成像装置或成像系统，使用一个或多个成像模态获得成像数据(参见例如图8中的步骤S100)；(ii)对系统的导管或探头执行波束扫描(例如，经由系统的扫描机构)(例如，参见图8中的步骤S101)；(iii)通过与成像数据同时或同期地记录波束位置来实现图像同步并实现成像数据的准确空间配准(参见例如图8中的步骤S102)。一个或多个方法可以包括本文讨论的方法的一个或多个特征。

在一个或多个实施例中，一种用于控制执行图像同步的系统的方法可以包括：使用系统的成像装置或成像系统，使用一个或多个成像模态获得成像数据；经由系统的扫描机构对系统的导管或探头执行波束扫描，以获得导管或探头的波束位置；以及经由系统的一个或多个处理器通过与成像数据同时或同期地记录波束位置来实现图像同步，并且实现成像数据的准确空间配准。

在一个或多个实施例中，该方法还可以包括：经由硬件管理处理器控制一个或多个处理器中的数据获取处理器，并经由数据获取处理器获取由成像装置或成像系统获得的成像数据。

一个或多个方法可以包括：(i)使用旋转马达旋转扫描机构、扫描机构的一部分和/或导管或探头，以及(ii)使用拉回马达控制导管或探头的拉回，其中导管或探头波束扫描是由扫描机构使用旋转马达和拉回马达执行的。

一个或多个方法可以包括以下一个或多个：(i)经由硬件管理处理器控制一个或多个处理器的数据获取处理器；(ii)经由数据获取处理器获取由成像装置或成像系统获得的成像数据；(iii)使用系统的旋转马达控制器控制旋转马达并使用系统的拉回马达控制器控制拉回马达；(iv)经由系统的控制处理器控制旋转马达控制器和拉回马达控制器或向其发送命令，使得实现设定或预定的导管或探头的速度和/或位置和/或设定或预定的旋转马达和/或拉回马达的速度和/或位置，以产生一种或多种扫描图案；(v)经由一个或多个处理器的同步处理器调节或控制第一和第二编码器信号，其中系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号；和/或(vi)在同步处理器与数据获取处理器接口之前经由一个或多个处理器的同步处理器调节或控制第一和第二编码器信号，使得每次在成像数据输入上获取深度扫描时，针对旋转马达和拉回马达中的每一个记录来自第一和第二编码器信号的信息，以记录针对深度扫描的确切或近似波束位置，其中系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号。

在一个或多个方法实施例中，一个或多个处理器还包括数据获取处理器，其操作以获取由成像装置或成像系统获得的成像数据；并且一个或多个处理器包括同步处理器，并且系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号，其中同步处理器操作以在同步处理器与数据获取处理器接口之前调节或控制第一和第二编码器信号，使得每次在成像数据输入上获取深度扫描时，针对旋转马达和拉回马达中的每一个记录来自编码器信号的信息以记录针对深度扫描的确切或近似波束位置，并且同步处理器操作以使用单个同步信号用于数据获取处理器以针对每个测得的深度扫描剖面捕获导管或探头的位置，其中方法可以包括以下一个或多个：(i)经由系统的触发器信号触发深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器的值，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；(ii)经由系统的触发器信号触发对模数转换器(ADC)上深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；(iii)经由作为A线触发器信号的触发器信号触发对成像数据的采样，或经由作为k时钟触发器信号的触发器信号触发对成像数据的采样从而以k间隔均匀地获取成像数据；(iv)使用包括或包含结果脉冲串的同步信号，结果脉冲串是来自第一和第二编码器信号中的每一个的脉冲串的叠加的结果，第一和第二编码器信号操作以便以旋转马达和/或拉回马达的既定的每转速率切换，并且经由数据获取处理器的旋转数字计数器和拉回数字计数器对切换进行计数，使得测量旋转马达和拉回马达的当前位置；(v)使用编码器信号脉冲，其对于旋转马达编码器信号具有2伏(V)幅度并且对于拉回马达编码器信号具有3V幅度，其中旋转数字计数器操作以在以下一个或多个转变处递增：从0V到2V的转变处、从3V到5V的转变处和/或从0V到5V的转变处，并且拉回数字计数器操作以在以下一个或多个转变处递增：从0V到3V的转变处、从2V到5V的转变处和/或从0V到5V的转变处；和/或(vi)使用数据获取处理器，在数据获取处理器中包括有ADC、解调器以及旋转数字计数器和拉回数字计数器。

在一个或多个方法中，一个或多个处理器还包括数据获取处理器，其操作以获取由成像装置或成像系统获得的成像数据；并且一个或多个处理器包括同步处理器，并且系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号，其中同步处理器操作以在同步处理器与数据获取处理器接口之前调节或控制第一和第二编码器信号，使得每次在成像数据输入上获取深度扫描时，针对旋转马达和拉回马达中的每一个记录来自编码器信号的信息以记录针对深度扫描的确切或近似波束位置，并且同步处理器操作以使用单个同步信号用于数据获取处理器以针对每个测得的深度扫描剖面捕获导管或探头的位置，其中(一个或多个)方法还可以包括以下一个或多个：(i)经由触发器信号触发深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器的值，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；(ii)经由触发器信号触发对模数转换器(ADC)上的深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；(iii)经由作为A线触发器信号的触发器信号触发对成像数据的采样，或经由作为k时钟触发器信号的触发器信号触发对成像数据的采样从而以k间隔均匀地获取成像数据；和/或(iv)使用包括或包含结果脉冲串的同步信号，结果脉冲串是来自同步处理器的脉冲串，其中除同步处理器在拉回的预定或设定部分修改脉冲之外，同步处理器操作以发送与在旋转马达的每一转发生的第一编码器信号的索引对应的脉冲，拉回的预定或设定部分是以下一个或多个：拉回的开始，其中同步处理器以同步处理器在拉回开始时消隐或跳过一个脉冲的方式修改脉冲；拉回的结束，其中同步处理器以同步处理器在拉回结束时消隐或跳过一个脉冲的方式修改脉冲；拉回的开始和结束，其中同步处理器以同步处理器在拉回开始时消隐或跳过一个脉冲，然后在拉回结束时消隐或跳过另一个脉冲的方式修改脉冲；拉回的开始和/或结束，其中同步处理器以同步处理器在拉回开始和/或拉回结束时引入额外的脉冲和/或延迟的方式修改脉冲；在拉回的结束，其中同步处理器修改脉冲以使数据获取处理器的帧计数器随着旋转马达减速而以较慢的速率递增；和/或在拉回的开始，其中同步处理器修改脉冲以使数据获取处理器的帧计数器随着旋转马达加速到稳态目标而朝着稳定速率递增。

一个或多个方法实施例可以涉及或具有以下条件中的一个或多个：(i)数据获取处理器包括帧计数器，除了在拉回的开始时之外，帧计数器以固定、稳定或预定或设定的速率递增，在拉回的开始时，帧计数器以预定或设定的速率的大约一半或预定或设定的速率的一部分递增，使得在拉回的开始与帧计数器以固定、稳定或预定或设定的速率递增的时间之间的跳跃准确地发信号通知或指示拉回的开始和/或结束，并在已知或设定了总拉回长度和/或时间的情况下推导出针对每个深度扫描的确切波束位置的近似或准确记录；(ii)一个或多个处理器包括控制处理器，其操作以控制旋转马达控制器和拉回马达控制器或向其发送命令，使得实现设定或预定的导管或探头的速度和/或位置和/或设定或预定的旋转马达和/或拉回马达的速度和/或位置以产生一种或多种扫描图案，并且数据获取处理器包括帧计数器，除了在拉回结束时同步处理器修改脉冲以随着旋转马达减速而以较慢的速率递增的情况下第一编码器信号脉冲串进而被延迟并且帧计数器按不断增加的A线触发器数量递增之外，帧计数器以固定、稳定或预定或设定速率递增，旋转马达减速由控制处理器或一个或多个处理器控制，以准确地与拉回的结束一致以减少或消除拉回的结束与旋转马达减速的开始之间的不确定性，以准确确定拉回的结束并针对预定或设定的总拉回长度和/或时间推导出针对每个深度扫描的确切波束位置的近似或准确记录；(iii)旋转马达具有急剧的减速剖面，并且旋转马达操作以对于在帧计数器递增之前发生的A线触发器数量在一次旋转中显著或实质减速，使得旋转马达的减速剖面大到足以被检测为旋转马达减速，而不是被检测为旋转马达转速的变化；和/或(iv)旋转马达速度的变化操作以在正常操作中每预定或设定数量的A线触发器导致脉冲串，并且在相当于一次稳态旋转的时间期间的旋转马达减速操作为大于预定或设定的A线触发器数量的A线触发器数量，使得设置或选择A线触发器以上的阈值并且设置或选择A线触发器以下的阈值以检测拉回的结束。

在一个或多个实施例中，(一个或多个)方法还可以包括以下一个或多个：(i)经由一个或多个处理器的拉回状况处理器确定指示或检测拉回的开始和/或结束的拉回状况；(ii)通过旋转马达控制器和/或通过旋转马达控制器和驱动器发起旋转马达的减速，其中旋转马达控制器和/或驱动器操作以从拉回状况处理器接收控制减速的命令；(iii)经由拉回状况处理器从旋转马达控制器和/或驱动器接收信息以确定拉回状况；和/或(iv)在拉回状况处理器被部署或包括在系统的扫描机构中时使用拉回状况处理器。

在一个或多个实施例中，以下一种或多种可以发生：(i)旋转马达以低于目标稳态值的速度旋转，然后在拉回马达加速时加速或与其同时加速；(ii)数据获取处理器包括帧计数器，该帧计数器以固定、稳定或预定或设定的速率递增一次或随着旋转马达加速到目标稳态值而递增；(iii)一个或多个处理器包括控制处理器，其操作以控制旋转马达控制器和拉回马达控制器或向其发送命令，使得实现设定或预定的导管或探头的速度和/或位置和/或设定或预定的旋转马达和/或拉回马达的速度和/或位置以产生一种或多种扫描图案，并且旋转马达加速由控制处理器或一个或多个处理器控制以准确地与拉回的开始一致以减少或消除拉回的开始与旋转马达加速开始的之间的不确定性，并准确确定拉回的开始并针对预定或设定的总拉回长度和/或时间推导出针对每个深度扫描的确切波束位置的近似或准确记录；(iv)旋转马达具有急剧的加速剖面，并且旋转马达操作以对于在帧计数器递增之前发生的A线触发器数量在一次旋转中显著或基本加速，使得旋转马达的加速剖面大到足以被检测为旋转马达加速到目标稳态值，而不是被检测为旋转马达转速的变化；和/或(v)拉回操作前旋转马达速度的变化操作以每预定或设定数量的A线触发器导致脉冲串，并且在相当于一次稳态旋转的时间期间的旋转马达加速操作为大于预定或设定的A线触发器数量的A线触发器数量，使得设置或选择阈值以检测拉回的开始。

一个或多个方法实施例还可以包括以下一个或多个：(i)经由一个或多个处理器的拉回状况处理器确定指示或检测拉回的开始和/或结束的拉回状况；(ii)通过旋转马达控制器和/或旋转马达控制器和驱动器发起旋转马达的加速，其中旋转马达控制器和/或驱动器操作以从拉回状况处理器接收控制加速的命令；(iii)经由拉回状况处理器从旋转马达控制器和/或驱动器接收信息以确定拉回状况；和/或(iv)在拉回状况处理器被部署或包括在系统的扫描机构中时使用拉回状况处理器。

在一个或多个实施例中，一种计算机可读存储介质可以存储至少一个程序，该程序操作以使一个或多个处理器执行用于为系统的一个或多个成像模态执行图像同步的方法，该方法包括：使用系统的成像装置或成像系统，使用一个或多个成像模态获得成像数据；经由系统的扫描机构对系统的导管或探头执行波束扫描，以获得导管或探头的波束位置；以及经由系统的一个或多个处理器，通过与成像数据同时或同期地记录波束位置来实现图像同步，并且实现成像数据的准确空间配准。

本公开的一个或多个实施例确定图像同步。

在一个或多个实施例中，腔内成像可以被用于获取组织或材料的高分辨率横截面图像，并实现实时可视化。

因而，本公开的至少一个广泛目的是提供一种或多种光学装置、系统、方法(用于使用和/或制造)和存储介质，诸如但不限于光纤导管、内窥镜和/或光学相干断层扫描(OCT)和/或NIRF和/或NIRAF(和/或任何其他成像模态)装置和系统，以及与其一起使用的方法和存储介质，以实现一致、可靠的图像同步，包括高效率和合理的制造和维护成本。

在一个或多个实施例中，可以以一种或多种方式处理A线信号，诸如于2019年12月5日提交的美国专利申请No.62/944,064中讨论的那些方式、方法、技术等，该申请的公开内容通过引用整体并入本文。例如，A线信号中的一个或多个可以通过2D高斯滤波器平滑以进行更可靠、更准确的峰检测。优选地，在一个或多个实施例中，可以采取特别的小心或(一个或多个)步骤来避免由任何滤波引入的任何相位延迟，使得脉冲位置不被移位。在这种滤波之后，可以获得更平滑的A线信号。作为至少另一个示例，在一个或多个方法实施例中，可以执行附加滤波(例如，1D滤波)以平滑A线。一维信号中的脉冲可以与血管壁对应。脉冲的上升沿可以是A线的边缘像素所在的位置。通过检测每条A线中的边缘像素，二维边缘检测问题可以转化为更简单的一维脉冲检测问题。换句话说，本公开的一个或多个实施例可以简化至少一种管腔边缘、支架和/或伪影检测方法并且同时提供解决方案。

在一个或多个实施例中，例如，如于2019年12月5日提交的美国专利申请No.62/944,064中所讨论的，可以执行寻找和计算管腔边缘、(一个或多个)支架和/或(一个或多个)伪影的峰和宽度参数的附加步骤，该申请的公开内容通过引用整体并入本文。在一个或多个实施例中，可以应用峰或阈值(或其它测量/计算)信息以检测和引导一个或多个光学连接。在一个或多个实施例中，对于每个A线信号，可以在适当的FOV范围内检测到最高峰。在至少一个实施例中，可以存在针对检测到的峰定义的三(3)种类型的宽度。第一种可以是可以使用基于平滑的A线的平均值和最大值的自适应阈值来检测的半最大宽度。通过至少一个实施例示例，可以如下计算阈值：

阈值＝(平均值+峰值)/2，

其中“平均值”是平滑的A线的平均值，而“峰值”是平滑的A线的最大值。这个阈值可以被用于检测与特定A线中的管腔边缘对应的最重要脉冲。在一个或多个实施例中，高于阈值的任何脉冲可以是边缘脉冲候选。就脉冲下的面积而言，所有候选当中的最大脉冲可以被认为是最大峰(或“最重要的脉冲”)。最高峰的第二宽度可以被定义为最大峰附近的沿着A线的一维梯度信号，并且可以被用于识别平滑的A线中管腔边缘点的确切位置。与第二宽度相似，可以沿着A线定义同一峰的第三宽度。但是，对于第三宽度，梯度值将从其峰值下降到零，这指示值变化停止并开始反转其方向的点。通过将在一个或多个实施例中从所有A线由此检测到的所有管腔边缘点放在一起，可以作为最大峰位置相对于A线索引的函数而形成血管的管腔边缘。

作为进一步的示例，另一种找到阈值的方法是找到最大峰与最小峰之间的平均值：

阈值＝(最小值+峰值)/2

另一种替代方法是基于最大峰找到阈值：

阈值＝(峰值)*2/3

在最大峰附近沿着A线的一维梯度信号的最高峰的位置可以被用于识别平滑的A线中的管腔边缘点的确切位置。同样地，在一个或多个实施例中，管腔边缘数据可以包含或包括伪影边缘像素。

在一个或多个实施例中，可以执行支架、峰和/或边缘检测和/或可以确定/检测并去除导丝伪影，如于2019年12月5日提交的美国专利申请No.62/944,064中所讨论的，该申请的公开内容通过引用整体并入本文。在一个或多个实施例中，可以输出管腔边缘和/或可以输出支架支柱中心位置(和/或其它支架支柱位置信息)，例如在于2019年12月5日提交的美国专利申请No.62/944,064中所讨论的，该申请的公开内容通过引用整体并入本文。1D平滑滤波器可以应用于或用于管腔边缘结果。管腔边缘和/或支架支柱中心位置信息(和/或其它支架支柱位置信息)可以输出为期望的格式，可以存储在存储器中，可以打印，可以显示在显示器上，等等。

如于2019年12月5日提交的美国专利申请No.62/944,064中所讨论的，其公开内容通过引用整体并入本文，极坐标中的(例如，带支架血管的)OCT图像可以垂直显示(而不是水平显示，或作为水平显示的补充)，和/或可以使用用于执行根据本公开的一个或多个方面的管腔、支架和/或伪影检测技术的至少一种装置或系统与笛卡尔坐标系中的对应OCT图像一起显示。

根据本公开的至少一个方面并且如上面提到的，本文提供了用于OCT图像的管腔、支架和/或伪影检测的一种或多种附加方法，或者可以与本公开的特征或方面中的一个或多个一起使用，并且在于2019年5月16日提交的美国专利申请No.16/414,222中进行了讨论，该申请的全部公开内容通过引用整体并入本文。

在一个或多个实施例中，可以使用脉冲宽度或者1D信号脉冲下方的面积作为信号脉冲尺寸的测量，如于2019年5月16日提交的美国专利申请No.16/414,222中所讨论的，该申请的全部公开内容通过引用整体并入本文。

使用下降上升梯度比的显著差异和A线脉冲尺寸的差异，可以使用简单的阈值法识别与检测到的管腔边缘中的导丝和支架支柱对应的伪影区域位置，其中例如可以将阈值设置为：

脉冲尺寸阈值＝平均值–sigma*k1

或者

FRGR阈值＝平均值+sigma*k2，

其中“平均值”和“sigma”是对应信号的平均值和标准偏差，并且k1、k2是经验参数，优选为但不限于1到2之间。

计算阈值的替代方法可以是：

脉冲尺寸阈值＝平均值+(峰值–平均值)/3

或者

FRGR阈值＝平均值+(峰值–平均值)/3

此外，作为另一种替代方案，阈值还可以计算为：

脉冲尺寸阈值＝峰值–(峰值–平均值)/2

或者

FRGR阈值＝峰值–(峰值–平均值)/2优选地，在一个或多个实施例中，这些识别出的边缘点不被认为是管腔边缘并且不用于管腔参数计算。

使用一维A线信号处理进行管腔边缘检测的一个优点是，可能存在来自A线信号的这些边界区域的多峰图案，因为支架和管腔边缘峰二者都存在于A线信号中。例如，如2019年5月16日提交的美国专利申请No.16/414,222(其全部公开内容通过引用整体并入本文)中所讨论的，边界区域可在A线信号中产生成簇的多峰脉冲。多峰脉冲可以使用与上面讨论的最大峰检测步骤中使用的相同阈值来检测，因此在本文不再重复。如果峰的下降沿在下降沿下降到阈值以下之前再次上升，那么在至少一个实施例中认为识别出多峰脉冲。优选地，如果脉冲被检测为多峰脉冲，那么来自那条A线的管腔边缘数据可以被视为支架支柱和导丝的边界区域并从管腔边缘检测中移除。在一个或多个实施例中，可以保留不在边界区域中的多峰，并且在一个或多个实施例中优选地保留。

即使峰的下降沿下降到阈值以下然后再次上升以形成另一个峰，它仍然可以被认为是多峰脉冲。在至少一个实施例中，管腔边缘的正确识别然后可以依赖于主峰检测和前峰的尺寸。如果前峰被识别为伪影，诸如但不限于支架或导丝，那么第二峰可能是管腔边缘。在血管壁下方的组织中可能存在小血管分支，在一个或多个实施例中，其最终可能以类似方式在单条A线中表现为两个单独的峰。在这种情况下，没有窄宽度的前峰可以是管腔边缘。将多峰脉冲在有效管腔边缘与一个或多个伪影的影响之间进行区分的至少一种方式是确定它们是否位于边界区域内。因此，多峰情况可以进一步分类为非边界区域和边界区域情况，并且可以仅在边界区域中将它们从检测到的管腔边缘中移除。

作为另一个示例和上面提到的示例的替代，可以使用水平梯度来识别和移除与软组织与窄伪影之间的边界区域对应的管腔边缘数据。如于2019年5月16日提交的美国专利申请No.16/414,222中所讨论的，其全部公开内容通过引用整体并入本文，跨A线的梯度可显示由光阻挡伪影造成的许多阴影的图案(其可以包括一个或多个伪影阴影)。

对于每个检测到的管腔边缘点，可以如于2019年5月16日提交的美国专利申请No.16/414,222中讨论的那样计算边缘点下方的跨A线梯度的平均值，该申请的全部公开内容通过引用整体并入本文。这些平均值反映了由光阻挡伪影造成的阴影的位置。给定跨A线的梯度的方向特性，从亮到暗的边缘产生上升的峰，而从暗到亮的边缘产生下降的峰。对于由支架支柱产生的每个暗阴影，阴影的边界是一侧的上升峰和另一侧的下降沿。

计算机(诸如控制台或计算机1200、1200')可以针对被制造或使用的任何装置和/或系统(包括但不限于装置或系统100、装置或系统100a、装置或系统100'、装置或系统100”、装置或系统100”'、图1-7、图9-11和图13-14中所示的任何实施例、本文讨论的任何其它装置或系统等)执行本文中讨论的任何步骤、过程和/或技术。

根据本公开的一个或多个另外的方面，台式系统可以与诸如但不限于本文公开的图像同步技术之类的技术一起使用。图9示出了系统的示例，该系统可以将图像同步技术用于台式，诸如用于眼科应用。来自光源101的光通过偏转(或转向)区段108递送并分到参考臂102和样本臂103。参考束穿过长度调整区段904(在一个或多个实施例中是可选的)并从参考臂102中的参考镜(诸如图1中所示的参考镜或参考反射元件105)反射，同时样本束从样本臂103中的样本、目标或对象106反射或散射(例如，经由PIU 110和导管120)。在一个实施例中，这两个波束在偏转/转向部分108处组合并生成干涉图案。在一个或多个实施例中，波束进入组合器903，并且组合器903经由环行器901和偏转区段108组合两个波束。组合的波束优选地被递送到一个或多个检测器(诸如一个或多个检测器107)。分束器(参见例如图1中的分束器104)、偏转区段108和/或干涉仪的输出用一个或多个检测器(诸如一个或多个检测器107)连续获取。电模拟信号被转换成数字信号以便用计算机(诸如但不限于计算机1200(参见图1；也在下面进一步讨论的图3-7、图9-11和图13中示出)、计算机1200'(参见例如下面进一步讨论的图14)等)对其进行分析。

在一个或多个实施例中，样本臂103可以包括用于(一个或多个)台式系统的相移单元130，如图10中的系统100”中所示。样本106可以位于与相移单元130一起使用的镜105的位置处(例如，如图1中所示)。来自光源101的光通过分光器104递送并分到参考臂102和样本臂103。参考束穿过长度调整区段904并且从参考臂102中的参考镜(诸如图9-11中所示的参考镜105)反射，同时样本束通过样本臂103中的相移单元(诸如相移单元130)从样本、目标和/或对象106反射或散射。在一个实施例中，这两个波束在分光器104处组合并生成干涉图案。在一个或多个实施例中，波束进入组合器903，并且组合器903经由环行器901和分光器104组合这两个波束，并且组合的波束被递送到一个或多个检测器(诸如一个或多个检测器107)。分束器104和/或干涉仪的输出用一个或多个检测器(诸如一个或多个检测器107)连续获取。电模拟信号被转换成数字信号，以便用计算机对其进行分析。

有许多方式来计算旋转、强度或本文讨论的任何其它测量量，和/或控制和/或制造数字以及模拟的MMOCT设备/装置、系统和/或存储介质。在至少一个实施例中，计算机(诸如控制台或计算机1200、1200')可以专用于控制和/或使用OCT设备、系统、方法和/或存储介质以供与本文描述的一起使用。一个或多个其它成像模态(例如，NIRF、NIRF、IVUS等)可以与一个或多个实施例一起使用。

根据本公开的一个或多个另外的方面，一个或多个其它系统可以与本文公开的图像同步技术一起使用。图11示出了系统100”'的示例，该系统可以将图像同步技术用于诸如眼科应用。来自光源101的光通过位于OCT成像引擎150内的偏转区段108(例如，分束器或本文讨论的其它偏转或转向区段)递送并分到参考臂102和样本臂103，在一个或多个实施例中，OCT成像引擎150还可以包括OCT干涉仪151(其可以容纳或包括偏转区段108)和扫掠源引擎152。参考束可以通过长度调整区段904，长度调整区段904可以操作以改变参考镜(诸如参考镜或参考反射元件105；也在图1中示出)的距离并从参考臂102中的参考反射元件105反射，同时样本束从样本臂103中的样本、目标或对象106反射或散射。在一个实施例中，这两个波束在偏转区段108处组合并生成干涉图案。在一个或多个实施例中，组合的波束被递送到一个或多个检测器。干涉仪151的输出用一个或多个检测器(诸如一个或多个检测器107)连续获取。电模拟信号被转换成数字信号以用计算机(诸如但不限于计算机1200(参见例如图1；也在下面进一步讨论的图3-7、图9-11和图13中示出)、计算机1200'(例如，参见下面进一步讨论的图14)等)来对其进行分析。在一个或多个实施例中，样本臂103包括PIU110和导管120，使得样本束从样本、目标或对象106被反射或散射，如本文所讨论的。在一个或多个实施例中，PIU 110可以包括一个或多个马达以控制导管120(或其一个或多个部件)的拉回操作和/或控制导管120(或其一个或多个部件)的旋转或自旋。例如，PIU 110可以包括拉回马达(PM)和自旋马达(SM)，和/或可以包括运动控制单元112，其操作以使用拉回马达PM和/或自旋马达SM执行拉回和/或旋转特征。附加地或可替代地，可以使用如上面讨论的拉回马达(例如，拉回马达270、570)和/或旋转马达(例如，旋转马达260、560)。如本文所讨论的，PIU 110可以包括旋转接头(例如，如图9和图11中所示的旋转接头RJ)。旋转接头RJ可以连接到自旋马达SM，使得导管120可以获得样本106的一个或多个视图或图像。计算机1200(或计算机1200')可以被用于控制拉回马达PM、自旋马达SM和/或运动控制单元112中的一个或多个。OCT系统可以包括OCT引擎150、计算机(例如，计算机1200、计算机1200'等)、PIU 110、导管120、监视器等中的一个或多个。OCT系统的一个或多个实施例可以与一个或多个外部系统(诸如但不限于血管系统、外部显示器、一个或多个医院网络、外部存储介质、电源、床边控制器(例如，其可以使用蓝牙技术或已知的其它无线通信方法连接到OCT系统)等)交互。

除非本文另有讨论，否则相似的数字指示相似的元件。例如，虽然系统/装置(诸如但不限于系统100、系统100a、系统100'、系统100”、系统100”'、图1-7的系统/装置等)之间存在变化或差异(例如，参考反射元件105(和/或参考臂102)的(一个或多个)位置之间的差异，其取决于所使用的OCT系统或方法)，但是其一个或多个特征可以彼此相同或相似，诸如但不限于光源101、偏转区段108或其(一个或多个)其它部件(例如，控制台1200、控制台1200'等)。本领域技术人员将认识到的是，光源101、至少一个检测器107和/或系统100的一个或多个其它元件可以以与一个或多个其它系统(诸如但不限于系统100a、系统100'、系统100”、系统100”'等)的那些相似编号的元件相同或相似的方式操作，如本文所讨论的。本领域技术人员将认识到的是，系统100、系统100a、系统100'、系统100”、系统100”'、图1-7的系统/装置和/或此类系统之一的一个或多个相似编号的元件的替代实施例虽然具有如本文讨论的其它变体，但可以以与本文讨论的任何其它系统(或其(一个或多个)部件)的相似编号的元件相同或相似的方式操作。实际上，虽然在系统100、系统100a、系统100'、系统100”和系统100”'、图1-7的系统/装置等之间存在如本文所讨论的某些差异，但是在本文讨论的装置/系统之间存在相似性。同样，虽然控制台或计算机1200可以用在一个或多个系统(例如，系统100、系统100a、系统100'、系统100”、系统100”'、图1-7中的系统/装置等)中，但是可以附加地或可替代地使用一个或多个其它控制台或计算机(诸如控制台或计算机1200')。

根据本公开的一个或多个方面，本文提供了用于图像同步的一个或多个方法，并且本文提供了用于执行成像的一个或多个方法。图12图示了用于执行成像的方法的至少一个实施例的流程图。优选地，(一个或多个)方法可以包括以下一个或多个：(i)将光分离或分开为第一光和第二参考光(参见图12中的步骤S4000)；(ii)在第一光沿着样本臂行进并照射对象或样本之后接收第一光的反射或散射光(参见图12中的步骤S4001)；(iii)在第二参考光沿着参考臂行进并被参考反射元件反射之后接收第二参考光(参见图12中的步骤S4002)；以及(iv)通过使第一光的反射或散射光与反射的第二参考光彼此干涉(例如，通过组合或重新组合然后干涉、通过干涉等)来生成干涉光，干涉光生成一种或多种干涉图案(参见图12中的步骤S4003)。一个或多个方法还可以包括使用低频监视器来更新或控制高频分量以改善图像质量。例如，一个或多个实施例可以使用平衡检测、极化分集、自动化偏振控制等和/或图像同步来实现改善的图像质量。在一个或多个实施例中，成像探头可以利用连接构件或接口模块连接到一个或多个系统(例如，系统100、系统100a、系统100'、系统100”、图1-7的设备、装置或系统、本文讨论的任何其它系统或装置，等等)。例如，当连接构件或接口模块是用于成像探头的旋转接头时，旋转接头可以是以下当中的至少一种：接触式旋转接头、无透镜旋转接头、基于透镜的旋转接头或本领域技术人员已知的其它旋转接头。旋转接头可以是单通道旋转接头或双通道旋转接头。在一个或多个实施例中，成像探头的照明部分可以与成像探头的检测部分分离。例如，在一个或多个应用中，探头可以指照明组件，其包括照明光纤(例如，单模光纤、GRIN透镜、垫片和垫片的抛光表面上的光栅等)。在一个或多个实施例中，范围可以指照明部分，例如其可以由驱动线缆、护套和围绕护套的检测光纤(例如，多模光纤(MMF))包围和保护。对于一个或多个应用，检测光纤(例如，MMF)上的光栅覆盖是可选的。照明部分可以连接到旋转接头并且可以以视频速率连续旋转。在一个或多个实施例中，检测部分可以包括以下一种或多种：检测光纤、检测器(例如，一个或多个检测器107、光谱仪等)、计算机1200、计算机1200'等。检测光纤可以围绕照明光纤，并且检测光纤可以或可以不被光栅、垫片、透镜、探头或导管的末端等覆盖。

有许多数字的以及模拟的方式来计算功率和/或检测(一个或多个)管腔边缘和(一个或多个)伪影，和/或检测和/或引导光学连接/断开。在至少一个实施例中，计算机(诸如控制台或计算机1200、1200')可以专用于本文所述的OCT设备、系统、方法和/或存储介质的控制和监视。

用于成像的电信号可以经由(一根或多根)线缆或(一根或多根)电线(诸如但不限于(一根或多根)线缆或(一根或多根)电线113(参见图13))被发送到一个或多个处理器(诸如但不限于如下文进一步讨论的计算机1200(参见例如图1-7、图9-11和图13)、计算机1200'(参见例如图14)等)。

计算机系统1200(参见例如图1-7和图9-11中所示的控制台或计算机1200)的各种部件在图13中提供。计算机系统1200可以包括中央处理单元(“CPU”)1201、ROM 1202、RAM1203、通信接口1205、硬盘(和/或其它存储设备)1204、屏幕(或监视器接口)1209、键盘(或输入接口；除键盘外还可以包括鼠标或其它输入设备)1210以及一个或多个上面提到的部件之间的总线或其它连接线(例如，连接线1213)(例如，如图13中所示)。此外，计算机系统1200可以包括上面提到的部件中的一个或多个。例如，计算机系统1200可以包括CPU 1201、RAM 1203、输入/输出(I/O)接口(诸如通信接口1205)和总线(其可以包括一条或多条线1213作为计算机系统1200的部件之间的通信系统；在一个或多个实施例中，计算机系统1200和至少其CPU 1201可以经由一条或多条线1213与FORJ的一个或多个上面提到的部件或使用它的设备或系统(诸如但不限于上文中讨论的系统100、系统100a、系统100'、系统100”、系统100”'和/或图1-7的系统/装置)进行通信，并且一个或多个其它计算机系统1200可以包括其它上面提到的部件的一个或多个组合。CPU 1201被配置为读取并执行存储在存储介质中的计算机可执行指令。计算机可执行指令可以包括用于执行本文描述的方法和/或计算的那些指令。除了CPU 1201之外，计算机系统1200还可以包括一个或多个附加处理器，并且包括CPU 1201的此类处理器可以被用于控制和/或制造设备、系统或存储介质以供与其或与本文讨论的任何管腔检测、(一个或多个)支架检测、(一个或多个)伪影检测和/或(一种或多种)图像同步技术一起使用。系统1200还可以包括经由网络连接(例如，经由网络1206)连接的一个或多个处理器。CPU 1201和由系统1200使用的任何附加处理器可以位于相同的电信网络或不同的电信网络中(例如，可以远程控制执行、制造、控制和/或使用(一种或多种)技术)。

I/O或通信接口1205提供到输入和输出设备的通信接口，输入和输出设备可以包括光源101、RJ、PM、SM、单元150、单元112、麦克风、通信线缆和网络(有线或者无线)、键盘1210、鼠标(参见例如图14中所示的鼠标1211)、触摸屏或屏幕1209、光笔等。监视器接口或屏幕1209为其提供通信接口。

本公开的任何方法和/或数据，诸如用于使用和/或制造与其一起使用的设备、系统或存储介质的方法和/或用于检测包括在一个或多个OCT图像中的(一个或多个)管腔边缘、(一个或多个)支架和/或(一个或多个)伪影和/或用于图像同步的(一个或多个)方法，如本文所讨论的，可以存储在计算机可读存储介质上。常用的计算机可读和/或可写存储介质(诸如但不限于硬盘(例如，硬盘1204、磁盘等)、闪存、CD、光盘(例如，压缩盘(“CD”)、数字多功能盘(“DVD”)、Blu-ray^TM盘等)、磁光盘、随机存取存储器(“RAM”)(诸如RAM 1203)、DRAM、只读存储器(“ROM”)、分布式计算系统的存储装置、记忆卡等(例如，其它半导体存储器，诸如但不限于非易失性存储卡、固态驱动器(SSD)(参见图14中的SSD 1207)、SRAM等)、它们的可选组合、服务器/数据库等中的一个或多个)可以被用于使处理器(诸如上面提到的计算机系统1200的处理器或CPU 1201)执行本文公开的方法的步骤。计算机可读存储介质可以是非暂态计算机可读介质，和/或计算机可读介质可以包括所有计算机可读介质，唯一的例外是暂态传播信号。计算机可读存储介质可以包括在预定的、有限的或(一个或多个)短时间段和/或仅在有电的情况下存储信息的介质，诸如但不限于随机存取存储器(RAM)、寄存器存储器、(一个或多个)处理器高速缓存等。本公开的(一个或多个)实施例也可以由读取和执行记录在存储介质(其也可以更全面地被称为“非暂态计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或多个程序)以执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个的功能的系统或装置的计算机来实现，和/或由包括用于执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个的一个或多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))的系统或装置的计算机来实现，并且通过例如从存储介质读出并执行计算机可执行指令以执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个的功能和/或控制一个或多个电路以执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个的功能通过由系统或装置的计算机执行的方法来实现。

根据本公开的至少一个方面，与处理器(诸如但不限于上面提到的计算机1200的处理器、计算机1200'的处理器等，如上所述)相关的方法、设备、系统和计算机可读存储介质可以利用合适的硬件来实现，诸如图中所示的。本公开的一个或多个方面的功能可以利用合适的硬件来实现，诸如图13中所示的。这种硬件可以利用任何已知的技术来实现，诸如标准数字电路系统、可操作以执行软件和/或固件程序的任何已知的处理器、一个或多个可编程数字设备或系统(诸如可编程只读存储器(PROM)、可编程阵列逻辑器件(PAL)等)。CPU1201(如图13或图14中所示)还可以包括一个或多个微处理器、纳米处理器、一个或多个图形处理单元(“GPU”；也称为视觉处理单元(“VPU”))、一个或多个现场可编程门阵列(“FPGA”)或其它类型的处理部件(例如，(一个或多个)专用集成电路(ASIC))和/或由其组成。更进一步，本公开的各个方面可以通过可以存储在合适的存储介质(例如，计算机可读存储介质、硬盘驱动器等)或用于运输和/或分发的介质(诸如(一个或多个)软盘、(一个或多个)存储器芯片等)上的(一个或多个)软件和/或固件程序来实现。计算机可以包括独立计算机或独立处理器的网络以读出并执行计算机可执行指令。计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质提供给计算机。

如上面所提到的，计算机或控制台1200'的替代实施例的硬件结构在图14中示出。计算机1200'包括中央处理单元(CPU)1201、图形处理单元(GPU)1215、随机存取存储器(RAM)1203、网络接口设备1212、操作接口1214(诸如通用串行总线(USB))和存储器(诸如硬盘驱动器或固态驱动器(SSD)1207)。优选地，计算机或控制台1200'包括显示器1209。计算机1200'可以经由操作接口1214或网络接口1212与旋转接头(例如，图9的RJ、图11的RJ等)、马达PM、马达SM和/或系统(例如，系统100、系统100a、系统100'、系统100”、系统100”'、图1-7的系统/装置、图9-11的系统/装置等)的一个或多个其它部件连接。在一个或多个实施例中，计算机(诸如计算机1200、1200')可以包括RJ、PM和/或SM。操作接口1214与操作单元(诸如鼠标设备1211、键盘1210或触摸面板设备)连接。计算机1200'可以包括每种部件的两个或更多个。可替代地，CPU 1201或GPU 1215可以由现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)或其它处理单元代替，这取决于计算机(诸如计算机1200、计算机1200'等)的设计。

计算机程序存储在SSD 1207中，并且CPU 1201将程序加载到RAM 1203上，并执行程序中的指令以执行本文描述的一个或多个过程，以及基本输入、输出、计算、存储器写入和存储器读取过程。

计算机(诸如计算机1200、1200')与PIU 110、旋转接头(例如，RJ等)、马达PM、马达SM、导管120和/或系统(诸如系统100、100a、100'、100”、100”'等)的一个或多个其它部件通信，以执行成像和/或图像同步，并根据获取的强度数据重建图像。监视器或显示器1209显示重建的图像，并且可以显示关于成像条件或关于要成像的对象的其它信息。监视器1209还提供图形用户界面供用户操作系统(例如，系统100、系统100a、系统100'、系统100”、系统100”'等)，例如当执行OCT或其它成像技术时，包括但不限于(一个或多个)管腔边缘和/或(一个或多个)伪影的检测，和/或图像同步。操作信号从操作单元(例如，诸如但不限于鼠标设备1211、键盘1210、触摸面板设备等)输入到计算机1200'中的操作接口1214，并且与操作信号对应，计算机1200'指示系统(例如，系统100、系统100a、系统100'、系统100”、系统100”'、图1-7的系统/装置、图9-11的系统/装置等)设置或改变成像条件，以及开始或结束成像，和/或开始或结束管腔检测、(一个或多个)支架检测、(一个或多个)伪影检测和/或执行图像同步。如上面提到的OCT系统的激光源101可以具有与计算机1200、1200'通信的接口以发送和接收状况信息和控制信号。

类似地，本公开和/或设备、系统和存储介质的一个或多个部件和/或它们的方法也可以与光学相干断层扫描探头结合使用。此类探头包括但不限于授予Tearney等人的美国专利No.7,872,759；8,289,522；以及8,928,889中公开的OCT成像系统，以及促进光致发光成像的布置和方法，诸如授予Tearney等人的美国专利No.7,889,348中所公开的，以及针对美国专利9,332,942和美国专利公开No.2010/0092389、2012/0101374、2016/0228097、2018/0045501和2018/0003481中公开的多模态成像的公开内容，这些专利、专利公开和(一个或多个)专利申请中的每一个都通过引用整体并入本文。如上面提到的，本公开的任何特征或方面都可以与2019年5月16日提交的美国专利申请No.16/414,222(其全部公开内容通过引用整体并入本文)中讨论的以及2019年12月5日提交的美国专利申请No.62/944,064(其全部公开内容通过引用整体并入本文)中所讨论的OCT成像系统、装置、方法、存储介质或其它方面或特征一起使用。

虽然本文已经参考特定实施例描述了本公开，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是对本公开的原理和应用的说明(并且不限于此)。因此应该理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对说明性实施例进行多种修改并且可以设计其它布置。以下权利要求的范围应被赋予最广泛的解释以涵盖所有此类修改、等效结构和功能。

Claims (23)

1.一种用于执行图像同步的系统，包括：

成像装置或成像系统，其使用一个或多个成像模态来获得成像数据；

扫描机构，其操作以对系统的导管或探头执行波束扫描，以获得导管或探头的波束位置；以及

一个或多个处理器，其操作以通过与成像数据同时或同期地记录波束位置来实现图像同步，并且操作以实现成像数据的准确空间配准。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个处理器还包括数据获取处理器和硬件管理处理器，硬件管理处理器操作以控制数据获取处理器并且数据获取处理器操作以获取由成像装置或成像系统获得的成像数据。

3.如权利要求1所述的系统，还包括：

(i)旋转马达，其操作以旋转扫描机构、扫描机构的一部分和/或导管或探头，以及

(ii)拉回马达，其操作以控制导管或探头的拉回，

其中导管或探头波束扫描由扫描机构使用旋转马达和拉回马达执行。

4.如权利要求3所述的系统，其中以下一种或多种：

(i)所述一个或多个处理器还包括数据获取处理器和硬件管理处理器，硬件管理处理器操作以控制数据获取处理器，并且数据获取处理器操作以获取由成像装置或成像系统获得的成像数据；

(ii)系统还包括旋转马达控制器和拉回马达控制器，旋转马达控制器操作以控制旋转马达，而拉回马达控制器操作以控制拉回马达；

(iii)系统还包括旋转马达控制器和拉回马达控制器，旋转马达控制器操作以控制旋转马达，而拉回马达控制器操作以控制拉回马达，并且所述一个或多个处理器包括控制处理器，控制处理器操作以控制旋转马达控制器和拉回马达控制器或向其发送命令，使得实现设定或预定的导管或探头的速度和/或位置，和/或设定或预定的旋转马达和/或拉回马达的速度和/或位置，以产生一种或多种扫描图案；

(iv)所述一个或多个处理器包括同步处理器，并且系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号，其中同步处理器操作以调节或控制第一编码器信号和第二编码器信号；和/或

(v)所述一个或多个处理器包括同步处理器，并且系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号，其中同步处理器操作以在同步处理器与数据获取处理器接口之前调节或控制第一编码器信号和第二编码器信号，使得每次在成像数据输入上获取深度扫描时，针对旋转马达和拉回马达中的每一个记录来自编码器信号的信息以记录针对深度扫描的确切或近似波束位置。

5.如权利要求4所述的系统，其中：

所述一个或多个处理器还包括数据获取处理器，其操作以获取由成像装置或成像系统获得的成像数据；以及

所述一个或多个处理器包括同步处理器，并且系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号，其中同步处理器操作以在同步处理器与数据获取处理器接口之前调节或控制第一编码器信号和第二编码器信号，使得每次在成像数据输入上获取深度扫描时，针对旋转马达和拉回马达中的每一个记录来自编码器信号的信息以记录针对深度扫描的确切或近似波束位置，并且同步处理器操作以使用单个同步信号用于数据获取处理器以针对每个测得的深度扫描剖面捕获导管或探头的位置，其中以下一种或多种：

(i)使用触发器信号触发深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器的值，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；

(ii)使用触发器信号触发模数转换器(ADC)上的深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；

(iii)触发器信号是操作以触发成像数据的采样的A线触发器信号，或者触发器信号是操作以触发成像数据的采样从而以k间隔均匀地获取成像数据的k时钟触发器信号；

(iv)同步信号包括或包含结果脉冲串，结果脉冲串是来自第一编码器信号和第二编码器信号中的每一个的脉冲串的叠加的结果，第一编码器信号和第二编码器信号操作以便以旋转马达和/或拉回马达的既定的每转速率切换，并且数据获取处理器的旋转数字计数器和拉回数字计数器操作以对切换进行计数，使得测量旋转马达和拉回马达的当前位置；

(v)编码器信号脉冲对于旋转马达编码器信号具有2伏(V)幅度，而对于拉回马达编码器信号具有3V幅度，旋转数字计数器操作以在以下一个或多个转变处递增：从0V到2V的转变处、从3V到5V的转变处和/或从0V到5V的转变处，并且拉回数字计数器操作以在以下一个或多个转变处递增：从0V到3V的转变处、从2V到5V的转变处和/或从0V到5V的转变处；和/或

(vi)ADC、解调器以及旋转数字计数器和拉回数字计数器包括在数据获取处理器中。

6.如权利要求4所述的系统，所述一个或多个处理器还包括数据获取处理器，其操作以获取由成像装置或成像系统获得的成像数据；以及

所述一个或多个处理器包括同步处理器，并且系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号，其中同步处理器操作以在同步处理器与数据获取处理器接口之前调节或控制第一编码器信号和第二编码器信号，使得每次在成像数据输入上获取深度扫描时，针对旋转马达和拉回马达中的每一个记录来自编码器信号的信息以记录针对深度扫描的确切或近似波束位置，并且同步处理器操作以使用单个同步信号用于数据获取处理器以针对每个测得的深度扫描剖面捕获导管或探头的位置，其中以下一种或多种：

(i)使用触发器信号触发深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器的值，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；

(ii)使用触发器信号触发模数转换器(ADC)上的深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；

(iii)触发器信号是操作以触发成像数据的采样的A线触发器信号，或者触发器信号是操作以触发成像数据的采样从而以k间隔均匀地获取成像数据的k时钟触发器信号；和/或

(iv)同步信号包括或包含结果脉冲串，结果脉冲串是来自同步处理器的脉冲串，并且除同步处理器在拉回的预定或设定部分修改脉冲之外，同步处理器操作以发送与在旋转马达的每一转发生的第一编码器信号的索引对应的脉冲，拉回的预定或设定部分是以下一个或多个：拉回的开始，其中同步处理器以同步处理器在拉回开始时消隐或跳过一个脉冲的方式修改脉冲；拉回的结束，其中同步处理器以同步处理器在拉回结束时消隐或跳过一个脉冲的方式修改脉冲；拉回的开始和结束，其中同步处理器以同步处理器在拉回开始时消隐或跳过一个脉冲，然后在拉回结束时消隐或跳过另一个脉冲的方式修改脉冲；拉回的开始和/或结束，其中同步处理器以同步处理器在拉回开始和/或拉回结束时引入额外的脉冲和/或延迟的方式修改脉冲；在拉回的结束，其中同步处理器修改脉冲以使数据获取处理器的帧计数器随着旋转马达减速而以较慢的速率递增；和/或在拉回的开始，其中同步处理器修改脉冲以使数据获取处理器的帧计数器随着旋转马达加速到稳态目标而朝着稳定速率递增。

7.如权利要求6所述的系统，其中以下一种或多种：

(i)数据获取处理器包括帧计数器，除了在拉回的开始时之外，帧计数器以固定、稳定或预定或设定的速率递增，在拉回的开始时，帧计数器以预定或设定的速率的大约一半或预定或设定的速率的一部分递增，使得在拉回的开始与帧计数器以固定、稳定或预定或设定的速率递增的时间之间的跳跃准确地发信号通知或指示拉回的开始和/或结束，并在已知或设定了总拉回长度和/或时间的情况下推导出针对每个深度扫描的确切波束位置的近似或准确记录；

(ii)所述一个或多个处理器包括控制处理器，控制处理器操作以控制旋转马达控制器和拉回马达控制器或向其发送命令，使得实现设定或预定的导管或探头的速度和/或位置和/或设定或预定的旋转马达和/或拉回马达的速度和/或位置以产生一种或多种扫描图案，并且数据获取处理器包括帧计数器，除了在拉回结束时同步处理器修改脉冲以随着旋转马达减速而以较慢的速率递增的情况下第一编码器信号脉冲串进而被延迟并且帧计数器按不断增加的A线触发器的数量递增之外，帧计数器以固定、稳定或预定或设定速率递增，旋转马达减速由控制处理器或所述一个或多个处理器控制，以准确地与拉回的结束一致以减少或消除拉回的结束与旋转马达减速的开始之间的不确定性，以准确确定拉回的结束并针对预定或设定的总拉回长度和/或时间推导出针对每个深度扫描的确切波束位置的近似或准确记录；

(iii)旋转马达具有急剧的减速剖面，并且旋转马达操作以对于在帧计数器递增之前发生的A线触发器数量在一次旋转中显著或实质减速，使得旋转马达的减速剖面大到足以被检测为旋转马达减速，而不是被检测为旋转马达转速的变化；和/或

(iv)旋转马达速度的变化操作以在正常操作中每预定或设定数量的A线触发器导致脉冲串，并且在相当于一次稳态旋转的时间期间的旋转马达减速操作为大于预定或设定的A线触发器数量的A线触发器数量，使得设置或选择A线触发器以上的阈值并且设置或选择A线触发器以下的阈值以检测拉回的结束。

8.如权利要求7所述的系统，其中以下一种或多种：

(i)所述一个或多个处理器还包括拉回状况处理器，其操作以确定指示或检测拉回的开始和/或结束的拉回状况；

(ii)旋转马达的减速由旋转马达控制器和/或由旋转马达控制器和驱动器发起，并且旋转马达控制器和/或驱动器操作以从拉回状况处理器接收控制减速的命令；

(iii)拉回状况处理器还操作以从旋转马达控制器和/或驱动器接收信息以确定拉回状况；和/或

(iv)拉回状况处理器被部署或包括在系统的扫描机构中。

9.如权利要求6所述的系统，其中以下一种或多种：

(i)旋转马达以低于目标稳态值的速度旋转，然后在拉回马达加速时加速或与其大约同时加速；

(ii)数据获取处理器包括帧计数器，该帧计数器以固定、稳定或预定或设定的速率递增一次或随着旋转马达加速到目标稳态值而递增；

(iii)所述一个或多个处理器包括控制处理器，控制处理器操作以控制旋转马达控制器和拉回马达控制器或向其发送命令，使得实现设定或预定的导管或探头的速度和/或位置和/或设定或预定的旋转马达和/或拉回马达的速度和/或位置以产生一种或多种扫描图案，并且旋转马达加速由控制处理器或所述一个或多个处理器控制以准确地与拉回的开始一致以减少或消除拉回的开始与旋转马达加速的开始之间的不确定性，并准确确定拉回的开始并针对预定或设定的总拉回长度和/或时间推导出针对每个深度扫描的确切波束位置的近似或准确记录；

(iv)旋转马达具有急剧的加速剖面，并且旋转马达操作以对于在帧计数器递增之前发生的A线触发器数量在一次旋转中显著或实质加速，使得旋转马达的加速剖面大到足以被检测为旋转马达加速到目标稳态值，而不是被检测为旋转马达转速的变化；和/或

(v)拉回前旋转马达速度的变化操作以每预定或设定数量的A线触发器导致脉冲串，并且在相当于一次稳态旋转的时间期间的旋转马达加速操作为大于预定或设定的A线触发器数量的A线触发器数量，使得设置或选择阈值以检测拉回的开始。

10.如权利要求9所述的系统，其中以下一种或多种：

(i)所述一个或多个处理器还包括拉回状况处理器，其操作以确定指示或检测拉回的开始和/或结束的拉回状况；

(ii)旋转马达的加速由旋转马达控制器和/或由旋转马达控制器和驱动器发起，并且旋转马达控制器和/或驱动器操作以从拉回状况处理器接收控制加速的命令；

(iii)拉回状况处理器还操作以从旋转马达控制器和/或驱动器接收信息以确定拉回状况；和/或

(iv)拉回状况处理器被部署或包括在系统的扫描机构中。

11.如权利要求1所述的系统，其中系统还包括或连接到以下一个或多个：

光源，其操作以产生光；

干涉光学系统，其操作以：(i)接收来自光源的光并将其分为要用以照射对象或样本的第一光和第二参考光，(ii)发送第二参考光，用于反射离开干涉光学系统的参考镜，以及(iii)通过使已用以照射对象或样本的第一光的反射或散射光和反射的第二参考光组合或重新组合来生成干涉光，并且使生成一种或多种干涉图案的干涉光彼此干涉；和/或

一个或多个检测器，其操作以连续获取干涉光和/或一种或多种干涉图案，使得获得一条或多条A线。

12.如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个成像模态包括以下一个或多个：光学相干断层扫描(OCT)、单模态OCT、多模态OCT、扫掠光源OCT、光学频域成像(OFDI)、血管内超声(IVUS)、另一种管腔图像模态、近红外光谱、近红外荧光(NIRF)、近红外自发荧光(NIRAF)和血管内成像模态。

13.一种用于控制执行图像同步的系统的方法，该方法包括：

使用系统的成像装置或成像系统，使用一个或多个成像模态获得成像数据；

经由系统的扫描机构对系统的导管或探头执行波束扫描，以获得导管或探头的波束位置；以及

经由系统的所述一个或多个处理器通过与成像数据同时或同期地记录波束位置来实现图像同步，并且实现成像数据的准确空间配准。

14.如权利要求13所述的方法，还包括：

经由硬件管理处理器控制所述一个或多个处理器中的数据获取处理器，以及

经由数据获取处理器获取由成像装置或成像系统获得的成像数据。

15.如权利要求13所述的方法，还包括：

(i)使用旋转马达旋转扫描机构、扫描机构的一部分和/或导管或探头，以及

(ii)使用拉回马达控制导管或探头的拉回，

其中导管或探头波束扫描是由扫描机构使用旋转马达和拉回马达执行的。

16.如权利要求15所述的方法，还包括以下一个或多个：

(i)经由硬件管理处理器控制所述一个或多个处理器的数据获取处理器；

(ii)经由数据获取处理器获取由成像装置或成像系统获得的成像数据；

(iii)使用系统的旋转马达控制器控制旋转马达并使用系统的拉回马达控制器控制拉回马达；

(iv)经由系统的控制处理器控制旋转马达控制器和拉回马达控制器或向其发送命令，使得实现设定或预定的导管或探头的速度和/或位置和/或设定或预定的旋转马达和/或拉回马达的速度和/或位置，以产生一种或多种扫描图案；

(v)经由所述一个或多个处理器的同步处理器调节或控制第一编码器信号和第二编码器信号，其中系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号；和/或

(vi)在同步处理器与数据获取处理器接口之前经由所述一个或多个处理器的同步处理器调节或控制第一编码器信号和第二编码器信号，使得每次在成像数据输入上获取深度扫描时，针对旋转马达和拉回马达中的每一个记录来自第一编码器信号和第二编码器信号的信息，以记录针对深度扫描的确切或近似波束位置，其中系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号。

17.如权利要求16所述的方法，其中：

所述一个或多个处理器还包括数据获取处理器，其操作以获取由成像装置或成像系统获得的成像数据；以及

所述一个或多个处理器包括同步处理器，并且系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号，其中同步处理器操作以在同步处理器与数据获取处理器接口之前调节或控制第一编码器信号和第二编码器信号，使得每次在成像数据输入上获取深度扫描时，针对旋转马达和拉回马达中的每一个记录来自编码器信号的信息以记录针对深度扫描的确切或近似波束位置，并且同步处理器操作以使用单个同步信号用于数据获取处理器以针对每个测得的深度扫描剖面捕获导管或探头的位置，其中方法还包括以下一个或多个：

(i)经由系统的触发器信号触发深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器的值，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；

(ii)经由系统的触发器信号触发对模数转换器(ADC)上深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；

(iii)经由作为A线触发器信号的触发器信号触发对成像数据的采样，或经由作为k时钟触发器信号的触发器信号触发对成像数据的采样从而以k间隔均匀地获取成像数据；

(iv)使用包括或包含结果脉冲串的同步信号，结果脉冲串是来自第一编码器信号和第二编码器信号中的每一个的脉冲串叠加的结果，第一编码器信号和第二编码器信号操作以便以旋转马达和/或拉回马达的既定的每转速率切换，并且经由数据获取处理器的旋转数字计数器和拉回数字计数器对切换进行计数，使得测量旋转马达和拉回马达的当前位置；

(v)使用编码器信号脉冲，其对于旋转马达编码器信号具有2伏(V)幅度并且对于拉回马达编码器信号具有3V幅度，其中旋转数字计数器操作以在以下一个或多个转变处递增：从0V到2V的转变处、从3V到5V的转变处和/或从0V到5V的转变处，并且拉回数字计数器操作以在以下一个或多个转变处递增：从0V到3V的转变处、从2V到5V的转变处和/或从0V到5V的转变处；和/或

(vi)使用数据获取处理器，在数据获取处理器中包括有ADC、解调器以及旋转数字计数器和拉回数字计数器。

18.如权利要求16所述的方法，其中：

所述一个或多个处理器还包括数据获取处理器，其操作以获取由成像装置或成像系统获得的成像数据；以及

所述一个或多个处理器包括同步处理器，并且系统还包括操作以供旋转马达控制器使用的第一编码器信号和操作以供拉回马达控制器使用的第二编码器信号，其中同步处理器操作以在同步处理器与数据获取处理器接口之前调节或控制第一编码器信号和第二编码器信号，使得每次在成像数据输入上获取深度扫描时，针对旋转马达和拉回马达中的每一个记录来自编码器信号的信息以记录针对深度扫描的确切或近似波束位置，并且同步处理器操作以使用单个同步信号用于数据获取处理器以针对每个测得的深度扫描剖面捕获导管或探头的位置，其中方法还包括以下一个或多个：

(i)经由触发器信号触发深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器的值，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；

(ii)经由触发器信号触发对模数转换器(ADC)上的深度扫描的单次获取并记录从解调的编码同步信号导出的旋转数字计数器和拉回数字计数器，该编码同步信号是用系统的解调器和/或系统的数据获取处理器的解调器解调的；

(iii)经由作为A线触发器信号的触发器信号触发对成像数据的采样，或经由作为k时钟触发器信号的触发器信号触发对成像数据的采样从而以k间隔均匀地获取成像数据；和/或

(iv)使用包括或包含结果脉冲串的同步信号，结果脉冲串是来自同步处理器的脉冲串，其中除同步处理器在拉回的预定或设定部分修改脉冲之外，同步处理器操作以发送与在旋转马达的每一转发生的第一编码器信号的索引对应的脉冲，拉回的预定或设定部分是以下一个或多个：拉回的开始，其中同步处理器以同步处理器在拉回开始时消隐或跳过一个脉冲的方式修改脉冲；拉回的结束，其中同步处理器以同步处理器在拉回结束时消隐或跳过一个脉冲的方式修改脉冲；拉回的开始和结束，其中同步处理器以同步处理器在拉回开始时消隐或跳过一个脉冲，然后在拉回结束时消隐或跳过另一个脉冲的方式修改脉冲；拉回的开始和/或结束，其中同步处理器以同步处理器在拉回开始和/或拉回结束时引入额外的脉冲和/或延迟的方式修改脉冲；在拉回的结束，其中同步处理器修改脉冲以使数据获取处理器的帧计数器随着旋转马达减速而以较慢的速率递增；和/或在拉回的开始，其中同步处理器修改脉冲以使数据获取处理器的帧计数器随着旋转马达加速到稳态目标而朝着稳定速率递增。

19.如权利要求18所述的方法，其中以下一种或多种：

(i)数据获取处理器包括帧计数器，除了在拉回的开始时之外，帧计数器以固定、稳定或预定或设定的速率递增，在拉回的开始时，帧计数器以预定或设定的速率的大约一半或预定或设定的速率的一部分递增，使得在拉回的开始与帧计数器以固定、稳定或预定或设定的速率递增的时间之间的跳跃准确地发信号通知或指示拉回的开始和/或结束，并在已知或设定了总拉回长度和/或时间的情况下推导出每个深度扫描的确切波束位置的近似或准确记录；

(ii)所述一个或多个处理器包括控制处理器，控制处理器操作以控制旋转马达控制器和拉回马达控制器或向其发送命令，使得实现设定或预定的导管或探头的速度和/或位置和/或设定或预定的旋转马达和/或拉回马达的速度和/或位置以产生一种或多种扫描图案，并且数据获取处理器包括帧计数器，除了在拉回结束时同步处理器修改脉冲以随着旋转马达减速而以较慢的速率递增的情况下第一编码器信号脉冲串进而被延迟并且帧计数器按不断增加的A线触发器的数量递增之外，帧计数器以固定、稳定或预定或设定速率递增，旋转马达减速由控制处理器或所述一个或多个处理器控制，以准确地与拉回的结束一致以减少或消除拉回的结束与旋转马达减速的开始之间的不确定性，以准确确定拉回的结束并针对预定或设定的总拉回长度和/或时间推导出针对每个深度扫描的确切波束位置的近似或准确记录；

(iii)旋转马达具有急剧的减速剖面，并且旋转马达操作以对于在帧计数器递增之前发生的A线触发器数量在一次旋转中显著或实质减速，使得旋转马达的减速剖面大到足以被检测为旋转马达减速，而不是被检测为旋转马达转速的变化；和/或

(iv)旋转马达速度的变化操作以在正常操作中每预定或设定数量的A线触发器导致脉冲串，并且在相当于一次稳态旋转的时间期间的旋转马达减速操作为大于预定或设定的A线触发器数量的A线触发器数量，使得设置或选择A线触发器以上的阈值并且设置或选择A线触发器以下的阈值以检测拉回的结束。

20.如权利要求19所述的方法，还包括以下一个或多个：

(i)经由所述一个或多个处理器的拉回状况处理器确定指示或检测拉回的开始和/或结束的拉回状况；

(ii)通过旋转马达控制器和/或通过旋转马达控制器和驱动器发起旋转马达的减速，其中旋转马达控制器和/或驱动器操作以从拉回状况处理器接收控制减速的命令；

(iii)经由拉回状况处理器从旋转马达控制器和/或驱动器接收信息以确定拉回状况；和/或

(iv)在拉回状况处理器被部署或包括在系统的扫描机构中时使用拉回状况处理器。

21.如权利要求18所述的方法，其中以下一种或多种：

(i)旋转马达以低于目标稳态值的速度旋转，然后在拉回马达加速时加速或与其大约同时加速；

(ii)数据获取处理器包括帧计数器，该帧计数器以固定、稳定或预定或设定的速率递增一次或随着旋转马达加速到目标稳态值而递增；

(iii)所述一个或多个处理器包括控制处理器，控制处理器操作以控制旋转马达控制器和拉回马达控制器或向其发送命令，使得实现设定或预定的导管或探头的速度和/或位置和/或设定或预定的旋转马达和/或拉回马达的速度和/或位置以产生一种或多种扫描图案，并且旋转马达加速由控制处理器或所述一个或多个处理器控制以准确地与拉回的开始一致以减少或消除拉回的开始与旋转马达加速开始的之间的不确定性，并准确确定拉回的开始并针对预定或设定的总拉回长度和/或时间推导出针对每个深度扫描的确切波束位置的近似或准确记录；

(iv)旋转马达具有急剧的加速剖面，并且旋转马达操作以对于在帧计数器递增之前发生的A线触发器数量在一次旋转中显著或实质加速，使得旋转马达的加速剖面大到足以被检测为旋转马达加速到目标稳态值，而不是被检测为旋转马达转速的变化；和/或

(v)拉回前旋转马达速度的变化操作以每预定或设定数量的A线触发器导致脉冲串，并且在相当于一次稳态旋转的时间期间的旋转马达加速操作为大于预定或设定的A线触发器数量的A线触发器数量，使得设置或选择阈值以检测拉回的开始。

22.如权利要求21所述的方法，还包括以下一个或多个：

(i)经由所述一个或多个处理器的拉回状况处理器确定指示或检测拉回的开始和/或结束的拉回状况；

(ii)通过旋转马达控制器和/或通过旋转马达控制器和驱动器发起旋转马达的加速，其中旋转马达控制器和/或驱动器操作以从拉回状况处理器接收控制加速的命令；

(iii)经由拉回状况处理器从旋转马达控制器和/或驱动器接收信息以确定拉回状况；和/或

(iv)在拉回状况处理器被部署或包括在系统的扫描机构中时使用拉回状况处理器。

23.一种存储至少一个程序的计算机可读存储介质，该程序操作以使一个或多个处理器执行用于为系统的一个或多个成像模态执行图像同步的方法，该方法包括：

使用系统的成像装置或成像系统，使用一个或多个成像模态获得成像数据；

经由系统的扫描机构对系统的导管或探头执行波束扫描，以获得导管或探头的波束位置；以及

经由系统的一个或多个处理器，通过与成像数据同时或同期地记录波束位置来实现图像同步，并且实现成像数据的准确空间配准。

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