CN115515504A - 管腔内数据获取的自动控制及相关装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于控制脉管内数据获取的系统、装置和方法。例如，可使用配准过程来控制脉管内数据获取的开始和/或停止。在一个实施例中，一种系统包括处理器电路，该处理器电路被配置成：生成管的路线图，在路线图上识别管的关注区域，确定脉管内数据获取装置是否已进入关注区域，以及控制脉管内数据获取装置以获得关注区域的脉管内数据。然后，处理器可以向显示装置输出关注区域的脉管内数据的图形化表示。

Description

管腔内数据获取的自动控制及相关装置、系统和方法

技术领域

本发明总体上涉及管腔内数据的获取，尤其涉及管腔内数据的自动获取。更具体地，本公开涉及使用外部图像数据自动获取管腔内数据的方法、系统和装置。

背景技术

管腔内数据获取是介入心脏病学中广泛使用的技术，作为用于评估人体内患病的管(如动脉)的诊断工具，以确定治疗的需要、指导介入和/或评估其有效性。例如，可以在沿着血管的不同位置处获得压力和/或流量测量值，以评估管的性能和识别变窄的区域和潜在的堵塞。脉管内装置(如压力感测导丝和/或导管)可被用于从血管内进行压力测量。在另一示例中，管腔内成像(如血管内超声(IVUS)成像或光学相干断层扫描(OCT))可被用于获得管的成像数据以识别病变或堵塞。

在脉管内诊断操作期间，在外部成像(如血管造影和/或荧光透视)下，脉管内装置被导航到脉管系统的一区域，如冠状动脉。医师通常将该装置引导到脉管系统的特定的关注区域以进行评估。例如，医师可能想把评估集中在脉管系统的显示出变窄或堵塞迹象的区域。一旦压力感测装置被推进经过关注区域，医师就会启动回拉操作，其中将脉管内装置慢慢回拉穿过该管。在回拉期间，医师监测脉管内装置在外部图像中的位置，以确定何时启动和/或终止数据收集过程。当医师看到脉管内装置已经进入关注区域时，医师手动启动脉管内数据获取。这可包括暂停回拉操作，以按下按钮或以其他方式发出命令，以开始获得脉管内数据。类似地，当医师看到脉管内装置已离开关注区域时，医师手动终止脉管内数据获取。这个过程针对在操作开始时识别的每个关注区域重复进行。

因此，目前的脉管内数据获取的工作流程可能涉及多个操作人员来控制脉管内装置的移动以及开始/停止数据获取。替代性地，目前的数据获取的工作流程可能涉及乏味的过程，其中医师暂停和重新开始回拉操作，同时在视觉上监视脉管内装置的位置。

发明内容

本公开针对的是管腔内数据的自动获取。例如，可使用配准过程来自动开始和/或停止管腔内数据的获取，从而简化诊断工作流程。例如，根据本公开的一个实施例，一种处理器电路被配置成基于外部图像数据(如血管造影图像数据)生成管的路线图。路线图可以与管的预定关注区域相关联。该处理器被进一步配置成跟踪脉管内数据获取装置(如压力感测导丝)的位置，同时该装置移动穿过该管。当处理器确定该装置已进入管的关注区域时，处理器电路被配置成自动地启动数据获取。在一些实施例中，一旦管腔内装置离开关注区域，管腔内数据获取也可以由处理器电路自动地终止。当该装置在血管造影数据中被跟踪时，处理器电路同时将管腔内数据与外部图像数据配准。这个过程一直持续，直到所有选定的关注区域被评估。这种自动化的方法可以应用并重复用于评估在一个管内识别的多个关注区域。在一些实施例中，关注区域是由用户利用用户接口装置(如鼠标、键盘或触摸屏显示器)识别的。在其他实施例中，处理器电路被配置成在路线图中自动地识别管的一个或多个关注区域。

根据本公开的一个实施例，一种用于控制脉管内数据获取的系统包括处理器电路，其被配置成：使用管的第一脉管外图像数据，生成该管的路线图；在该管的路线图上识别管的关注区域；接收代表被定位在该管内的脉管内数据获取装置的第二脉管外图像数据；基于第二脉管外图像数据，确定脉管内数据获取装置是否已进入关注区域；以及响应于确定脉管内数据获取装置已进入关注区域，控制脉管内数据获取装置以获得关注区域的脉管内数据；以及向与处理器电路通信的显示装置输出关注区域的脉管内数据的第一图形化表示。

在一些实施例中，处理器电路被配置成：使用第二脉管外图像数据，识别脉管内数据获取装置的不透射线标记；基于识别出不透射线标记，确定脉管内数据获取装置关于该管的路线图的位置；以及基于确定的位置，确定脉管内数据获取装置是否已进入关注区域。在一些实施例中，处理器电路被配置成向显示装置输出屏幕显示，该屏幕显示包括：路线图；关注区域的脉管内数据的第一图形化表示；在路线图上的关注区域的第二图形化表示；以及脉管内数据获取装置的位置的第三图形化表示。

在一些实施例中，处理器电路被进一步配置成：从用户接口装置接收指示路线图上的区域的用户输入；以及基于用户输入，识别该管的关注区域。在一些实施例中，用户输入指示在路线图上的管的一定长度。在一些实施例中，第一脉管外图像数据包括血管造影数据，且处理器电路被进一步配置成基于对血管造影数据的图像处理来识别关注区域。在一些实施例中，脉管内数据包括压力数据或流量数据中的至少一种，且处理器电路被进一步配置成基于压力数据或流量数据中的至少一种来计算在关注区域处的管的功能指标。

在一些实施例中，功能指标包括血流储备分数(FFR)或瞬时无波比(iFR)中的至少一种。在一些实施例中，脉管内数据包括脉管内图像数据。在一些实施例中，处理器电路被进一步配置成：基于第二脉管外图像数据，确定脉管内数据获取装置是否已离开关注区域；以及响应于确定脉管内数据获取装置已离开关注区域，停止从脉管内数据获取装置接收该管的关注区域的脉管内数据。在一些实施例中，该系统还包括该脉管内数据获取装置。在一些实施例中，脉管内数据获取装置包括具有近侧部分和远侧部分的柔性细长构件，以及被连接到远侧部分的感测部件。在一些实施例中，远侧部分和感测部件被配置成被定位在该管内。

在一些实施例中，处理器电路被进一步配置成：在该管的路线图上识别该管的另一关注区域；基于第二脉管外图像数据，确定脉管内数据获取装置是否已进入该另一关注区域；以及响应于确定脉管内数据获取装置已进入该另一关注区域，控制脉管内数据获取装置以获得该另一关注区域的脉管内数据；以及向与处理器电路通信的显示装置输出该另一关注区域的脉管内数据的第四图形化表示。

根据本公开的另一实施例，一种方法包括：使用管的第一脉管外图像数据，生成该管的路线图；在该管的路线图上识别该管的关注区域；接收代表被定位在该管内的脉管内数据获取装置的第二脉管外图像数据；基于第二脉管外图像数据，确定脉管内数据获取装置是否已进入关注区域；以及响应于确定脉管内数据获取装置已进入关注区域，从脉管内数据获取装置接收该管的关注区域的脉管内数据

在一些实施例中，该方法还包括：使用第二脉管外图像数据，识别脉管内数据获取装置的不透射线标记；确定脉管内数据获取装置关于该管的路线图的位置；以及基于确定的位置，确定脉管内数据获取装置是否已进入关注区域。在一些实施例中，该方法还包括：向显示装置输出屏幕显示，该屏幕显示包括：路线图；在路线图上的关注区域的图形化表示；以及脉管内数据获取装置的位置的第二图形化表示。在一些实施例中，该方法还包括：从用户接口装置接收指示在路线图上的区域的用户输入；以及基于用户输入来识别该管的关注区域。

在一些实施例中，第一脉管外图像数据包括血管造影数据。在一些实施例中，识别关注区域包括基于对血管造影数据的图像处理来识别关注区域。在一些实施例中，脉管内数据包括压力数据或流量数据中的至少一种。在一些实施例中，该方法还包括：基于压力数据或流量数据中的至少一种，计算在关注区域处的该管的功能指标。在一些实施例中，该功能指标包括血流储备分数(FFR)或瞬时无波比(iFR)中的至少一种。在一些实施例中，该方法还包括：基于第二脉管外图像数据，确定脉管内数据获取装置是否已进入关注区域；以及响应于确定脉管内数据获取装置已离开关注区域，停止从脉管内数据获取装置接收该管的关注区域的脉管内数据。

本公开的其他方面、特征和优点将从以下详细描述中变得明显。

附图说明

将参考附图描述本公开的例示说明性实施例，其中：

图1示出了根据本公开的一实施例的具有狭窄部的管的图解性透视图。

图2示出了沿图1的剖切线2-2截取的图1的管的一部分的图解性局部横截面透视图。

图3示出了根据本公开的一实施例的图1和图2的管的图解性局部横截面透视图，其中器械被定位在该管内。

图4A示出了根据本公开的一实施例的带有压力导丝的管腔内成像系统的图解性示意图。

图4B示出了根据本公开的一实施例的血管内超声(IVUS)成像系统的图解性示意图。

图5是根据本公开的实施例的处理器电路的图解性示意图。

图6是根据本公开的实施例的用于获取管腔内数据的自动方法的决策流程图。

图7是示出了根据本公开的实施例的执行管腔内数据的自动获取的处理器的方法步骤的流程图。

图8是根据本公开的实施例的具有用户识别的多个关注区域的血管造影图像的图解性视图。

图9是根据本公开的实施例的具有用户识别的一个关注区域的血管造影图像的图解性视图。

具体实施方式

出于促进对本公开的原理理解的目的，现在将参照附图中示出的实施例，且将使用具体语言来描述所述实施例。尽管如此，应理解的是，并不打算限制本公开的范围。如本公开涉及的技术领域内的人员通常可想到的，对所述装置的任何变更和进一步修改以及任何本公开的原理的其它应用均完全被设想到且包含在本公开内。具体而言，已全部设想到关于一个实施例描述的特征、部件和/或步骤可与关于本发明的其他实施例描述的特征、部件和/或步骤相组合。然而，出于简洁的目的，这些组合的多次重复将不再单独描述。

参考图1和图2，其中示出了根据本公开的实施例的具有狭窄部的管100。在这方面，图1是管100的图解性透视图，而图2是沿图1的剖切线2-2截取的管100的一部分的局部横截面透视图。更具体地参考图1，管100包括近侧部分102和远侧部分104。管腔106沿着管100的长度在近侧部分102和远侧部分104之间延伸。在这方面，管腔106被构造成允许流体流过该管。在一些情况下，管100是血管。在这样的情况下，管腔106被构造成利于血液流过管100。在一些情况下，管100是冠状动脉。在其它情况下，管是外围的管，例如外围静脉或动脉。

如图所示，管100在近侧部分102和远侧部分104之间包括狭窄部108。狭窄部108通常代表导致限制流体流过管100的管腔106的任何堵塞或其他结构布置。本公开的实施例适用于多种脉管应用，包括但不限于冠状、外围(包括但不限于下肢、颈动脉和神经血管)、肾脏和/或静脉。在管100是血管的情况下，狭窄部108可以是斑块积聚的结果，斑块包括但不限于比如纤维、纤维-脂质(纤维脂肪)、坏死细胞、钙化(致密钙质)、血液、新鲜血栓和成熟血栓的斑块成分。通常，狭窄部的组成将取决于被评估的管的类型。在这方面，应当理解，本公开的构思实际上适用于管的导致流体流动下降的任何类型的堵塞或其他变窄。

更具体地参考图2，管100的管腔106在狭窄部108的近侧具有直径110，在狭窄部的远侧具有直径112。在一些情况下，直径110和112基本上彼此相等。在这方面，直径110和112旨在代表管腔106的健康部分，或者与狭窄部108相比至少更健康的部分。因此，管腔106的这些更健康的部分被示为具有基本上恒定的圆柱形轮廓，因此，管腔的高度或宽度被称为直径。然而，应理解的是，在许多情况下，管腔106的这些部分也会具有斑块堆积、非对称的轮廓和/或其他不规则性，但是程度小于狭窄部108，因此将不具有圆柱形的轮廓。在这类情况下，直径110和112应被理解为代表管腔的相对尺寸或横截面面积，且并不意味着圆形的横截面轮廓。

如图2所示，狭窄部108包括使管100的管腔106变窄的斑块堆积物114。在一些情况下，斑块堆积物114不具有均匀或对称的轮廓，从而使得对这种狭窄部的造影评估可能不可靠。在所示的实施例中，斑块堆积物114包括上部部分116和相对的下部部分118。在这方面，下部部分118相对于上部部分116具有增加的厚度，这导致相对于管腔的在狭窄部108近侧和远侧的部分产生非对称和不均匀的轮廓。如图所示，斑块堆积物114减少了流体流过管腔106的可用空间。尤其是，斑块堆积物114减少了管腔106的横截面积。在上部部分116和下部部分118之间的最窄点处，管腔106具有高度120，这表示相对于狭窄部108近侧和远侧的直径110和112减小的尺寸或横截面积。应注意的是，包括斑块堆积物114的狭窄部108本质上是示例性的，并且不应被视为以任何方式进行限制。在这方面，应理解的是，在其他情况下狭窄部108具有限制流体流过管腔106的其他形状和/或成分。虽然在图1和图2中示出了具有单个狭窄部108的管100，并且以下实施例的描述主要在单个狭窄部的情景下进行，但是应当理解，本文所述的装置、系统和方法对于具有多个狭窄区域的管具有类似的应用。

现在参考图3，示出了管100具有被定位在其中的根据本公开的实施例的器械130和132。通常，器械130和132可以是尺寸和形状被设定成被定位在管内的任何形式的装置、器械或探头。在所示的实施例中，器械130大体上代表导丝，而器械132大体上代表导管。在这方面，器械130延伸穿过器械132的中心管腔。然而，在其他实施例中，器械130和132采用其他形式。在这方面，在一些实施例中，器械130和132是类似的形式。例如，在一些情况下，器械130和132都是导丝。在另外的情况下，器械130和132都是导管。另一方面，在一些实施例中，例如所示的实施例，器械130和132是不同的形式，其中一个器械是导管，另一个器械是导丝。此外，在一些情况下，如图3所示的实施例所示，器械130和132被设置成彼此同轴。在另外的情况下，一个器械延伸穿过另一个器械的偏心的管腔。在另外的情况下，器械130和132并排延伸。在一些特定的实施例中，器械中的至少一个是快速更换装置，例如快速更换导管。在这样的实施例中，另一器械是双导丝或被配置成利于快速更换装置的引入和移除的其它装置。此外，在另外的情况下，利用单个器械代替两个单独的器械130和132。在一些实施例中，单个器械结合了两个器械130和132的多方面的功能(例如，数据获取)。

器械130被配置成获得关于管100的诊断信息。在这方面，器械130包括被配置成获得关于管的诊断信息的一个或多个传感器、换能器和/或其他监测元件。诊断信息包括以下各项中的一项或多项：压力、流量(速度)、图像(包括使用超声(例如，IVUS)、OCT、热和/或其他成像技术获得的图像)、温度和/或其组合。在一些情况下，一个或多个传感器、换能器和/或其他监测元件被定位在器械130的远侧部分处。在这方面，在一些情况下，一个或多个传感器、换能器和/或其他监测元件被定位在与器械130的远侧末端134的距离小于30厘米、小于10厘米、小于5厘米、小于3厘米、小于2厘米和/或小于1厘米的位置。在一些情况下，一个或多个传感器、换能器和/或其他监测元件中的至少一个被定位在器械130的远侧末端处。

器械130包括被配置成监测脉管100内的压力的至少一个元件。压力监测元件可以采用压阻式压力传感器、压电式压力传感器、电容式压力传感器、电磁式压力传感器、流体柱(流体柱与流体柱传感器相连通，该流体柱传感器与器械分开和/或定位于器械的在流体柱近侧的一部分处)、光学压力传感器的形式和/或其组合。在一些情况下，压力监测元件的一个或多个特征被实施为使用半导体和/或其他合适的制造技术制造的固态部件。包括合适的压力监测元件的市售导丝产品的示例包括但不限于可以从Volcano公司获得的PrimeWire

压力导丝、

压力导丝以及

XT压力和流量导丝，以及可以从St.Jude Medical.Inc.获得的PressureWireTM Certus导丝和PressureWireTM Aeris导丝。通常，器械130被设定尺寸，使其可穿过狭窄部108定位且不会显著影响经过狭窄部的流体流动，这会影响远侧压力读数。因此，在一些情况下，器械130具有0.018”或更小的外径。在一些实施例中，器械130具有0.014”或更小的外径。

器械132还被配置成获得关于管100的诊断信息。在一些情况下，器械132被配置成获得与器械130相同的诊断信息。在另外的情况下，器械132被配置成获得与器械130不同的诊断信息，其可包括附加的诊断信息、较少的诊断信息和/或替代的诊断信息。由器械132获得的诊断信息可包括压力、流量(速度)、图像(包括使用超声(例如，IVUS)、OCT、热和/或其他成像技术获得的图像)、温度和/或其组合中的一种或多种。器械132包括被配置成获得该诊断信息的一个或多个传感器、换能器和/或其他监测元件。在这方面，在一些情况下，一个或多个传感器、换能器和/或其他监侧元件被定位在器械132的远侧部分处。在这方面，在一些情况下，一个或多个传感器、换能器和/或其他监测元件被定位在与器械132的远侧末端136的距离小于30厘米、小于10厘米、小于5厘米、小于3厘米、小于2厘米和/或小于1厘米的位置。在一些情况下，一个或多个传感器、换能器和/或其他监测元件中的至少一个被定位在器械132的远侧末端处。

关于所示的实施例，类似于器械130，器械132也包括被配置成监测管100内的压力的至少一个元件。压力监测元件可采用压阻式压力传感器、压电式压力传感器、电容式压力传感器、电磁式压力传感器、流体柱(流体柱与流体柱传感器相连通，流体柱传感器与和器械分开和/或位于器械的在流体柱的近侧的一部分处)、光学压力传感器和/或其组合的形式。在一些情况下，压力监测元件的一个或多个特征被实施为使用半导体和/或其他合适的制造技术制造的固态部件。在一些情况下，可与Siemens AXIOM Sensis、Mennen HorizonXVu和Philips Xper IM Physiomonitoring 5中的一种或多种一起使用并包括压力监测元件的当前可用的导管产品可用于器械132。另外，在其它实施例中，器械132和/或器械130包括例如流量传感器或成像传感器。

根据本公开的多个方面，器械130和132中的至少一个被配置成监测管100内的在狭窄部108远侧的压力且器械130和132的至少一个被配置成监测该管内的在狭窄部近侧的压力。在这方面，器械130、132被设定尺寸和形状，以允许被配置成监测管100内的压力的至少一个元件的定位，以基于该装置的构造视需要被定位在狭窄部108的近侧和/或远侧。在这方面，图3示出了适合于测量狭窄部108的远侧的压力的位置138。在这方面，在一些情况下，位置138与狭窄部108(如图2所示)的远端相距小于5厘米、小于3厘米、小于2厘米、小于1厘米、小于5毫米和/或小于2.5毫米的距离。图3还示出了用于测量狭窄部108的近侧的压力的多个合适的位置。在这方面，位置140、142、144、146和148各自表示在一些情况下适合于监测狭窄部近侧的压力的位置。在这方面，位置140、142、144、146和148被定位成与狭窄部108的近端相距不同的距离，该距离在从大于20厘米向下至约5毫米或更小的范围内。通常，近侧压力测量将与狭窄部的近端间隔开。因此，在一些情况下，在与狭窄部的近端相距等于或大于该管管腔的内径的距离处进行近侧压力测量。在冠状动脉压力测量的情况下，通常在该管的近侧部分内，在狭窄部的近侧和主动脉的远侧的位置处进行近侧压力测量。但是，在冠状动脉压力测量的一些特定情况下，近侧压力测量从主动脉内的位置进行。在其他情况下，在冠状动脉的根部或口处进行近侧压力测量。

在一些实施例中，器械130和132中的至少一个被配置成在穿过管腔106移动时监测管100内的压力。在一些情况下，器械130被配置成穿过管腔106移动并跨过狭窄部108。在这方面，在一些情况下，器械130被定位在狭窄部108的远侧，并向近侧移动(即回拉)跨过狭窄部到达位于狭窄部近侧的位置。在其他情况下，器械130被定位在狭窄部108的近侧，并向远侧移动跨过狭窄部到达位于狭窄部远侧的位置。在一些实施例中，器械130的移动，无论是向近侧还是向远侧，都由医务人员手动控制(例如，外科医生的手)。在其他实施例中，器械130的移动，无论是向近侧还是向远侧，都由移动控制装置(例如，回拉装置，如从Volcano公司可得到的Trak

II装置)自动地控制。在这方面，在一些情况下，移动控制装置以可选择的和已知的速度(如2.0mm/s、1.0mm/s、0.5mm/s、0.2mm/s等)控制器械130的移动。在一些情况下，器械130穿过该管的移动在每次回拉或推送时是连续的。在其他情况下，器械130以步进的方式移动穿过该管(即重复移动固定量的距离和/或固定量的时间)。下面讨论的视觉绘示的一些方面尤其适合于其中器械130和132中的至少一个被移动穿过管腔106的实施例。此外，在一些具体情况下，下面讨论的视觉绘示的多个方面尤其适合于其中单个器械被移动穿过管腔106的实施例，无论是否存在第二器械。

在一些情况下，使用单个器械具有的好处是它可以避免或减少与一个器械相对于另一个器械的压力测量值的变化有关的问题。例如，在一些情况下，利用单个器械来获得压力的相对变化，因为它被移动穿过该管，使得压力测量之间的时间段足够短(例如，小于500ms、小于100ms、小于50ms、小于10ms、小于5ms、小于1ms或其他)，以防止该器械的压力灵敏度的任何变化带来的任何影响。

医师可使用各种工具来评估和/或诊断血管。在这方面，生理数据(如压力、流量、温度或其他生理测量值)可用于评估血管的功能或性能。此外，脉管内成像(包括IVUS和OCT)可用于获取血管内的尺寸和结构的更多细节，以确定例如堵塞的风险。在评估该管时，医师可能希望将评估集中在与管的变窄或病变相关的脉管系统的具体区域。这些关注区域可以使用外部成像(如血管造影)来确定或指定，以用于进一步分析。在这方面，图4A和图4B示出了可用于评估管的不同的脉管内数据获取装置。

现在参考图4A，其中示出了根据本公开的实施例的系统150。在这方面，图4A是系统150的图解性示意图。如图所示，系统150包括器械152。在这方面，在一些情况下，器械152适合用作以上论述的器械130和132中的至少一个。因此，在一些情况下，器械152包括与上文关于器械130和132论述的特征相类似的特征。在所示的实施例中，器械152是导丝，其具有远侧部分154和邻近远侧部分定位的壳体156。在这方面，壳体156与器械152的远侧末端间隔约3厘米。壳体156被配置成容纳被配置成获得关于管的诊断信息的一个或多个传感器、换能器和/或其他监测元件。在所示的实施例中，壳体156包含至少一个压力传感器，该压力传感器被配置成监测器械152被定位于其中的管腔内的压力。轴杆158从壳体156向近侧延伸。扭矩装置160被定位在轴杆158的近侧部分上并与其联接。器械152的近端部分162被联接至连接器164。线缆166从连接器164延伸到连接器168。在一些情况下，连接器168被配置成插入接口170。在这方面，接口170可以是患者接口模块(PIM)。在一些情况下，线缆166被用无线连接代替。在这方面，应当理解，可利用器械152和接口170之间的各种通信路径，包括物理连接(包括电、光和/或流体连接)、无线连接和/或其组合。

接口170经由连接174通信地联接到计算装置172。计算装置172通常代表适合于执行本公开中论述的处理和分析技术的任何装置。在一些实施例中，计算装置172包括处理器、随机存取存储器和存储介质。在这方面，在一些特定的情况下，计算装置172被编程以执行与本文描述的数据获取和分析相关联的步骤。因此，应理解的是，与本公开的数据获取、数据处理、器械控制和/或其他处理或控制方面有关的任何步骤可以通过计算装置使用存储在计算装置可访问的非暂时性计算机可读介质上或内的相应指令来实施。在一些情况下，计算装置172是控制台装置。在一些特定的情况下，计算装置172类似于s5^TM成像系统或s5i^TM成像系统，每个系统都可从Volcano公司获得，或者可从Koninklijke Philips,N.V.获得的CORE、CORE MOBILE、CORE M2或IntraSight系统，在一些情况下，计算装置172是便携式的(例如，手持式、在推车上等)。此外，应理解的是，在一些情况下，计算装置172包括多个计算装置。在这方面，尤其应理解的是，可以使用多个计算装置单独地或在预定义的分组内实施本公开的不同处理和/或控制方面。例如，在一些实施例中，计算装置172包括两个彼此通信的不同计算部件或装置。下文描述的跨多个计算装置的处理和/或控制方面的任何划分和/或组合都在本公开的范围内。

连接器164、线缆166、连接器168、接口170和连接174一起有助于器械152的一个或多个传感器、换能器和/或其他监测元件和计算装置172之间的通信。然而，该通信路径本质上是示例性的，且不应被视为以任何方式进行限制。在这方面，应理解的是，可以利用器械152与计算装置172之间的任何通信路径，包括物理连接(包括电、光和/或流体连接)、无线连接和/或其组合。在这方面，应理解的是，在一些情况下，连接174是无线的。在一些情况下，连接174包括通过网络(例如，内联网、互联网、电信网络和/或其他网络)的通信链路。在这方面，应理解的是，在一些情况下，计算装置172被定位成远离正在使用器械152的操作区域。使连接174包括通过网络的连接可以有利于器械152与远程计算装置172之间的通信，不管计算装置是在相邻房间、相邻建筑物中还是在不同的州/国家中。此外，应理解的是，在一些情况下，器械152与计算装置172之间的通信路径是安全连接。更进一步，应理解的是，在一些情况下，在器械152和计算装置172之间的通信路径的一个或多个部分上通信的数据被加密。

系统150还包括器械175。在这方面，在一些情况下，器械175适合用作上述的器械130和132中的至少一个。因此，在一些情况下，器械175包括与以上关于器械130和132所论述的特征相类似的特征。在所示的实施例中，器械175是导管型装置。在这方面，器械175包括邻近器械的远侧部分的一个或多个传感器、换能器和/或其他监测元件，其被配置成获得关于该管的诊断信息。在所示的实施例中，器械175包括被配置成监测器械175被定位于其中的管腔内的压力的压力传感器。器械175通过连接177与接口176通信。在一些情况下，接口176是血液动力学监测系统或其他控制装置，例如Siemens AXIOM Sensis、MennenHorizon XVu和Philips Xper IM Physiomonitoring 5。在一个特定的实施例中，器械175是压力感测导管，其包括沿其长度延伸的流体柱。在这样的实施例中，接口176包括流体地联接至导管的流体柱的止血阀、流体地联接至止血阀的歧管以及视需要在部件之间延伸以流体地联接部件的管材。在这方面，导管的流体柱经由阀、歧管和管材与压力传感器流体连通。在一些情况下，压力传感器是接口176的一部分。在另外的情况下，压力传感器是被定位于器械175和接口176之间的单独部件。接口176经由连接178被通信地联接到计算装置172。

与器械152和计算装置172之间的连接相似，接口176以及连接177和178有利于器械175的一个或多个传感器、换能器和/或其他监测元件和计算装置172之间的通信。然而，该通信路径本质上是示例性的，且不应被视为以任何方式进行限制。在这方面，应理解的是，可以利用器械175与计算装置172之间的任何通信路径，包括物理连接(包括电、光和/或流体连接)、无线连接和/或其组合。在这方面，应理解的是，在一些情况下连接178是无线的。在一些情况下，连接178包括通过网络(例如，内联网、互联网、电信网络和/或其他网络)的通信链路。在这方面，应理解的是，在一些情况下，计算装置172被定位成远离正在使用器械175的操作区域。使连接178包括通过网络的连接可以有利于器械175与远程计算装置172之间的通信，而不管该计算装置是在相邻房间、相邻建筑物中还是在不同的州/国家中。此外，应理解的是，在一些情况下，器械175和计算装置172之间的通信路径是安全连接。更进一步，应理解的是，在一些情况下，在器械175和计算装置172之间的通信路径的一个或多个部分上通信的数据被加密。

计算装置172还与管腔外成像系统180通信，该管腔外成像系统获得身体管腔的管腔外图像。管腔外成像系统180通过通信链路184与计算装置172通信，该通信链路可以是无线的或有线的，如上文类似地描述的。在一些实施例中，管腔外成像系统180包括成像装置182和/或处理硬件和软件，以控制成像装置的操作和/或生成管腔外图像。管腔外成像系统180可以是脉管外成像系统，其获得血管的脉管外图像。在一些实施例中，计算装置172被包含在单个壳体内。单个壳体可包括与脉管内数据和脉管外成像相关的处理硬件和软件。在一些实施例中，计算装置172包括相互通信的多个壳体。一个壳体可包括与脉管内数据相关的处理硬件和软件。另一壳体可包括与脉管外成像相关的处理硬件和软件。在这种情况下，一处理系统可以与脉管内数据相关，而另一处理系统可以与脉管外成像相关。

计算装置172从脉管外成像系统180接收脉管外图像。脉管外成像装置182可以在被定位在患者的身体外部时获得身体管腔的图像。计算装置172可以从由脉管外成像装置182获得的数据中生成脉管外图像。例如，计算装置172可以接收和处理来自脉管外成像装置182的、代表脉管外图像中的解剖结构的电信号，并输出脉管外图像。在一些情况下，脉管外成像装置182和/或与脉管外成像装置182相关的处理系统生成脉管外图像，并将脉管外图像传输给计算装置172。脉管外成像装置的示例包括外部超声、x射线、血管造影、荧光透视、计算机断层扫描(CT)和/或磁共振成像(MRI)装置。血管造影或动脉造影成像技术被用来使血管和身体其他器官的管腔内部可视化，尤其关注动脉、静脉和心室。这在传统上是通过向血管内注入不透射线的造影剂并使用基于x射线的技术进行成像来进行的。血管造影是具有造影剂的管的图像，使得管的轮廓在x射线图像中可见。例如，血管造影术可以是任何合适的类型，包括数字减影血管造影术。荧光透视使用x射线来获得管内部的实时移动图像。在一些情况下，荧光透视是在不注射造影剂的情况下进行的。一种或多种这些技术允许介入放射科医生或心脏病医生看到管内部的狭窄部(堵塞或变窄)，其可能会抑制血液流动并导致疼痛。

应理解的是，在本公开的其他实施例中，系统150的一个或多个部件不被包括、被以不同的布置/顺序实施和/或被替代性的装置/机构所替代。例如，在一些情况下，系统150不包括接口170和/或接口176。在这种情况下，连接器168(或与器械152或器械175通信的其他类似的连接器)可插入与计算装置172相关联的端口。替代性地，器械152、175可与计算装置172无线通信。一般而言，器械152、175中的一个或两个与计算装置172之间的通信路径可不具有中间节点(即，直接连接)、在器械和计算装置之间具有一个中间节点或在器械和计算装置之间具有多个中间节点。

图4B是根据本公开的多个方面的超声成像系统500的图解性示意图。超声成像系统500可以是管腔内成像系统。在一些情况下，系统500可以是血管内超声(IVUS)成像系统。系统500可以包括管腔内成像装置502(例如导管、导丝或导引导管)、患者接口模块(PIM)504、处理系统或控制台506、管腔外成像系统503以及监视器508。管腔内成像装置502可以是超声成像装置。在一些情况下，装置502可以是IVUS成像装置，例如固态IVUS装置。

在高水平上，IVUS装置502从安装在导管装置502的远端附近的扫描器组件510中包括的换能器或换能器阵列524发射超声能量或超声信号。在一些实施例中，换能器或换能器阵列包括单个换能器元件。在另外的实施例中，换能器阵列包括多个换能器元件。超声能量被处于围绕扫描器组件510的介质中的组织结构(诸如管520或另一身体管腔)反射，并且超声回波信号由换能器阵列524接收。在这方面，装置502可以被设定尺寸、形状或以其他方式被配置成被定位在患者的身体管腔内。PIM 504将接收到的回波信号传送到控制台或计算机506，在那里超声图像(包括流动信息)被重建并显示在监视器508上。控制台或计算机506可包括处理器和存储器。计算机或计算装置506可以是能够操作的以利于本文描述的IVUS成像系统500的特征。例如，处理器可以执行存储在非暂时性有形计算机可读介质上的计算机可读指令。

PIM 504利于IVUS控制台506和IVUS装置502中包括的扫描器组件510之间的信号通信。该通信包括以下步骤：(1)向被包括在扫描器组件510中的集成电路控制器芯片提供命令，以选择特定的换能器阵列元件或声学元件来用于发射和接收，(2)向被包括在扫描器组件510中的集成电路控制器芯片提供发射触发信号，以激活发射器电路来生成用于激励选定的换能器阵列元件的电脉冲，和/或(3)经由被包括在扫描器组件510的集成电路控制器芯片上的放大器，接受从选定的换能器阵列元件接收的经放大的回波信号。在一些实施例中，PIM 504在将数据转送到控制台506之前执行回波数据的初步处理。在此类实施例的示例中，PIM 504执行数据的放大、过滤和/或聚合。在一实施例中，PIM 504还提供高压和低压DC电力以支持包括位于扫描器组件510内的电路的装置502的操作。

IVUS控制台506通过PIM 504从扫描器组件510接收回波数据并且处理该数据以重建位于围绕扫描器组件510的介质中的组织结构的图像。控制台506输出图像数据，使得管520的图像，例如管120的横截面图像，被显示在监视器508上。管520可以代表被流体填充或包围的结构，既包括自然的，也包括人造的。管520可以在患者体内。管520可以是血管，作为患者的脉管系统的动脉或静脉，包括心脏脉管系统、外周脉管系统、神经脉管系统、肾脉管系统和/或身体内部的任何其他合适的管腔。例如，装置502可被用于检查任何数量的解剖位置和组织类型，包括但不限于：器官，其包括肝脏、心脏、肾脏、胆囊、胰腺、肺；管道；肠；神经系统结构，其包括大脑、硬脑膜囊、脊髓和周围神经；尿路；以及心脏的血液、腔室或其他部分内的瓣膜，和/或身体的其他系统。除了自然结构之外，装置502还可被用于检查人造结构，例如但不限于心脏瓣膜、支架、分流器、过滤器和其他装置。

处理系统506还与管腔外成像系统503通信，该管腔外成像系统获得身体管腔的管腔外图像。管腔外成像系统503通过通信链路与处理系统506通信，该通信链路可以是无线的或有线的，如上文类似地描述的。在一些实施例中，管腔外成像系统503包括成像装置和/或处理硬件和软件，以控制成像装置的操作和/或生成管腔外图像。管腔外成像系统503可以是脉管外成像系统，其获得血管的脉管外图像。在一些实施例中，处理系统506被包含在单个壳体内。单个壳体可包括与脉管内数据和脉管外成像相关的处理硬件和软件。在一些实施例中，处理系统506包括相互通信的多个壳体。一个壳体可包括与脉管内数据相关的处理硬件和软件。另一壳体可包括与脉管外成像相关的处理硬件和软件。在这种情况下，一处理系统可以与脉管内数据有关，而另一处理系统可以与脉管外成像有关。

处理系统506接收来自脉管外成像系统503的脉管外图像。脉管外成像装置可以在被定位在患者的身体外部时获得身体管腔的图像。处理系统506可以从由脉管外成像装置获得的数据中生成脉管外图像。例如，处理系统506可以接收和处理来自脉管外成像装置的、代表脉管外图像中的解剖结构的电信号，并输出脉管外图像。在一些情况下，脉管外成像装置生成脉管外图像，并将脉管外图像传送到处理系统506。脉管外成像装置的示例包括外部超声、x射线、血管造影、荧光透视、计算机断层扫描(CT)和/或磁共振成像(MRI)装置。血管造影或动脉造影成像技术被用来使血管和身体其他器官的管腔内部可视化，尤其关注动脉、静脉和心室。这在传统上是通过向血管内注射不透射线的造影剂并使用基于x射线的技术进行成像来进行的。血管造影是具有造影剂的管的图像，使得管的轮廓在x射线图像中可见。例如，血管造影术可以是任何合适的类型，包括数字减影血管造影术。荧光透视使用x射线来获得管的内部的实时移动图像。在一些情况下，荧光透视是在不注射造影剂的情况下进行的。一种或多种这些技术允许介入放射科医生或心脏病医生看到该管内部的狭窄部(堵塞或变窄)，其可抑制血液流动并导致疼痛。

在一些实施例中，IVUS装置包括一些类似于传统固态IVUS导管的特征，例如可从Koninklijke Philips N.V.获得的

导管和美国专利No.7,846,101中公开的那些，该美国专利在此通过引用整体并入。例如，IVUS装置502包括在装置502的远端附近的扫描器组件510和沿着装置502的纵向主体延伸的传输线束512。传输线束或线缆512可包括多个导体，包括一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个或更多个导体。应当理解，任何合适规格的导线可用于导体。在一实施例中，线缆512可包括具有例如41美国线规(AWG)的导线的四导体传输线布置结构。在一实施例中，线缆512可以包括使用例如44AWG的导线的七导体传输线布置结构。在一些实施例中，可以使用43AWG的导线。

传输线束512在装置502的近端处端接在PIM连接器514中。PIM连接器514将传输线束512电联接到PIM 504并且将IVUS装置502物理地联接到PIM 504。在一实施例中，IVUS装置502还包括导丝退出端口516。因此，在一些情况下，IVUS装置是快速交换导管。导丝退出端口516允许将导丝518朝向远端插入以便引导装置502通过管520。

在一实施例中，处理系统506通过将来自IVUS装置502的回波信号处理成多普勒功率或速度信息来生成流动数据。处理系统506还可通过对经调节的回波信号应用包络检测和对数压缩来生成B模式数据。处理系统506还可以基于流动数据或B模式数据生成呈各种视图的图像，例如2D和/或3D视图。处理系统506还可以执行各种分析和/或评估。例如，处理系统506可以应用虚拟组织学(VH)技术，例如分析或评估管(例如，管520)内的斑块。可以生成图像以显示叠加在该管的横截面视图上的由斑块成分形成的重建的颜色编码组织图。

在一实施例中，处理系统506可以应用血流检测算法(例如，ChromaFlo)来确定血流的运动，例如，通过重复获取目标区域(例如，管520)的图像数据并根据图像数据确定血流的移动。血流检测算法的工作原理是从脉管组织测量的信号在每次获取之间都是相对静态的，而从血流测量的信号以与流速相对应的特征速率变化。因此，血流检测算法可以基于在重复获取之间从目标区域测量的信号的变化来确定血流的移动。为了重复获取图像数据，处理系统506可以控制装置502在相同孔径上发射重复脉冲。

虽然本公开描述了与使用脉管内导管或导丝的血管内超声(IVUS)成像有关的实施例，但应理解的是，本公开的一个或多个方面可以在任何合适的超声成像系统中实现，包括合成孔径超声成像系统、相控阵超声成像系统或任何其它基于阵列的超声成像系统。例如，本公开的各个方面可以在使用心内(ICE)超声心动图导管和/或经食道超声心动图(TEE)探头的管腔内超声成像系统，和/或使用被配置成用于在被定位成与患者的皮肤相邻和/或接触时成像的超声探头的外部超声成像系统中实现。在一些实施例中，超声成像装置可以是经胸超声心动图(TTE)成像装置。

超声成像装置的超声换能器阵列包括声学元件阵列，其被配置成发射超声能量并接收对应于发射的超声能量的回波。在一些情况下，该阵列可包括任意数量的超声换能器元件。例如，该阵列可包括在2个声学元件和100,000个声学元件之间的值，包括诸如2个声学元件、4个声学元件、声学元件、64个声学元件、128个声学元件、500个声学元件、812个声学元件、3,000个声学元件、10,000个声学元件、20,000个声学元件、50,000个声学元件、65,000个声学元件的值和/或更大或更小的其他值。在一些情况下，该阵列的换能器元件可以以任何合适的构造布置，例如线性阵列、平面阵列、弯弧阵列、曲线阵列、圆周阵列、环形阵列、相控阵列、矩阵阵列、一维(1D)阵列、1.x维阵列(例如，1.5D阵列)或二维(2D)阵列。换能器元件的阵列(例如，一行或多行、一列或多列、和/或一个或多个取向)可以被统一地或独立地控制和激活。该阵列可被配置成获得患者解剖结构的一维、二维和/或三维图像。

超声换能器元件可包括压电/压阻元件、压电式微机械超声换能器(PMUT)元件、电容式微机械超声换能器(CMUT)元件和/或任何其他合适类型的超声换能器元件。该阵列的超声换能器元件与电子电路通信(例如，电联接到)。例如，电子电路可包括一个或多个换能器控制逻辑芯片。电子电路可包括一个或多个集成电路(IC)，例如专用集成电路(ASIC)。在一些实施例中，一个或多个IC可包括微波束形成器(μBF)。在其他实施例中，一个或多个IC包括多路复用器电路(MUX)。

图5是根据本公开的实施例的处理器电路600的示意图。处理器电路600可以在图4A所示的计算装置172、接口170和176、管腔内装置152和/或管腔外成像系统175，或在图4B所示的处理系统506或管腔外成像系统506中实现。如图所示，处理器电路600可包括处理器602、存储器604和通信模块608。这些元件可以彼此直接通信或例如通过一个或多个总线彼此间接通信。

处理器602可包括被配置成执行本文描述的操作的中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、ASIC、控制器、FPGA、另一硬件装置、固件装置或其任何组合。处理器602还可被实现为计算装置的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器或任何其他此类配置。

存储器604可包括高速缓冲存储器(例如，处理器602的高速缓冲存储器)、随机存取存储器(RAM)、磁阻式RAM(MRAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、固态存储装置、硬盘驱动器、其他形式的易失性和非易失性存储器或不同类型存储器的组合。在一实施例中，存储器604包括非暂时性计算机可读介质。存储器604可以存储指令606。指令606可包括当由处理器602执行时致使处理器602执行本文中参考图4A中所示的计算装置172、管腔外成像系统180和/或管腔内装置152或图4B的处理系统506、管腔内装置502或管腔外成像系统503描述的操作的指令。指令606也可被称为代码。术语“指令”和“代码”应广义解释为包括任何类型的计算机可读语句。例如，术语“指令”和“代码”可以指一个或多个程序、例程、子例程、函数、过程等。“指令”和“代码”可包括单个计算机可读语句或许多计算机可读语句。

通信模块608可包括任何电子电路和/或逻辑电路，以促进处理器电路600和计算装置172、管腔内装置152或处理系统506、成像装置502和/或监视器508之间的数据的直接通信或间接通信。在这方面，通信模块608可以是输入/输出(I/O)装置。在一些情况下，通信模块608促进处理器电路600的各种元件和/或图4A和图4B中所示的系统的部件之间的直接通信或间接通信。

图6是根据本公开的实施例的用于控制管腔内数据的获取的方法的流程图。决策方法700包括示例性的步骤，这些步骤可通过使数据获取过程的一部分自动化来简化表征实验室的工作流程。在一些实施例中，方法700的步骤可由图3、图4A和图4B中解释的器械的一个或多个部件和/或图5中所示的处理器电路600来执行。应理解的是，方法700的步骤可以按照与图6所示不同的顺序来执行，可以在该步骤之前、期间和之后提供附加的步骤，和/或所述的一些步骤在其他实施例中可以被替换或取消。步骤702，处理器电路接收脉管外图像数据(如血管造影图像数据)，其代表患者的脉管系统。在一些实施例中，处理器电路可以从脉管外成像装置(如x射线成像装置、计算机断层扫描(CT)装置或任何其他合适的成像装置)接收脉管外图像数据。例如，脉管外图像数据可包括一个或多个血管造影图像帧，其中造影剂已被引入患者的脉管系统内。在一些实施例中，处理器电路接收在相应的多个时间获得的多个脉管外图像帧。例如，多个脉管外图像帧可代表在患者的因心跳、呼吸等引起的周期性运动期间的不同时间的脉管系统。因此，处理器电路可基于图像帧的各种参数(包括对比度、强度、对比剂的量等)，识别或指定其中的一个图像帧为路线图图像。此外，处理器电路可以在患者的周期性运动(如心跳、呼吸)期间为多个不同的时间点识别或指定路线图。在一些实施例中，一旦已经指定了路线图图像，处理器电路对路线图图像进行图像处理，以识别图像中的管。例如，处理器电路可被配置成执行分割、QCA或任何其他合适的图像处理技术，以识别路线图图像中的脉管形状和路径。

在步骤704处，处理器电路识别管的关注区域(ROI)。在一些实施例中，处理器电路基于从用户输入装置接收到的输入来识别或指定ROI。例如，用户可以使用鼠标、轨迹球、触控板、键盘或任何合适的外围接口装置来选择脉管系统的区域。在一些实施例中，用户接口装置包括触摸屏显示器，且用户通过触摸屏幕上的位置或区域来输入以选择关注区域。在一些实施例中，用户输入识别出管上的近侧点和远侧点，而处理器电路识别出在近侧点和远侧点之间的管的长度作为ROI。在一些实施例中，用户在触摸屏显示器上跟踪管的长度以识别ROI。此外，应理解的是，处理器电路可被配置成接收对应于多个ROI的多个输入。例如，第一ROI可以由与管的第一位置相关的第一用户输入来识别，而第二ROI可以由与管的第二位置相关的第二用户输入来识别。在一些实施例中，第一ROI和第二ROI可以对应于脉管系统的不同的管或分支。

在其他实施例中，处理器电路被配置成自动地识别一个或多个ROI。例如，基于图像处理(例如，分割、QCA)，处理器电路可识别由于病变或狭窄部而处于较高风险的管。在一些实施例中，处理器电路可以评估在多个位置处的管直径或横截面积，以识别出管的可能包括狭窄部或病变的变窄区域。然后，处理器电路可指定与识别出的狭窄部相对应的一个或多个ROI。例如，处理器电路可以将ROI指定为该管的包括狭窄部的长度。

步骤706，将脉管内数据获取装置插入患者的脉管系统中。脉管内数据获取装置可被配置成获取该管的一种或多种类型的数据，例如压力数据、流量数据、温度数据和/或图像数据。例如，脉管内数据获取装置可包括压力感测导丝、压力感测导管、流量感测导丝、流量感测导管、温度传感器、IVUS成像导管、OCT成像导管、FLIVUS成像装置或任何其他合适的装置类型中的一种或多种。该装置可包括传感器，其与被配置成被定位于患者的脉管系统内的柔性细长构件的远端相联。在这方面，该装置可包括图4A中所示的一个或多个装置，例如，包括器械175和/或器械152。

该装置可以在脉管外成像(例如，外部超声、荧光透视成像、血管造影或任何其他合适的脉管外成像模态)下被插入。例如，处理器电路可被配置成从脉管内数据获取装置接收该管的第二脉管外成像数据。然后，处理器电路可以将第二脉管外成像数据(例如，荧光透视图像数据)配准到路线图上，以便为脉管内数据获取操作提供基于图像的指导。在一些实施例中，脉管内数据获取装置包括一个或多个标记，这些标记在第二脉管外图像数据中是可见的。在一些实施例中，处理器电路被配置成向医师提供屏幕显示，该屏幕显示包括路线图图像和脉管内数据获取装置在该管中的位置的指示标志。在一些实施例中，屏幕显示包括在路线图图像上叠加当前的荧光透视图像。屏幕显示可以连续地更新，使得脉管内数据获取装置的标记的当前或实时位置被显示在路线图图像中的相应位置处。在一些实施例中，处理器电路被配置成基于第二脉管外图像数据生成脉管内成像装置的图形化表示。然后，处理器电路可以生成屏幕显示，以包括被定位在路线图图像上的相应位置处的图形化表示。在一些实施例中，屏幕显示包括在步骤704中识别的关注区域的附加的图形化表示。

在步骤708处，启动回拉操作。在一些实施例中，回拉是由医师手动执行的。例如，医师可以在近侧方向手动回缩或拉动脉管内数据获取装置。在一些实施例中，回拉由医师启动，但由机械致动器(如电动马达)自动控制。在回拉操作期间，处理器电路可以使用第二脉管外图像数据跟踪管腔内装置在脉管系统内的位置。例如，脉管内数据获取装置的位置可以使用配准的荧光透视图像数据进行跟踪。

在步骤710中，处理器电路基于脉管内数据获取装置的跟踪位置来确定该装置是否已进入ROI。在一些实施例中，步骤710包括关于路线图，比较该装置相对于ROI的位置。在一些实施例中，跟踪该装置的位置包括将该装置的当前位置映射到管节段的位置。例如，在一些实施例中，使用管分割技术来确定该管的中心线，并将该装置的当前位置映射到中心线上的最近点。如果该装置已进入该ROI，则处理器电路在步骤712中自动开始接收脉管内数据。在一些实施例中，步骤712包括致使脉管内数据获取装置开始获取脉管内数据，如压力数据、流量数据、IVUS数据、OCT数据或任何其他合适类型的脉管内数据。在一些实施例中，脉管内数据获取装置已经在获取数据，且处理器电路响应于确定该装置已进入该ROI而将数据存储到存储器中。在一些实施例中，在脉管内装置进入该ROI之前，脉管内数据正在被获取并保存到存储器中，且处理器电路被配置成生成时间戳，该时间戳指示脉管内数据获取设备何时进入该ROI。然后，该时间戳可被用于识别对应于该ROI的脉管内数据，并排除不对应于该ROI的脉管内数据。再次参考步骤710，如果处理器反而确定脉管内数据获取装置没有进入该ROI，则以循环方式重复步骤710，同时继续回拉，直到处理器电路确定该装置已进入该ROI。

在步骤714中，处理器电路确定脉管内数据获取装置是否已离开该ROI。在一些实施例中，处理器电路可以以被用于确定该装置是否已进入该ROI的类似方式确定该装置是否已离开该ROI。如果该装置已离开该ROI，则处理器电路在步骤716中自动停止接收脉管内数据。在一些实施例中，步骤716包括响应于确定该装置已离开该ROI而使数据停止被存储到存储器中。在一些实施例中，步骤716包括生成指示脉管内数据获取装置何时离开ROI的时间戳。然后，该时间戳可与该装置进入该ROI时生成的较早的时间戳一起使用，以确定与该ROI对应的脉管内数据，并排除与该ROI不对应的脉管内数据。再次参考步骤714，如果处理器反而确定脉管内数据获取装置没有离开该ROI，则以循环方式重复步骤714，同时继续回拉，直到处理器电路确定该装置已离开该ROI。

在步骤718中，处理器电路确定是否已经针对所有确定的ROI获取了脉管内数据。如上所述，在一些实施例中，处理器电路识别出对应于同一管的不同节段和/或不同管的节段的多个ROI。在其中在单个管或管分支上识别出多个ROI的一示例性实施例中，一旦处理器电路确定脉管内数据获取装置已经获得了一个ROI的数据并离开了该ROI，则处理器电路就可以确定是否还有其他尚未被检查的ROI。如果所有的ROI都已经被检查过了，则在步骤722中终止管腔内数据获取操作。另一方面，如果处理器电路确定该管上还有其他尚未被检查的ROI，则处理器电路继续回拉操作并重复方法700的从步骤710开始的部分。

图7是例示说明用于控制脉管内数据获取的方法800的流程图。应理解的是，方法800可以使用上述的一个或多个装置和/或系统来执行，包括系统150、132和/或处理器电路600。

在步骤802中，处理器电路接收血管的第一外部图像数据，例如由脉管外成像装置(例如，图4A的(175))生成的脉管外图像。在一些实施例中，第一外部图像数据包括一个或多个血管造影图像。在一些实施例中，第一外部图像数据包括管的2D图像数据和/或3D图像数据。第一外部图像数据可以由各种外部成像装置或系统(包括血管造影装置、计算机断层扫描(CT)装置、x射线成像装置、超声成像装置或任何其他合适的成像装置或系统)获得。

在步骤804处，处理器电路使用第一外部图像数据生成该管的路线图。在一些实施例中，生成路线图包括从第一外部图像数据中选择图像或图像帧。例如，第一外部图像数据可包括当造影剂被引入管内时获得的该管的脉管外血管造影图像。因此，生成路线图可包括从血管造影图像数据中选择图像，其中该管的至少一部分通过造影剂来显示。在一些实施例中，处理器电路基于所看到的造影剂的量、图像的亮度值、对比度值或使用图像处理得出的其他数值来选择路线图图像。例如，在一些实施例中，选择路线图图像包括得出多个血管造影图像的管性值(vesselness value)。例如，处理器电路可被配置成对多个外部图像帧进行分割，以确定哪些图像帧包括足够数量的血管。在一些实施例中，通过识别显示出最大数量的管或管分支的外部图像来选择路线图。处理器电路可以采用一种或多种图像处理技术(包括Hessian过滤器、Frangi过滤器、分割、QCA等)来识别路线图图像。此外，在一些实施例中，一旦选择了路线图图像，生成路线图可还包括识别该图像中的管和/或管分支。例如，生成路线图可包括识别和/或指定管边界和/或中心线。管边界和/或中心线可使用例如Hessian过滤器、Frangi过滤器、分割、QCA等来识别。与生成路线图有关的另外的描述和细节可以在2017年9月26日授权的美国专利第9,770,172号和2015年8月4日授权的美国专利第9,095,308号中找到，其全部内容通过引用而并入。

在步骤806中，处理器电路在路线图上识别或指定该管的关注区域(ROI)。在一些实施例中，ROI可以是管分支或管的与管壁的狭窄部、病变或塌陷有关的一定长度。在一些实施例中，ROI可以由用户通过用户接口装置手动地选择。例如，用户可以在看路线图图像时，使用鼠标、轨迹球、触控板、键盘、触摸屏显示器或其他用户接口装置来选择ROI。在一些实施例中，识别ROI包括接收与ROI的近侧点和/或远侧点相关的一个或多个用户输入。例如，在一些实施例中，用户可以通过选择路线图图像中的管上的第一点和第二点来指定或识别ROI，使得ROI是该管的位于第一点和第二点之间的长度。在一些实施例中，用户输入可包括选择路线图图像中的管上的单个点，使得ROI被识别为该管的包括该选定点的长度。在一些实施例中，用户输入指示图像的区域，且处理器电路将该管的在被指示的区域附近的长度指定为ROI。在一些实施例中，用户输入指示该管的待被指定为ROI的长度。例如，用户可使用鼠标、轨迹球、触控板或任何其他合适的用户接口装置来跟踪该管的长度。

在另外的实施例中，处理器电路被配置成通过对路线图图像进行图像处理来自动识别或指定ROI。例如，处理器电路可被配置成执行路线图的管分割，以识别该管的变窄区域或部分。例如，在一些实施例中，处理器电路可基于识别出管的变窄来识别一个或多个ROI。例如，处理器电路可确定直径变化与该管的长度的比率是否超过阈值。此外，在一些实施例中，处理器电路被配置成识别一个以上的ROI。多个ROI可基于用户的输入被单独地识别，或者由处理器电路自动地识别。在一些实施例中，处理器电路被配置成将一个或多个ROI的图形化表示输出到与处理器电路通信的显示装置。在这方面，图8示出了管902的路线图图像900，其中有叠加在管902的相应区域上与不同ROI相关的图形标志904、906。在一些实施例中，处理器电路生成并输出图形标志904、906，使其被定位于该管的中心线上。在一些实施例中，处理器电路生成并输出标志904、906，使其填充该管的相应区域的管腔区域。图9示出了管分支1002的路线图图像1000，其中有叠加在管分支1004上的与一个ROI相关的图形标志1004。在这种情况下，该ROI包括该管1002的连续和相对较长的节段。在图8和图9所示的实施例中，标志904、906和1004包括实线。然而，应理解的是，也可以使用其他类型的标志。例如，标志904、906、1004可包括虚线、点线、形状、图案、数字、文字、颜色、高光和/或其组合。

在步骤808中，处理器电路接收代表位于该管内的脉管内数据获取装置的第二外部图像数据。例如，第二外部图像数据可包括该管和被定位在该管内的脉管内数据获取装置的荧光透视图像数据。在一些实施例中，第二外部图像数据和第一外部图像数据由同一外部成像装置(如x射线成像装置或超声成像装置)获得。例如，在一些实施例中，第一外部图像数据包括由x射线成像装置获得的管的血管造影图像数据，而造影剂存在于脉管系统内。因此，第二外部图像数据可包括在造影剂已经从被成像的脉管系统中移除后由同一x射线成像装置获得的荧光透视图像。在其他实施例中，第一外部图像数据和第二外部图像数据是由不同的成像装置获得的。

在步骤810中，处理器电路基于第二外部图像数据确定脉管内数据获取装置是否已进入该ROI。在一些实施例中，步骤810还包括配准、转换或以其他方式修改第二外部图像数据以在空间上匹配路线图。在一些实施例中，多个路线图图像被识别或指定，并对应于患者的生理周期(如心跳或呼吸)中的不同时间。因此，第二外部图像数据可以是门控的，使得第二外部图像数据中的每个图像或图像帧与在生理周期的相同点获得的路线图图像相匹配。步骤810可涉及对第二外部图像数据进行一个或多个图像转换，包括扭曲、拉伸、压缩、旋转、放大和/或任何其他合适的图像转换，使得第二外部图像数据中的脉管系统结构与路线图中的脉管系统结构重叠。

处理器电路跟踪脉管内数据获取装置在第二外部图像数据中的位置，以确定脉管内数据获取装置是否已进入该ROI。在这方面，处理器可被配置成将脉管内数据获取装置在第二外部图像数据中的跟踪位置与路线图配准。关于脉管外图像和/或脉管内数据的配准的进一步细节和示例可以在2011年4月19日授权的美国专利第7,930,014号、2012年10月30日授权的美国专利第8,298,147号和2014年3月12日提交的美国专利申请公开第2014/0276085号中找到，其全部内容通过引用而并入。

跟踪脉管内数据获取装置的位置可包括在第二外部图像数据中识别该装置的一个或多个标记。例如，在一些实施例中，脉管内数据获取装置包括一个或多个不透射线标记，这些标记出现在第二外部图像数据的荧光透视图像中。通过对第二外部图像数据进行图像处理，处理器电路识别该标记以确定数据获取装置的位置。基于识别出标记，处理器电路确定在该管内的脉管内数据获取装置关于路线图的位置。在一些实施例中，处理器电路确定该装置的位置，使得该装置的位置被映射到路线图图像中的管路径。然后，处理器电路基于脉管内数据获取装置的确定位置，来确定该装置是否已进入关注区域。在一些实施例中，确定该装置是否已进入ROI包括将该装置关于路线图的确定位置与ROI的位置进行比较。例如，处理器电路可使用坐标系(例如，笛卡尔坐标系)，其中坐标值对应于路线图上的位置。处理器电路可以将该装置的确定位置的坐标值与和ROI相关的坐标值范围进行比较。如果该装置的确定位置对应于该ROI的位置，则处理器电路可确定该装置已进入该ROI。

在一些实施例中，步骤812包括自动地指示或控制脉管内数据获取装置开始获得脉管内数据。脉管内数据获取装置可以在回拉操作中获得脉管内数据，在回拉操作中脉管内数据获取装置被回拉穿过该管的节段。在一些实施例中，步骤812包括在脉管内数据获取装置已经在获得脉管内数据时启动对脉管内数据的接收。在一些实施例中，步骤812包括生成待分配给脉管内数据的时间戳，以指示哪些脉管内数据是代表该ROI的，哪些脉管内数据不是代表该ROI的。由脉管内数据获取装置获得的脉管内数据可由处理器电路配准到路线图上。因此，脉管内数据的每一部分或每一点都与该管关于路线图的相应位置相关联。

如上所述，在一些实施例中，处理器电路被进一步配置成确定脉管内数据获取装置是否已离开该ROI。在一些方面中，处理器电路可以以被用于确定该装置是否进入该ROI的类似方式来确定该装置是否已离开该ROI。因此，处理器电路可继续跟踪脉管内数据获取装置的位置，并将该装置的跟踪位置与该ROI进行比较。一旦该装置的位置被确定为在与该ROI相关的位置范围之外，处理器电路就确定该装置已离开该ROI。因此，处理器电路可以停止从该装置接收脉管内数据。在一些实施例中，停止接收脉管内数据包括停止向该装置的传感器供电，或向该装置发送命令信号以停止获得数据。在一些实施例中，停止接收脉管内数据包括发送命令信号，以停止将脉管内数据存储到存储器中。在一些实施例中，停止接收脉管内数据包括当该装置离开该ROI时生成时间戳。

在步骤814中，处理器电路生成该管的ROI的脉管内数据的图形化表示并将其输出到与处理器电路通信的显示器。在一些实施例中，脉管内数据包括压力数据、流量数据、脉管内图像数据、温度数据或任何其他合适类型的数据中的一种或多种。在这方面，图形化表示可包括文本、数字、图表或脉管内数据的任何其他合适的表示。例如，在一些实施例中，脉管内数据包括压力数据，并且处理器电路被配置成计算与该ROI相关的压力比或功能指标。在一些实施例中，处理器电路被配置成计算在该ROI上的多个位置处的多个压力比或功能指标。在一些实施例中，功能指标包括FFR、iFR或任何其他合适的功能指标或压力比。在其他实施例中，脉管内数据包括IVUS数据或OCT数据。处理器可被配置成向显示器输出该管的一个或多个横截面图像。此外，横截面图像可以通过处理器电路被配准到路线图，使得用户可以通过选择路线图上ROI内的具体位置或点来使处理器电路更新所显示的脉管内图像。

通过使数据获取的一部分自动化和基于管腔内数据获取装置的跟踪位置来控制由管腔内数据获取装置实现的管腔内数据获取的能力，本申请有利地解决了简化工作流程的问题。假设系统之间存在命令和通信协议，则自动化也可以跨越用于管评估的各种系统。甚至，考虑到基于血管造影数据的准确的自动管分割方法，可以实现进一步的工作流程自动化。这样的算法可被用来识别管中的关注节段(与用户必须识别关注的节段相反)。然后，脉管内数据获取的自动化将基于这些关注的节段。

本领域技术人员将认识到，上述设备、系统和方法可以各种方式进行修改。因此，本领域普通技术人员将理解，本公开所涵盖的实施例并不限于上述特定的示例性实施例。在这方面，尽管已经示出和描述了示例性实施例，但是在前述公开中设想到各种修改、变化和替换。应理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对前述内容进行这类变化。因此，以与本公开一致的方式宽泛地解释所附权利要求是适当的。

Claims (20)

1.一种用于控制脉管内数据获取的系统，包括：

处理器电路，其被配置成：

使用管的第一脉管外图像数据生成所述管的路线图；

在所述管的所述路线图上识别所述管的关注区域；

接收代表被定位在所述管内的脉管内数据获取装置的第二脉管外图像数据；

基于所述第二脉管外图像数据，确定所述脉管内数据获取装置是否已进入所述关注区域；以及

响应于确定所述脉管内数据获取装置已进入所述关注区域，控制所述脉管内数据获取装置以获得所述关注区域的脉管内数据；以及

向与所述处理器电路通信的显示装置输出所述关注区域的所述脉管内数据的第一图形化表示。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器电路被配置成：

使用所述第二脉管外图像数据，识别所述脉管内数据获取装置的不透射线标记；

基于识别出所述不透射线标记，确定所述脉管内数据获取装置关于所述管的所述路线图的位置；和

基于确定的所述位置，确定所述脉管内数据获取装置是否已进入所述关注区域。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器电路被配置成向所述显示装置输出屏幕显示，所述屏幕显示包括：

所述路线图；

所述关注区域的所述脉管内数据的所述第一图形化表示；

在所述路线图上的所述关注区域的第二图形化表示；以及

所述脉管内数据获取装置的位置的第三图形化表示。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器电路被进一步配置成：

从用户接口装置接收指示所述路线图上的区域的用户输入；以及

基于所述用户输入，识别所述管的所述关注区域。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述用户输入指示在所述路线图上的所述管的一定长度。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一脉管外图像数据包括血管造影数据，且所述处理器电路被进一步配置成：

基于对所述血管造影数据的图像处理，确定所述关注区域。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述脉管内数据包括压力数据或流量数据中的至少一种，且所述处理器电路被进一步配置成：

基于所述压力数据或所述流量数据中的所述至少一种，计算在所述关注区域处的所述管的功能指标。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述功能指标包括血流储备分数(FFR)或瞬时无波比(iFR)中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述脉管内数据包括脉管内图像数据。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器电路被进一步被配置成：

基于所述第二脉管外图像数据，确定所述脉管内数据获取装置是否已离开所述关注区域；并且

响应于确定所述脉管内数据获取装置已离开所述关注区域，停止从所述脉管内数据获取装置接收所述管的所述关注区域的所述脉管内数据。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统还包括所述脉管内数据获取装置，其中所述脉管内数据获取装置包括具有近侧部分和远侧部分的柔性细长构件，以及被联接到所述远侧部分的感测部件，其中所述远侧部分和所述感测部件被配置成被定位在所述管内。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器电路被进一步配置成：

在所述管的所述路线图上识别所述管的另一关注区域；

基于所述第二脉管外图像数据，确定所述脉管内数据获取装置是否已进入所述另一关注区域；以及

响应于确定所述脉管内数据获取装置已进入所述另一关注区域，控制所述脉管内数据获取装置以获得所述另一关注区域的脉管内数据；以及

向与所述处理器电路通信的显示装置输出所述另一关注区域的所述脉管内数据的第四图形化表示。

13.一种方法，包括：

使用管的第一脉管外图像数据，生成所述管的路线图；

在所述管的所述路线图上识别所述管的关注区域；

接收代表被定位在所述管内的脉管内数据获取装置的第二脉管外图像数据；

基于所述第二脉管外图像数据，确定所述脉管内数据获取装置是否已进入所述关注区域；以及

响应于确定所述脉管内数据获取装置已进入所述关注区域，从所述脉管内数据获取装置接收所述管的所述关注区域的脉管内数据。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述方法还包括：

使用所述第二脉管外图像数据，识别所述脉管内数据获取装置的不透射线标记；

确定所述脉管内数据获取装置关于所述管的所述路线图的位置；和

基于确定的所述位置，确定所述脉管内数据获取装置是否已进入所述关注区域。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述方法还包括向显示装置输出屏幕显示，所述屏幕显示包括：

所述路线图；

在所述路线图上的所述关注区域的图形化表示；以及

所述脉管内数据获取装置的位置的第二图形化表示。

16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述方法还包括：

从用户接口装置接收用户输入，所述用户输入指示所述路线图上的区域；以及

基于所述用户输入，识别所述管的所述关注区域。

17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一脉管外图像数据包括血管造影数据，且识别所述关注区域包括基于对所述血管造影数据的图像处理来识别所述关注区域。

18.根据权利要求13所述的方法，其中，所述脉管内数据包括压力数据或流量数据中的至少一种，并且所述方法还包括：

基于所述压力数据或所述流量数据中的所述至少一种，计算在所述关注区域处的所述管的功能指标。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述该功能指标包括血流储备分数(FFR)或瞬时无波比(iFR)中的至少一种。

20.根据权利要求13所述的方法，其中，所述方法还包括：

基于所述第二脉管外图像数据，确定所述脉管内数据获取装置是否已进入所述关注区域；以及

响应于确定所述脉管内数据获取装置已离开所述关注区域，停止从所述脉管内数据获取装置接收所述管的所述关注区域的脉管内数据。

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