CN117295467A - 来自先前的管腔外成像、管腔内数据和共配准的管腔内治疗指导 - Google Patents

来自先前的管腔外成像、管腔内数据和共配准的管腔内治疗指导 Download PDF

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Abstract

一种共配准系统，包括显示与沿血管的位置相对应的一个或多个血管内图像以及相应X射线图像中的相关书签的处理器电路。处理器电路从X射线成像设备接收X射线图像，同时血管内导管移动通过血管。处理器电路从导管接收表示血管的血管内数据。处理器电路将血管内数据与从X射线成像设备接收到的X射线图像共配准。在成像阶段期间，处理器电路基于共配准数据生成并显示沿血管的书签。在之后的治疗阶段期间，这些书签也会显示在不同的X射线图像中，一起显示的还有与沿着治疗设备定位在其中的血管的位置相对应的一个或多个血管内图像。

Description

来自先前的管腔外成像、管腔内数据和共配准的管腔内治疗 指导
技术领域
本公开总体涉及在管腔内治疗期间使用来自具有管腔外(例如X射线)成像、管腔内数据(例如血管内超声或IVUS成像)以及管腔外成像和管腔内数据之间的共配准的较早手术阶段的数据来提供治疗指导。例如，在先前的血管内过程期间生成并存储X射线图像上的标记和共配准(co-registered)的IVUS图像，然后在血管内治疗过程期间调用并显示在同时的(contemporaneous)X射线图像上。
背景技术
医生使用许多不同的医疗诊断系统和工具来监测患者的健康状况并诊断和治疗医疗状况。不同模式的医疗诊断系统可为医生提供与患者体内的内部结构相关的不同图像、模型和/或数据。这些模式包括侵入性设备和系统(例如血管内系统)以及非侵入性设备和系统(例如体外超声系统或X射线系统)。使用多种诊断系统来检查患者的解剖结构，可为医生提供对患者状况的更深入了解。
在血管内成像和生理学测量领域，将来自侵入性设备(如血管内超声(IVUS)设备)的数据与非侵入性地(如通过X射线血管造影术和/或X射线静脉造影术)收集的图像共配准是用于改善血管导管手术的效率和准确性的强大的技术。通过将数据映射到血管的X射线图像上，共配准识别出沿血管的血管内数据测量的位置。然后，医生就可以在血管造影或静脉造影图像上看到沿血管进行测量的确切位置，而不是估计位置。
导管室手术可包括成像和治疗。在成像期间，医生识别血管的需要治疗的区域。医生可识别应部署治疗设备或进行手术以治疗血管的任何生理状况的沿血管的位置。对于外周静脉(或动脉)手术，医生可在成像期间标记这些位置。从成像到治疗通常很难转移标记。医生可能被要求在成像期间利用油性笔在显示器屏幕上做物理标记，以保留用于治疗的标记。然而，这种方法既费时又容易出错。对于其他手术(如冠状动脉造影手术)，由于血管运动，利用油性笔在显示器屏幕上做物理标记可能不是可行的方法。在大多数手术中，成像阶段期间使用的任何血管内成像设备通常都会在治疗前移除，这导致医生在治疗期间不具有血管的血管内视野。
发明内容
本公开的实施例是用于在导管室手术的成像阶段期间生成和存储标记并将这些创建的标记转移到导管室手术的治疗阶段的系统、设备和方法。此外，IVUS图像在成像阶段期间生成并共配准、存储，然后在治疗阶段期间被检索并显示。这有利地在治疗阶段期间为医生提供了附加的指导。医生能够确切地知道治疗设备(如支架)被相对于成像期间识别的目标位置定位，这有助于医生将治疗设备尽可能地靠近所期望的目标位置放置。医生还能看到治疗设备相对于其他先前标记的位置(如闭塞或病变区域或周围结构)的位置。医生还能快速查看沿正在被治疗的血管的任何位置的IVUS图像(包括治疗设备的当前位置的IVUS图像)。这在治疗期间提供了血管内图像指导，即使在治疗期间没有IVUS成像导管出现且治疗设备也不具有IVUS成像。
在一个方面，成像系统可在成像阶段期间向医生显示具有共配准的血管内超声(IVUS)图像的X射线图像。系统允许医生在显示的X射线图像中创建标记。医生可选择以标记沿血管的闭塞区域、病变区域或用于诸如支架的治疗设备的着陆区。然后，系统会保存标记及其与X射线图像中显示的导丝或X射线图像本身的相对位置。在随后的治疗阶段期间，在治疗设备插入血管并定位在血管中时，该系统将相同的标记叠加在显示治疗设备的同时的X射线图像中的相同血管上。
在另一方面，在治疗阶段期间，医生看到来自较早成像阶段的一个或多个IVUS图像。例如，该一个或多个图像可包括在治疗设备的远端的位置的IVUS图像和在治疗设备的近端的位置的IVUS图像。当治疗设备移动通过血管时，这些IVUS图像可以持续实时更新，以显示治疗设备的当前位置处的先前获取的IVUS图像。
在另一方面，在治疗阶段期间，医生可在X射线图像中沿定位在血管中的导丝选择位置，以查看在所选位置处的IVUS图像。在这方面，在成像和治疗二者期间，导丝可以以血管内的相同位置和取向定位在血管内。例如，在成像和治疗期间，IVUS成像导管和治疗导管可分别沿导丝移动。在成像阶段期间的IVUS图像可共配准到沿导丝的位置。当治疗设备定位在血管中时，医生可能希望验证血管的具体区域的血管内结构。医生可在同时的X射线图像中选择沿导丝的该区域，以查看在该位置处的先前获取的IVUS图像，来确保治疗设备被正确定位。
在一个示例性方面，提供了一种系统。该系统包括被配置为用于与管腔外成像设备、存储器以及显示器通信的处理器，其中该处理器被配置为：从存储器中检索与由管腔外成像设备在管腔内成像过程期间随着管腔内成像导管在身体管腔内沿导丝的移动而获得的第一管腔外图像中的第一位置相关联的标记，其中第一管腔外图像是在患者的身体管腔内没有造影剂的情况下获得的，其中第一管腔外图像示出导丝和管腔内成像导管的不透射线部分；接收由管腔外成像设备在管腔内治疗过程期间随着管腔内治疗设备在身体管腔内沿导丝的移动而获得的多个第二管腔外图像，其中多个第二管腔外图像是在身体管腔内没有造影剂的情况下获得的，其中多个第二管腔外图像示出导丝和管腔内治疗设备的不透射线部分；识别多个第二管腔外图像中的与第一管腔外图像中的第一位置相对应的第二位置；生成屏幕显示，该屏幕显示包括多个第二管腔外图像；以及位于多个第二管腔外图像中的第二位置处的标记；以及将屏幕显示输出到显示器。
在一个方面，标记表示标有书签的IVUS图像、治疗区域或解剖特征中的至少一个。在一个方面，标记是用户生成的。在一个方面，标记是由用户绘制的形状。在一个方面，标记由处理器电路自动生成。在一个方面，在管腔内成像过程和血管内治疗过程期间，患者、导丝和X射线成像设备处于相同的布置结构中。在一个方面，第一位置和第二位置表示患者的相同位置。
在一个示例性方面，提供了一种系统。该系统包括被配置为用于与X射线成像设备、存储器以及显示器通信的处理器，其中处理器被配置为：从存储器中检索与由X射线成像设备在血管内超声(IVUS)成像过程期间随着IVUS成像导管在患者的血管内沿导丝的移动而获得的第一X射线图像中的第一位置相关联的标记，其中第一X射线图像是在血管内没有造影剂的情况下获得的，其中第一X射线图像示出导丝和IVUS成像导管的不透射线部分，其中标记表示标有书签的IVUS图像、治疗区域或解剖特征中的至少一个；接收由X射线成像设备在血管内治疗过程期间随着血管内治疗设备在血管内沿导丝的移动而获得的多个第二X射线图像，其中多个第二X射线图像是在血管内没有造影剂的情况下获得的，其中多个第二X射线图像示出导丝和血管内治疗设备的不透射线部分，其中在IVUS成像过程和血管内治疗过程中患者、导丝和X射线成像设备处于相同的布置结构中；识别多个第二X射线图像中的与第一X射线图像中的第一位置相对应的第二位置，使得第一位置和第二位置表示患者的相同位置；生成屏幕显示，该屏幕显示包括多个第二X射线图像；以及位于多个第二X射线图像中的第二位置处的标记；以及将屏幕显示输出到显示器。
在一个示例性方面，提供了一种系统。该系统包括被配置为用于与管腔外成像设备、存储器以及显示器通信的处理器，其中处理器被配置为：接收由管腔外成像设备在管腔内治疗过程期间随着管腔内治疗设备在患者的身体管腔内沿导丝的移动而获得的多个第一管腔外图像，其中多个第一管腔外图像是在身体管腔内没有造影剂的情况下获得的，其中多个第一管腔外图像示出导丝和管腔内治疗设备的不透射线部分；识别多个第一管腔外图像中的至少一个中的沿导丝的第一位置；识别第二管腔外图像中的与多个第一管腔外图像中的至少一个中的沿导丝的第一位置相对应的沿导丝的第二位置，使得第一位置和第二位置表示患者的相同位置，其中第二管腔外图像是由管腔外成像设备在管腔内成像过程期间随着管腔内成像导管在身体管腔内沿导丝的移动而获得的，其中第二管腔外图像是在身体管腔内没有造影剂的情况下获得的，其中第二管腔外图像示出导丝和管腔内成像导管的不透射线部分；从存储器中检索在管腔内成像导管的移动期间获得的并与第二管腔外图像中的沿导丝的第二位置共配准的管腔内图像；生成屏幕显示，该屏幕显示包括多个第一管腔外图像中的至少一个；以及管腔内图像；以及将屏幕显示输出到显示器。
在一个方面，为了识别沿导丝的第一位置，处理器被配置为识别管腔内治疗设备的不透射线标记。在一个方面，处理器被配置为识别管腔内治疗设备的在多个第一管腔外图像中的至少一个中的沿导丝的另一第一位置处的另一不透射线标记，其中不透射线标记和另一不透射线标记被分别布置在管腔内治疗设备的近侧部分和远侧部分处。在一个方面，处理器被配置为识别第二X射线图像中的与在多个第一管腔外图像中的至少一个中的沿导丝的另一第一位置相对应的沿导丝的另一第二位置，使得另一第一位置和另一第二位置表示患者的相同位置；以及从存储器中检索在管腔内成像导管的移动期间获得的并且与第二管腔外图像中的沿导丝的另一第二位置共配准的另一管腔内图像，其中屏幕显示包括与管腔内图像同时显示的另一管腔内图像以及多个第一管腔外图像中的至少一个。在一个方面，处理器被配置为：自动追踪多个第一管腔外图像中的不透射线标记；识别多个第一管腔外图像中的至少一个中的用于不透射线标记的沿导丝的不同位置；识别第二X射线图像中的与多个第一管腔外图像中的至少一个中的沿导丝的不同位置相对应的沿导丝的另一位置，使得不同位置和另一位置表示患者的相同位置；从存储器中检索在管腔内成像导管的移动期间获得的并且与第二管腔外图像中的沿导丝的另一位置共配准的另一管腔内图像；以及修改屏幕显示以移除管腔内图像并添加另一管腔内图像。在一个方面，为了识别沿导丝的第一位置，处理器被配置为接收选择第一位置的用户输入。
在一个示例性方面，提供了一种系统。该系统包括被配置为与X射线成像设备、存储器和显示器通信的处理器，其中处理器被配置为：接收由X射线成像设备在血管内治疗过程期间随着血管内治疗设备在患者的血管内沿导丝的移动而获得的多个第一X射线图像，其中多个第一X射线图像是在身体管腔内没有造影剂的情况下获得的，其中多个第一X射线图像示出导丝和血管内治疗设备的不透射线部分；识别多个第一X射线图像中的至少一个中的沿导丝的一个或多个第一位置，其中一个或多个第一位置与血管内治疗设备的一个或多个不透射线标记和/或用户选择的位置相关联；识别第二X射线图像中的与多个第一X射线图像中的至少一个中的沿导丝的一个或多个第一位置相对应的沿导丝的一个或多个第二位置，使得一个或多个第一位置和一个或多个第二位置表示患者的一个或多个相同位置，其中第二X射线图像是由X射线成像设备在血管内超声(IVUS)成像过程期间随着IVUS成像导管在身体管腔内沿导丝的移动而获得的，其中第二X射线图像是在身体管腔内没有造影剂的情况下获得的，其中第二X射线图像示出导丝和IVUS成像导管的不透射线部分；从存储器中检索在IVUS成像导管的移动期间获得的并且与第二X射线图像中的沿导丝的一个或多个第二位置共配准的一个或多个IVUS图像；生成屏幕显示，该屏幕显示包括多个第一X射线图像中的至少一个；以及一个或多个IVUS图像；以及将屏幕显示输出到显示器。
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
将参照附图描述本公开的例示说明性实施例，其中：
图1是根据本公开的各个方面的管腔内成像和X射线系统的示意图。
图2是根据本公开的各个方面的处于平面构型的超声成像组件的俯视图。
图3是根据本公开的各个方面的处于围绕支撑构件的卷曲构型的图2中所示的超声成像组件的示意透视图。
图4是根据本公开的各个方面的图3中所示的超声成像组件的示意性横截面侧视图。
图5是根据本公开的各个方面的处理器电路的示意图。
图6是根据本公开的各个方面的示出了回拉过程的X射线透视图像的示意图。
图7是根据本公开的各个方面的X射线透视图像、血管内数据和由血管内设备的运动限定的路径之间的关系的示意图。
图8是根据本公开的各个方面的显示与X射线图像共配准的血管内图像的图形用户界面的示意图。
图9是根据本公开的各个方面的成像过程和治疗过程的示意图。
图10是根据本公开的各个方面的在治疗过程期间显示X射线图像的图形用户界面的示意图。
图11是根据本公开的各个方面的显示当前X射线图像和先前获取的IVUS图像的治疗过程的图形用户界面的示意图。
图12是根据本公开的各个方面的显示当前X射线图像和先前获取的IVUS图像的治疗过程的图形用户界面的示意图。
图13是根据本公开的各个方面的基于先前的管腔外成像、管腔内数据和共配准的用于管腔内治疗引导的方法的流程图。
图14是根据本公开的各个方面的基于先前的管腔外成像、管腔内数据和共配准的用于管腔内治疗引导的方法的流程图。
具体实施方式
出于促进对本公开的原理的理解的目的，现在将参考附图中所示的实施例，并且将使用具体语言来描述上述实施例。然而，应理解的是，对本公开的范围没有任何限制。对所描述的装置、系统和方法的任何改变和进一步修改，以及对本公开的原理的任何进一步应用，都被完全设想到且包括在本公开的范围内，如对于本公开有关的领域的技术人员来说通常会出现的那样。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，这些组合的多种重复将不再单独描述。
本文所述的设备、系统和方法可包括在于2021年5月13日提交的名称为“Coregistration Reliability with Extraluminal Image and Intraluminal Data”(Atty Dkt No.2021PF00090/44755.2198PV01)的美国临时专利申请No.63/187,962；于2021年5月13日提交的名称为“Pathway Modification for Coregistration ofExtraluminal Image and Intraluminal Data”(Atty Dkt No.2021PF00091/44755.2199PV01)的美国临时专利申请No.63/187,964；于2021年5月13日提交的名称为“Coregistration of Intraluminal Data to Guidewire in Extraluminal ImageObtained Without Contrast”(Atty Dkt No.2021PF00092/44755.2200PV01)的美国临时专利申请No.63/187,983；以及于2021年5月13日提交的名称为“Preview of IntraluminalUltrasound Image Along Longitudinal View of Body Lumen”(Atty DktNo.2021PF00093/44755.2201PV01)的美国临时专利申请No.63/187,990中所描述的一个或多个特征中，其中的每个都通过引用被全文纳入本文。
本文所述的设备、系统和方法还可包括在于2021年2月1日提交的名称为“X-Rayand Intravascular Ultrasound Image Registration”的欧洲专利申请No.21154591.8中所描述的一个或多个特征，其通过引用被全文纳入本文。
本文所述的设备、系统和方法还可包括在名称为“Disease Specific andTreatment Type Specific Control of Intraluminal Ultrasound Imaging”的美国专利No.2020/0129144、名称为“Intraluminal Ultrasound Navigation Guidance andAssociated Devices,Systems,And Methods”的美国专利No.2020/0129142、名称为“Intraluminal Ultrasound Imaging with Automatic and Assisted Labels AndBookmarks”的美国专利No.2020/0129148，名称为“Graphical Longitudinal Display forIntraluminal Ultrasound Imaging and Associated Devices,Systems,and Methods”的美国专利No.2020/0129158，名称为“Intraluminal Ultrasound Vessel BorderSelection and Associated Devices,Systems,and Methods”的美国专利No.2020/0129147、名称为“Intraluminal Ultrasound Directional Guidance and AssociatedDevices,Systems,and Methods”的美国专利No.2020/0129159、名称为“SpeedDetermination for Intraluminal Ultrasound Imaging and Associated Devices,Systems,And Methods”的美国专利No.2020/0129143中所描述的一个或多个特征，其中的每个都通过引用被全文纳入本文。
图1是根据本公开的各个方面的管腔内成像和X射线系统100的示意图。在一些实施例中，管腔内成像和X射线系统100可包括两个单独的系统或两个系统的组合：管腔内感测系统101和管腔外成像系统151。当管腔内设备102定位于患者体内时，管腔内感测系统101获得关于患者身体的医疗数据。例如，当管腔内设备102定位于患者体内时，管腔内感测系统101可控制管腔内设备102以获得患者体内的管腔内图像。当管腔外成像设备152定位于患者体外时，管腔外成像系统151获得关于患者身体的医疗数据。例如，在管腔外成像设备152位于患者体外时，管腔外成像系统151可控制管腔外成像设备152以获得患者体内的管腔外图像。
管腔内成像系统101可以通过任何合适的部件与管腔外成像系统151通信。这种通信可以通过有线电缆、通过无线信号或通过任何其他方式建立。此外，管腔内成像系统101可以与X射线系统151持续通信，或者可以间歇通信。例如，可在检查前、检查后或检查期间的一些时刻，通过有线电缆使两个系统暂时通信，或通过无线通信或任何其他合适的手段使两个系统通信。此外，管腔内系统101还可从X射线成像系统151接收数据，例如X射线图像、带注释的X射线图像、利用X射线成像系统151计算的指标、关于检查日期和时间的信息、患者病情或诊断的类型和/或严重程度、患者病史或其他患者信息，或任何合适的数据或信息。X射线成像系统151还可从管腔内成像系统101接收任何这些数据。在一些实施例中，如图1所示，管腔内成像系统101和X射线成像系统151可以与相同的控制系统130通信。在此实施例中，两个系统可与示出的相同的显示器132、处理器134和通信接口140通信，或者可与控制系统130中应用的任何其他部件通信。
在一些实施例中，系统100可以不包括与管腔内成像系统101和X射线成像系统151通信的控制系统130。作为替代，系统100可包括两个单独的控制系统。例如，一个控制系统可与管腔内成像系统101通信，或成为管腔内成像系统101的一部分，而附加的独立的控制系统可与X射线成像系统151通信，或成为X射线成像系统151的一部分。在本实施例中，管腔内成像系统101和X射线成像系统151两者的独立的控制系统可与控制系统130相似。例如，每个控制系统可包括各种部件或系统，例如通信接口、处理器和/或显示器。在本实施例中，管腔内成像系统101的控制系统可执行本公开中描述的任意或所有共配准步骤。替代性地，X射线成像系统151的控制系统可执行所述的共配准步骤。
管腔内成像系统101可以是超声波成像系统。在一些情况下，管腔内成像系统101可以是血管内超声(IVUS)成像系统。管腔内成像系统101可包括与控制系统130通信的管腔内成像设备102，例如导管、导丝或导引导管。控制系统130可包括(除其他部件外)显示器132、处理器134和通信接口140。管腔内成像设备102可以是超声成像设备。在一些情况下，设备102可以是IVUS成像设备，例如固态IVUS设备。
在高层次上，IVUS设备102从安装在导管设备远端附近的扫描仪组件(也被称为IVUS成像组件)中所包括的换能器阵列124发射超声能量。超声能量被周围介质(例如血管120或扫描仪组件110周围的其他身体管腔)中的组织结构反射，而超声回波信号被换能器阵列124接收。在这方面，设备102可被设定尺寸、被成形或另外被配置成定位在患者的身体管腔内。通信接口140将接收到的回波信号传输到控制系统130的处理器134，在处理器134中重建超声图像(在一些实施例中包括流量信息)并显示在显示器132上。控制系统130(包括处理器134)可操作以利于本文所述的IVUS成像系统101的功能。例如，处理器134可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。
通信接口140可利于控制系统130与包括在IVUS设备102中的扫描仪组件110之间的信号的通信。这种通信包括以下步骤：(1)向包括在扫描仪组件110中的集成电路控制器芯片提供命令，以选择待被用于发射和接收的具体换能器阵列元件或声学元件；(2)向包括在扫描仪组件110中的集成电路控制芯片提供发射触发信号，以激活发射器电路，从而产生电脉冲来激励所选择的换能器阵列元件，和/或(3)通过包括在扫描仪组件110的集成电路控制芯片上的放大器接受从所选择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，通信接口140在将数据转发给处理器134之前对回波数据执行初步处理。在此类实施例的示例中，通信接口140对数据执行放大、过滤和/或聚合。在实施例中，通信接口140还提供高低压DC电力，以支持包括扫描仪组件110内的电路的设备102的运行。
处理器134借助通信接口140接收来自扫描仪组件110的回波数据，并处理数据以重建扫描仪组件110周围的介质中的组织结构的图像。处理器134输出图像数据，使得在显示器132上显示管腔120的图像，例如血管120的横截面图像。管腔120可以表示充满流体或被流体包围的结构，包括天然结构和人造结构两者。管腔120可位于患者体内。管腔120可以是血管(例如患者血管系统的动脉或静脉，包括心脏血管、外周血管、神经血管、肾脏血管)和/或身体内任何其他合适的管腔。例如，设备102可被用于检查任意数量的解剖位置和组织类型，包括但不限于：包括肝脏、心脏、肾脏、胆囊、胰腺、肺的器官；导管；肠道；包括大脑、硬膜囊、脊髓和周围神经的神经系统结构；泌尿道；以及血液中的瓣膜、心脏的腔室或其他部位和/或身体的其他系统。除自然结构外，设备102还被可用于检查人造结构，例如但不限于心脏瓣膜、支架、分流器、过滤器和其他设备。
在一些实施例中，IVUS设备包括与传统固态IVUS导管(例如导管、VisionSPV.014P RX导管、VisionSPV.018导管、VisionSPV.035和Pioneer Plus导管，其中的每个均可从Koninklijke Philips N.V获得)，以及在通过引用被全文纳入本文的美国专利No.7,846,101中公开那些相似的一些特征。例如，IVUS设备102包括位于设备102远端附近的扫描仪组件110和沿设备102的纵向主体延伸的传输线束112。传输线束或电缆112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。可以理解的是，导体可使用任何合适规格的导线。在实施例中，电缆112可包括四导体传输线布置结构，例如使用41AWG规格的导线。在实施例中，电缆112可包括七导体传输线布置结构，利用例如44AWG规格的导线。在一些实施例中，可使用43AWG规格的导线。
传输线束112端接于设备102近端处的患者接口模块(PIM)连接器114。PIM连接器114将传输线束112电联接到通信接口140，并将IVUS设备102物理联接到通信接口140。在一些实施例中，通信接口140可以是PIM。在实施例中，IVUS设备102进一步包括导丝出口端口116。因此，在一些情况下，IVUS设备102是快速交换导管。导丝出口端口116允许朝向远端插入导丝118以引导设备102穿过血管120。
在一些实施例中，管腔内成像设备102可获取任何合适的成像模式(包括光学相干断层扫描(OCT)和血管内光声(IVPA))的血管内图像。
在一些实施例中，管腔内设备102是可获得管腔内(例如血管内)的压力数据的压力感测设备(如压力感测导丝)，而管腔内系统101是基于压力数据(例如分数流量储备(FFR)、瞬时无波比率(iFR)和/或远侧压力与近侧/主动脉压力之间的其他合适比率(Pd/Pa))确定压力比率的血管内压力感测系统。在一些实施例中，管腔内设备102是获得管腔内(例如血管内)流量数据的流量感测设备(例如流量感测导丝)，而管腔内系统101是基于压力数据(例如冠状动脉血流储备(CFR)、流速、流量等)确定血流相关值的血管内血流感测系统。
X射线成像系统151可包括被配置为执行X射线成像、血管造影、透视、射线照相、静脉造影等其他成像技术的X射线成像装置或设备152。X射线成像系统151可基于由X射线设备152收集的X射线图像数据生成单个X射线图像(例如，血管造影或静脉造影)或多个(例如，两个或更多个)X射线图像(例如，视频和/或透视图像流)。X射线成像设备152可以是任何合适的类型，例如，其可以是固定的X射线系统，例如固定C型臂X射线设备、移动C型臂X射线设备、直臂X射线设备或U型臂设备。此外，X射线成像设备152还可以是任何合适的移动设备。X射线成像设备152还可以与控制系统130通信。在一些实施例中，X射线系统151可包括数字射线照相设备或任何其他合适的设备。
如图1所示的X射线设备152包括X射线源160和包括输入屏幕174的X射线检测器170。X射线源160和检测器170可以以一定的相互距离安装。定位于X射线源160和X射线检测器170之间的可以是患者或物体180的解剖结构。例如，患者的解剖结构(包括血管120)可定位于X射线源160和X射线检测器170之间。
X射线源160可包括适于产生X射线的X射线管。X射线源160的一些方面可包括一个或多个真空管，该一个或多个真空管包括与高压电源的负极引线相连的阴极和与同一电源的正极引线相连的阳极。X射线源160的阴极还可包括灯丝。灯丝可以是任何合适的类型，或由任何合适的材料(包括钨或铼钨)制成，并可定位在阴极的凹陷区域内。阴极的一个功能可以是将电子从高压电源中排出，并将其聚焦成一束良好限定的射束，对准阳极。阳极也可由任何合适的材料制成，并可被配置为从阴极发射的电子中产生X辐射。此外，阳极还可耗散在生成X辐射过程中产生的热量。阳极的形状可以是斜面圆盘，在一些实施例中，阳极可通过电机旋转。X射线源160的阴极和阳极可容纳在密闭的围壳中，有时也称为包套(envelope)。
在一些实施例中，X射线源160可包括影响图像可见度的辐射物体焦点。辐射物体焦点可由系统100的用户或系统100的制造厂商基于诸如模糊性、可见性、热耗散能力或其他特征的特征来选择。在一些实施例中，系统100的操作员或用户可在护理点(point-of-care)设置中切换所提供的不同的辐射物体焦点。
检测器170可被配置为获取X射线图像，并可包括输入屏幕174。输入屏幕174可包括被配置为吸收X射线能量并将能量转换为光的一个或多个增强屏幕。光可继而曝光胶片。在其中胶片对光比对X辐射可能更敏感的实施例中，输入屏幕174可被用于将X射线能量转换为光。取决于待成像的患者区域、对图像细节和/或患者曝光的要求或任何其他因素，可在图像增强器内选择不同类型的增强屏幕。增强屏幕可由任何合适的材料(包括硫酸铅钡、硫酸锶钡、氟氯化钡、氧化钇或任何其他合适的材料)制成。输入屏幕374可以是荧光屏，或者可以是与荧光屏直接相邻定位的胶片。在一些实施例中，输入屏幕374还可包括保护屏以保护检测器370内的电路或部件不受周围环境的影响。在一些实施例中，X射线检测器170可包括平板检测器(FPD)。检测器170可以是间接转换FPD或直接转换FPD。检测器170还可包括电荷耦合器件(CCD)。X射线检测器370还可被称为X射线传感器。
物体180可以是任何合适的待成像的物体。在示例性实施例中，物体可以是患者的解剖结构。更具体地说，待成像的解剖结构可包括胸部、腹部、骨盆区域、颈部、腿部、头部、足部、具有心脏血管的区域或包含患者外周血管的区域，并且可包括各种解剖结构，例如但不限于器官、组织、血管和血液、气体或任何其他解剖结构或物体。在其他实施例中，物体可以是或包括人造结构。
在一些实施例中，X射线成像系统151可被配置为在没有造影剂的情况下获得X射线图像。在一些实施例中，X射线成像系统151可被配置为在有造影剂的情况下获得X射线图像(例如，血管造影或静脉造影)。在这些实施例中，可在成像前将造影剂或X射线染料引入患者的解剖结构中。造影剂也可被称为放射性造影剂、造影材料、造影染料或造影介质。造影染料可以是任何合适的材料、化学物质或化合物，可以是液体、粉末、糊、片剂或任何其他合适的形式。例如，造影染料可以是碘基化合物、硫酸钡化合物、钆基化合物或任何其他合适的化合物。造影剂可被用于提高患者解剖结构中的内部流体或结构的可见性。造影剂可吸收外部X射线，导致X射线检测器170上的曝光量降低。
在一些实施例中，管腔外成像系统151可以是任何合适的管腔外成像设备，例如计算机断层扫描(CT)或磁共振成像(MRI)。
当控制系统130与X射线系统151通信时，通信接口140可利于控制系统130与X射线设备152之间的信号通信。这种通信包括向X射线设备152的X射线源160和/或X射线检测器170提供控制命令，以及接收来自X射线设备152的数据。在一些实施例中，通信接口140在将数据转发给处理器134之前对X射线数据执行初步处理。在此类实施例的示例中，通信接口140可对数据执行放大、过滤和/或聚合。在一个实施例中，通信接口140还提供高低压DC电力，以支持包括在设备内的电路的设备152的运行。
处理器134借助通信接口140接收来自X射线设备152的X射线数据，并处理数据以重建被成像的解剖结构的图像。处理器134输出图像数据，使得在显示器132上显示图像。在其中将造影剂引入患者的解剖结构并生成静脉图的实施例中，待成像的具体关注区域可以是一条或多条血管或人体血管的其他区段或部分。造影剂可识别天然和/或人造的充满流体的结构，例如患者血管系统的动脉或静脉，包括心脏血管、外周血管、神经血管、肾脏血管和/或身体内任何其他合适的管腔。例如，X射线设备152可被用于检查任意数量的解剖位置和组织类型，包括但不限于前面提到的所有器官、流体或其他结构或解剖结构的多个部分。除自然结构外，X射线设备152还可被用于检查人造结构，如前面提到的任何结构。
处理器134可被配置为接收由X射线成像设备152在临床过程期间存储的X射线图像。图像可通过其他信息(例如患者病史、患者记录、IVUS成像、术前超声成像、术前CT或任何其他合适的数据)进一步增强。
图2是根据本公开的各个方面的柔性组件110的一部分的俯视示意图。柔性组件110包括形成在换能器区域204中的换能器阵列124和形成在控制区域208中的换能器控制逻辑芯片(dies)206(包括芯片206A和206B)，且在换能器区域204和控制区域208之间布置有过渡区域210。换能器阵列124包括由超声换能器元件212形成的阵列。换能器控制逻辑芯片206安装在柔性基板214上，换能器元件212先前已集成在柔性基板214上。柔性基板214在图2中被示为平面构型。虽然图2中示出了六个控制逻辑芯片206，但可使用任何数量的控制逻辑芯片206。例如，可使用一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多个控制逻辑芯片206。
其上安装有换能器控制逻辑芯片206和换能器元件212的柔性基板214为电联接提供结构支撑和互连。柔性基板214的结构可包括柔性聚酰亚胺材料(例如KAPTONTM(杜邦公司的商标))薄膜层。其他合适的材料包括聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜或聚醚酰亚胺薄膜、液晶聚合物、其他柔性印刷半导体基板以及比如(UbeIndustries的注册商标)和/>(E.I.du Pont的注册商标)等产品。在图2所示的平面构型中，柔性基板214具有大致矩形的形状。如图所示和本文所述，柔性基板214在一些情况下被配置为围绕支撑构件230(图3)卷绕。因此，柔性基板214的膜层的厚度通常与最终组装的柔性组件110的弯曲程度有关。在一些实施例中，膜层的厚度在5μm到100μm之间，而一些具体实施例的膜层厚度在5μm到25.1μm之间，例如6μm。
一组换能器控制逻辑芯片206是控制电路的非限制性示例。换能器区域204布置在柔性基板214的远侧部分221处。控制区域208布置在柔性基板214的近侧部分222处。过渡区域210布置在控制区域208和换能器区域204之间。在不同的实施例中，换能器区域204、控制区域208和过渡区域210的尺寸(例如长度225、227、229)可以变化。在一些实施例中，长度225、227、229可以基本相似，或者，过渡区域210的长度227可以小于长度225和229，过渡区域210的长度227可以相应地大于换能器区域和控制器区域的长度225、229。
控制逻辑芯片206不必是同类的(homogeneous)。在一些实施例中，单个控制器被指定为主控制逻辑芯片206A，并且包含用于处理系统(例如处理系统106)与柔性组件110之间的电缆112的通信接口。因此，主控制电路可包括对通过电缆112接收的控制信号进行解码、通过电缆112传输控制响应、放大回波信号和/或通过电缆112传输回波信号的控制逻辑。其余控制器为从属控制器206B。从属控制器206B可包括驱动定位在换能器元件212上的多个换能器元件512以发射超声信号，并选择换能器元件212来接收回波的控制逻辑。在所绘示的实施例中，主控制器206A不直接控制任何换能器元件212。在其他实施例中，主控制器206A驱动与从属控制器206B相同数量的换能器元件212，或驱动与从属控制器206B相比数量较少的一组换能器元件212。在示例性实施例中，提供了单个主控制器206A和八个从属控制器206B，并为每个从属控制器206B分配了八个换能器。
为了电互连控制逻辑芯片206和换能器元件212，在实施例中，柔性基板214包括在膜层中形成的导电迹线216，该导电迹线在控制逻辑芯片206和换能器元件212之间传输信号。尤其是，在控制逻辑芯片206和换能器元件212之间提供通信的导电迹线216在过渡区域210内沿柔性基板214延伸。在一些情况下，导电迹线216还可利于主控制器206A和从属控制器206B之间的电通信。导电迹线216还可提供一组导电焊盘，当电缆112的导体218与柔性基板214进行机械和电联接时，导电焊盘与电缆112的导体218接触。用于导电迹线216的合适材料包括铜、金、铝、银、钽、镍和锡，可通过比如溅射、电镀和蚀刻等工艺沉积在柔性基板214上。在实施例中，柔性基板214包括铬附着层。选择导电迹线216的宽度和厚度以在卷曲柔性基板214时提供适当的导电性和弹性。在这方面，导电迹线216和/或导电焊盘的厚度的示例性范围在1-5μm之间。例如，在实施例中，5μm的导电迹线216之间相隔5μm的空间。柔性基板上的导电迹线216的宽度可进一步由待联接到迹线或焊盘上的导体218的宽度确定。
在一些实施例中，柔性基板214可包括导体接口220。导体接口220可位于柔性基板214中电缆112的导体218与柔性基板214联接的位置。例如，电缆112的裸导体在导体接口220处与柔性基板214电联接。导体接口220可以是从柔性基板214的主体延伸出来的凸台。在这方面，柔性基板214的主体可共同地指换能器区域204、控制器区域208和过渡区域210。在所示实施例中，导体接口220从柔性基板214的近侧部分222延伸。在其他实施例中，导体接口220定位在柔性基板214的其他部分(例如远侧部分221)处，或者柔性基板214可缺少导体接口220。凸台或导体接口220的尺寸值(例如宽度224)可以小于柔性基板214的主体的尺寸值(如宽度226)。在一些实施例中，形成导体接口220的基板由与柔性基板214相同的材料制成，和/或具有相似的柔性。在其他实施例中，导体接口220由不同材料制成，和/或比柔性基板214更刚硬。例如，导体接口220可由塑料、热塑性塑料、聚合物、硬聚合物等(包括聚甲醛(例如)、聚醚醚酮(PEEK)、尼龙、液晶聚合物(LCP))和/或其他合适的材料制成。
图3示出了处于卷曲构型的扫描仪组件110的透视图。在一些情况下，柔性基板214从平面构型(图2)过渡到卷曲或更圆柱形的构型(图3)。例如，在一些实施例中，利用了如名称为“ULTRASONIC TRANSDUCER ARRAY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME”的美国专利No.6,776,763和名称为“HIGH RESOLUTION INTRAVASCULAR ULTRASOUND SENSINGASSEMBLY HAVING A FLEXIBLE SUBSTRATE”的美国专利No.7,226,417中的一个或多个中所公开的技术，其中的每个都通过引用被全文纳入本文。
取决于本公开发明的应用和实施例，换能器元件212可以是压电换能器、单晶换能器或PZT(锆钛酸铅)换能器。在其他实施例中，换能器阵列124的换能器元件可以是弯曲换能器、压电式微机械超声换能器(PMUT)、电容式微机械超声换能器(CMUT)或任何其他合适类型的换能器元件。在这样的实施例中，换能器元件212可包括细长的半导体材料或允许微机械加工或在基板上布置极小元件或电路的相似方法的其他合适材料。
在一些实施例中，换能器元件212和控制器206可以以环形构型(例如圆形构型或多边形构型)围绕支撑构件230的纵向轴线250定位。可以理解的是，支撑构件230的纵向轴线250也被可称为扫描仪组件110、柔性伸长构件121或设备102的纵向轴线。例如，成像组件110在换能器元件212和/或控制器206处的横截面轮廓可以是圆形或多边形。任何合适的环形多边形形状都可以实现，例如基于控制器或换能器的数量、控制器或换能器的柔性等。一些示例可包括五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形等。在一些示例中，换能器控制器206可被用于控制换能器元件212的超声换能器512以获得与血管120相关的成像数据。
在一些情况下，支撑构件230可被称为一体件(unibody)。支撑构件230可以由金属材料(例如不锈钢)或非金属材料(例如塑料或聚合物，如于2014年4月28日提交的名称为“Pre-Doped Solid Substrate for Intravascular Devices”的美国临时专利申请No.61/985,220中所述，其通过引用被全文纳入本文)构成。在一些实施例中，支撑构件230可以由303不锈钢构成。支撑构件230可以是具有远侧凸缘或部分232和近侧凸缘或部分234的套管。支撑构件230可以是管状的，并限定了纵向延伸通过其中的管腔236。管腔236被设定尺寸和成形以接收导丝118。支撑构件230可使用任何合适的工艺制造。例如，可以对支撑构件230进行机械加工和/或电化学加工或激光铣削(如通过从坯料上去除材料来使支撑构件230成形)或者进行模制(如通过注塑工艺或微注塑工艺)。
现在参照图4，其中示出了根据本公开的各个方面的包括柔性基板214和支撑构件230的管腔内成像设备102的远侧部分的示意性横截面侧视图。管腔236可与出/入口116相连，并且被设定尺寸和成形以接收导丝118(图1)。在一些实施例中，支撑构件230可以整体形成为一体式结构，而在其他实施例中，支撑构件230可以由彼此固定联接的不同的部件(例如套管和支架242、243和244)形成。在一些情况下，支撑构件230和/或其一个或多个部件可与内部构件256完全集成。在一些情况下，内部构件256和支撑构件230可以连接为一体，例如，在是聚合物支撑构件的情况下。
在支撑构件230的远侧部分、中心部分和近侧部分处分别设置有竖直延伸的支架242、243和244。支架242、243和244抬高并支撑柔性基板214的远侧部分、中心部分和近侧部分。在这方面，柔性基板214的部分(例如换能器部分204(或换能器区域204))，可与在支架242、243和244之间延伸的支撑构件230的中心主体部分间隔开。支架242、243、244可具有相同的外径，或具有不同的外径。例如，远侧支架242可具有比中心支架243和/或近侧支架244大或小的外径，并且还可以具有用于旋转对准以及用于控制芯片放置和连接的具体特征。
为了改善声学性能，可在换能器阵列212和支撑构件230的表面之间的空腔中填充声学背衬材料246。液体背衬材料246可通过支架242中的通道235或通过下文将详细讨论的其他凹槽引入柔性基板214和支撑构件230之间。背衬材料246可用于衰减换能器阵列212发射的、沿不期望的向内方向传播的超声能量。
电路控制器芯片206和支撑构件230的表面之间的空腔可以用底部填充材料247填充。底部填充材料247可以是粘合剂材料(例如环氧树脂)，其为电路控制器芯片206和/或柔性基板214提供结构支撑。此外，底部填充材料247还可以是任何合适的材料。
在一些实施例中，支撑构件的中心主体部分可包括允许一体件的管腔与柔性基板214和支撑构件230之间的空腔之间流体连通的凹槽。在组装过程中，可在内部构件256延伸穿过一体件的管腔之前，通过空腔引入声学背衬材料246和/或底部填充材料247。在一些实施例中，可通过支架242、244中的一个的通道235或任何其他合适的凹槽施加吸力，同时通过支架242、244中的另一个的通道235或任何其他合适的凹槽将液体背衬材料246输送到柔性基板214和支撑构件230之间。背衬材料可以固化，以允许其凝固和固定。在各种实施例中，支撑构件230包括三个以上的支架242、243和244，只有支架242、243和244中的一个或两个，或没有支架。在这方面，支撑构件230可具有直径增大的远侧部分262和/或直径增大的近侧部分264，其被设定尺寸和成形以抬高和支撑柔性基板214的远侧部分和/或近侧部分。
在一些实施例中，支撑构件230可大致呈圆柱形。还设想到支撑构件230的其他形状，包括几何、非几何、对称、非对称的横截面轮廓。如本文所用的术语，支撑构件230的形状可参考支撑构件230的横截面轮廓。在其他实施例中，支撑构件230的不同部分可以有各种形状。例如，近侧部分264可具有大于远侧部分262的外径的外径，或者具有大于在远侧部分262和近侧部分264之间延伸出中心部分的外径的外径。在一些实施例中，支撑构件230的内径(例如，管腔236的直径)可以随着外径的改变而相应增大或减小。在其他实施例中，尽管外径变化，但支撑构件230的内径保持不变。
近侧内部构件256和近侧外部构件254联接到支撑构件230的近侧部分264。近侧内部构件256和/或近侧外部构件254可包括柔性细长构件。近侧内部构件256可接收在近侧凸缘234内。近侧外部构件254与柔性基板214的近端邻接并接触。远侧末端构件252与支撑构件230的远侧部分262联接。例如，远侧构件252定位于远侧凸缘232周围。末端构件252可与柔性基板214的远端和支架242邻接并接触。在其他实施例中，末端构件252的近端可接收在呈其卷曲构型的柔性基板214的远端中。在一些实施例中，柔性基板214和末端构件252之间可存在间隙。远侧构件252可以是管腔内成像设备102的最远侧部件。远侧末端构件252可以是柔性聚合物部件，其限定了成像设备102的最远端。此外，远侧末端构件252可附加地限定与支撑构件230所限定的管腔236连通的管腔。导丝118可以延伸通过管腔236以及由末端构件252限定的管腔。
可以在管腔内成像设备102的远侧部分处的各种部件之间布置一种或多种粘合剂。例如，柔性基板214、支撑构件230、远侧构件252、近侧内部构件256、换能器阵列212和/或近侧外部构件254中的一个或多个可通过粘合剂相互联接。换句话说，粘合剂可以与例如换能器阵列212、柔性基板214、支撑构件230、远侧构件252、近侧内部构件256和/或近侧外部构件254以及其他部件接触。
图5是根据本公开的各个方面的处理器电路的示意图。处理器电路510可以在图1的控制系统130、管腔内成像系统101和/或X射线成像系统151中或任何其他合适的位置中实现。在示例中，处理器电路510可与系统100中的管腔内成像设备102、X射线成像设备152和显示器132通信。处理器电路510可包括处理器134和/或通信接口140(图1)。一个或多个处理器电路510被配置为执行本文所述的操作。如图所示，处理器电路510可包括处理器560、存储器564和通信模块568。这些元件可直接或间接地相互通信，例如通过一条或多条总线。
处理器560可包括被配置为执行本文所述的操作的CPU、GPU、DSP、专用集成电路(ASIC)、控制器、FPGA、其他硬件设备、固件设备或其任意组合。处理器560也可作为计算设备的组合(例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP内核结合的一个或多个微处理器或任何其他此类配置)来实现。
存储器564可包括高速缓冲存储器(例如，处理器560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、固态存储设备、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。在实施例中，存储器564包括非暂时性计算机可读介质。存储器564可存储指令566。指令566可包括当由处理器560执行时使处理器560执行本文中参照探头110和/或主机130(图1)所述的操作的指令。指令566也可被称为代码。术语“指令”和“代码”应作广义解释，以包括任何类型的计算机可读语句。例如，术语“指令”和“代码”可指一个或多个程序、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多个计算机可读语句。
通信模块568可包括任何电子电路和/或逻辑电路，以利于处理器电路510、探头110和/或显示器132和/或显示器132之间的直接或间接数据通信。在这方面，通信模块568可以是输入/输出(I/O)设备。在一些情况下，通信模块568可利于处理器电路510和/或探头110(图1)和/或主机130(图1)的各种元件之间的直接或间接通信。
图6是根据本公开的各个方面的例示说明了回拉过程的X射线透视图像的示意图。图6绘示了示出血管内设备620和导丝660的X射线透视图像610。图6还绘示了血管内设备路径630、起始指示器640、结束指示器645和方向箭头650。
在回拉过程期间，一根或多根导丝660可以定位在患者的一个或多个管腔内。由于导丝660可以由柔性材料制成，因此导丝660的形状可以符合导丝660定位在其中的管腔的形状。导丝660可包括柔性细长构件。血管内设备620可定位在管腔内，并沿着导丝660穿过管腔行进，导丝660定位在血管内设备620的导丝管腔内。血管内设备620可以是导管或导引导管。血管内设备620可以是IVUS导管。设备620可以由柔性材料制成，使得设备620的形状可与设备620定位在其中的管腔的弯曲度相匹配。血管内设备620可包括柔性细长构件。在透视图像610中，血管内设备620的不透射线部分是可见的。血管内设备620可与管腔内超声成像系统101的设备102基本相似。系统100的用户可将血管内设备620定位在由指示符640示出的起始位置。随着将血管内设备620放置在起始位置，用户可开始利用X射线成像系统151获取透视图像。图像610可以是回拉过程中获得的许多X射线透视图像之一。在一些实施例中，透视图像610是在患者的解剖结构内没有造影剂时获得的X射线图像。在这样的实施例中，患者的管腔(例如血管)可主要通过导丝660在管腔内的定位来识别。在其他实施例中，图像610可以是在患者的解剖结构中存在造影剂时获得的X射线图像。造影剂可使血管管腔在图像610中可见。
在没有造影剂的情况下获得的X射线图像610中，导丝660的一个或多个不透射线部分是可见的。不透射线部分可以是导丝660的一段或多段。在一些实施例中，导丝660的不透射线部分是一个或多个不透射线标记。不透射线标记可以由不同的材料制成，这种材料比被用于形成导丝660的其他部分的材料更不透射线。在一些实施例中，导丝660的全部或基本上全部可以是不透射线的。在一些实施例中，导丝660的在患者体内的部分的全部或基本上全部都可以是不透射线的。在一些实施例中，导丝660的远侧部分的全部或基本上全部(例如，由X射线成像的导丝的部分)可以是不透射线的。例如，导丝660可以足够粗(例如，足够大的直径)，以在X射线图像610中提供不透射线性。此类实施例可包括外周静脉系统中的临床应用，其可涉及具有0.014"到0.038"之间的直径的导丝，包括诸如0.014"、0.018"、0.035"、0.038"的值和/或其他更大和更小的值。
当X射线成像系统151获取透视图像时，系统100的用户可开始沿导丝660将设备620穿过患者管腔。用户可沿由箭头650所示的方向拉动设备。当设备620沿导丝660移动穿过管腔时，在新获取的透视图像中显示的设备620被示为沿由箭头650所示的方向移动。用户可继续沿导丝660拉动设备620直到结束位置645。图6中的路径630可例示说明设备620在回拉过程中所采取的路径。
当设备620从指示符640所示的起始位置移动到指示符645所示的结束位置时，可获取任何合适的血管内数据，例如IVUS图像。在设备620已移动到结束位置后，用户可以停止使用X射线成像系统151获取透视图像，并将设备620从管腔中移除。由于血管内数据是在同时获取透视图像的情况下通过设备620获得的，因此血管内数据可与沿路径630收集每个数据的位置共配准，并与路径630上的该位置和/或代表性透视图像相关联显示，这将参照图7进行更详细的描述。
在一些实施例中，血管内设备620可沿相反方向移动。例如，设备可从指示符645的位置移动到指示符640的位置。换句话说，在成像过程期间，设备620可以从远侧区域移动到近侧区域(例如，回拉)，或者可以从近侧区域移动到远侧区域(例如，前推)。
需要注意的是，起始位置和终止位置可表示IVUS成像过程期间的目标位置。任何识别这些位置的指示符(例如指示符640和/或645)可能在回拉过程期间显示给用户的X射线图像中是不可见的。例如，在成像过程期间，系统可以在显示器上识别设备620的起始位置，但设备620的结束位置却不已知，因为该过程仍在完成过程中。然而，在IVUS成像过程或回拉过程完成后，在该过程的复查阶段期间，可向系统的用户显示识别起始位置和结束位置两者的指示符640和/或645。
图7是根据本公开的各个方面的X射线透视图像710、血管内数据730和由血管内设备的运动限定的路径740之间的关系的示意图。图7描述了将包括血管内图像的血管内数据730与患者的解剖结构的相同区域的一个或多个透视图像710上的相应位置共配准的方法。
当医生利用血管内设备720执行回拉时(例如，当血管内设备720移动通过解剖结构的血管时)，可使用X射线设备对患者解剖结构进行成像。血管内设备可与参照图1所述的血管内设备102基本相似。被用于获得透视图像710的X射线设备可与图1的X射线设备152基本相似。在一些实施例中，可在患者血管内没有造影剂的情况下获得透视图像710。图7中的透视图像710就示出了这种实施例。血管内设备720的不透射线部分在透视图像710中是可见的。透视图像710可与透视图像的连续图像流相对应，并可在患者解剖结构暴露于降低剂量的X辐射时获得。需要注意的是，透视图像710可在X射线源160和X射线检测器170相对于患者解剖结构以任何合适的角度定位的情况下获取。该角度以角度790示出。
血管内设备720可以是任何合适的血管内设备。当血管内设备720移动通过患者血管时，X射线成像系统可获取示出血管内设备720的不透射线部分的多个透视图像710。以这种方式，图7中所示的每个透视图像710可绘示定位在不同位置的血管内设备720，使得处理器电路可随时间自动追踪血管内设备720的位置。
当血管内设备720被拉动通过患者血管时，它可以获取血管内数据730。在一个示例中，图7中示出的血管内数据730可以是IVUS图像。然而，血管内数据可以是任何合适的数据，包括IVUS图像、FFR数据、iFR数据、OCT图像、血管内光声(IVPA)图像，或与血压、血流、管腔结构有关的任何其他测量结果或度量，或在血管内设备回拉中获取的其他生理数据。
当医生拉动血管内设备720通过患者血管时，由血管内设备720获取的每个血管内数据点730可与透视图像710中患者解剖结构内的位置相关联，如箭头761所指示。例如，图7中所示的第一IVUS图像730可与第一透视图像710相关联。第一IVUS图像730可以是由血管内设备720在血管内的一定位置获取的图像，如第一透视图像710所绘示的那样，由图像710中的血管内设备720示出。类似地，附加的IVUS图像730可与显示在图像710中的新位置处的血管内设备720的附加的透视图像710相关联，以此类推。处理器电路可通过任何合适的方法确定每个获取的X射线图像710中血管内设备720的位置。例如，处理器电路可执行各种图像处理技术(例如不透射线标记的边缘识别、逐像素分析以确定亮像素和暗像素之间的过渡、滤波或任何其他合适的技术)来确定成像设备720的位置。在一些实施例中，处理器电路可使用包括深度学习技术(例如神经网络或任何其他合适的技术)的各种人工智能方法来确定成像设备720在X射线图像710中的位置。
在血管内设备回拉期间可获取任何合适数量的IVUS图像或其他血管内数据点730，并且可获得任何合适数量的透视图像710。在一些实施例中，透视图像710和血管内数据730的比例可以是一比一。在其他实施例中，透视图像710和/或血管内数据730的数量可以不同。将血管内数据730与一个或多个X射线图像共配准的过程可包括与在于2006年1月11日提交的名称为“VASCULARIMAGE CO-REGISTRATION”的美国专利No.7,930,014中描述的一些特征相似的一些特征，其通过引用被全文纳入本文。共配准过程可还包括与美国专利No.8,290,228、美国专利No.8,463,007、美国专利No.8,670,603、美国专利No.8,693,756、美国专利No.8,781,193、美国专利No.8,855,744、以及美国专利No.10,076,301中描述的一些特征相似的一些特征，所有这些专利也通过引用被全文纳入本文。
系统100可附加地生成由X射线透视图像710中血管内设备720的位置限定的基于透视的二维路径740。如透视图像710所示，血管内设备720在回拉期间的不同位置可限定二维路径740，如箭头760所示。基于透视的二维路径740反映了X射线成像设备152从角度790观察到的血管内设备720的一个或多个不透射线部分在其移动通过患者血管时的路径。基于透视的二维路径740限定了由获取透视图像710的X射线设备测量的路径，因此示出了来自获取透视图像的相同角度790的路径。换句话说，二维路径740描述了设备在成像角度790下在成像平面上遵循的三维路径的投影。在一些实施例中，路径740可通过透视图像710中血管内设备720的检测到的位置的平均值来确定。例如，路径740可能不会被选择用于展现(presentation)的任何透视图像710中的导丝完全重合。
如箭头762所示，由于二维路径740是基于透视图像710生成的，因此沿二维路径740的每个位置可与一个或多个透视图像710相关联。例如，在沿路径740的位置741处，第一透视图像710可绘示在该相同位置741处的血管内设备720。此外，因为透视图像710和血管内数据730之间也建立了对应关系，如箭头761所示，因此血管内数据730(例如所示的第一IVUS图像)也可与箭头763所示的沿路径740的位置741相关联。
最后，基于透视图像710中血管内设备720的位置生成的路径740可以叠加到任何合适的透视图像711(例如，透视图像流中的透视图像710之一)上。以这种方式，如箭头764所示，透视图像711上示出的沿路径740的任何位置都可与IVUS数据(如IVUS图像730)相关联。例如，图7中所示的IVUS图像730可与所示的透视图像710同时获取，并且两者可相互关联，如箭头761所示。如箭头762所示，透视图像710可指示血管内设备720沿路径740的位置，从而将IVUS图像730与沿路径740的位置741相关联，如箭头763所示。最后，通过将路径740与透视图像711上的相关数据叠加，可将IVUS图像730与透视图像710内的位置(在该位置处获取IVUS图像730)相关联。路径740本身可以显示或者可以不显示在图像711上。
在图7所示的实施例中，共配准的IVUS图像与在没有造影剂的情况下获得的透视图像中的一个相关联，使得获得IVUS图像的位置相对于沿导丝的位置是已知的。在其他实施例中，共配准的IVUS图像与在有造影剂的情况下获得的X射线图像(其中血管是可见的)相关联，使得获得IVUS图像的位置相对于沿血管的位置是已知的。
图8是根据本公开的各个方面的显示与X射线图像810共配准的血管内图像840的图形用户界面800的示意图。图形用户界面800可包括X射线图像810、IVUS图像840和血管的纵向视图850。纵向视图850可以是ILD，例如同轴(in line)数字或图像纵向显示。
X射线图像810可以在图形用户界面800中显示给系统100的用户。X射线图像810可以利用X射线成像系统151获取，并由系统100的处理器134(图1)接收。与图像800相似，X射线图像800可以是在没有向患者血管添加造影剂的成像过程期间获取的X射线图像。图像810可以是连续图像流中获取的许多X射线图像中的一个。X射线图像810可以是X射线透视图像。在其他实施例中，可以使用不同类型的X射线图像。X射线图像810为用户提供了患者解剖结构的血管内设备620在成像过程期间从中移动穿过的区域的视图。
在一些实施例中，界面800中显示的X射线图像810是由X射线成像系统151在IVUS回拉过程中获得的X射线图像中的一个。然而，在其他实施例中，X射线图像810可以不是在回拉过程中获得的X射线图像中的一个。例如，X射线图像810可以是在导丝定位在被成像的同一血管内的情况下患者的同一区域的所获取的任何合适图像。在此类实施例中，X射线图像810可以从与在该过程中获取的X射线图像相似的角度获取，使得图像810中导丝的形状、位置、取向和总体外观与成像过程中由血管内设备620的移动所限定的路径相似。
系统100可以从X射线成像系统151接收多个X射线图像。这些图像中的一些可以是在执行回拉过程时获取的。换句话说，接收到的X射线图像中的一些可以是在血管内设备620获取IVUS图像时接收到的。然而，接收到的X射线图像中的一些可以不是在回拉过程中获取的。相反，一些图像可以是在回拉过程之前或之后获取的。
在一些实施例中，X射线图像810可包括血管内设备620的不透射线部分的绘示，如图8所示。由于血管内设备620由不透射线材料制成，因此在没有造影剂的情况下获取的图像810中是可见的。例如，血管内设备620的在X射线图像810中可见的部分可以是成像组件(例如换能器组件)和/或不透射线标记。
图像810可附加地绘示一根或多根导丝890。导丝890可以由不透射线材料制成，使得其出现在X射线图像810中。由于导丝890定位在待成像的管腔内，因此它在图像810中指示血管的位置。任何合适数量的导丝890都可以显示在X射线图像中。例如，图像810中示出了两根导丝890。附加的导丝890也可以存在。
图形用户界面800可对应于在回拉过程期间或之后向系统100的用户呈现的显示。回拉过程可包括成像过程，其中血管内设备620沿管腔内的导丝890移动通过患者解剖结构，而X射线成像系统151在血管内没有造影剂的情况下同时获取患者解剖结构的相同区域的透视图像。透视图像810内的标记834可指示回拉过程开始时血管内设备620的起始位置。例如，标记834可识别在回拉成像过程期间获得第一IVUS图像的沿导丝890的位置。类似地，标记832可指示回拉过程结束时血管内设备620的结束位置。例如，标记934可识别在回拉成像过程期间获得第一IVUS图像的沿导丝890的位置。在此示例中，回拉过程可包括将血管内设备620移动穿过血管，从标记834所表示的位置移动到标记832所表示的位置，同时设备620获取血管内数据。例如，当设备620在血管内移动时，系统100可在获取的多个X射线图像中自动追踪设备620的不透射线部分的移动。如上所述，血管内设备620可从血管内的远侧位置移动到近侧位置，或者可以向相反方向移动。例如，标记832可指示设备620的起始位置而标记834可指示结束位置。
路径830还被示出为叠加在X射线图像810上。路径830可以相似于参照图6所述的路径630或参照图7所述的路径740。例如，路径830可由系统100基于由X射线成像系统151获取的X射线图像中血管内设备620的不透射线部分的位置来确定和生成。设备620的位置可由系统100使用任何上述图像处理或深度学习技术针对每个获取的X射线图像来确定。这些位置可共同限定叠加在图像810上的路径830的形状。以这种方式，图像810上显示的路径830的长度或轨迹可对应于沿血管(其被血管内设备620成像)的长度或轨迹。由于成像设备620沿导丝890移动，因此该路径830与表示被成像的血管的导丝890的相应部分在形状上相似。在一些实施例中，可以不显示路径830。实际上，在图形用户界面800中可以不向用户显示路径830以及指示符832和834中的任一个。此外，路径830以及指示符832和834中的任一个都可能以不同于它们在图8中出现的方式出现。
在一些实施例中，系统100的处理器电路可使用由系统在回拉过程中接收的多个X射线图像中的一部分或子集来确定血管内设备620的移动的路径830和/或将血管内数据共配准到X射线图像810内的相应位置。在一些实施例中，处理器电路使用接收到的多个X射线图像中的所有来确定路径830和完成共配准。然而，所获取的X射线图像中的一部分可没有绘示设备620的不透射线部分，或者可以是在设备620没有获取IVUS图像时获取的。
将血管内数据与X射线图像810中沿导丝890的位置共配准的过程可包括首先将数据与路径830共配准。例如，如参照图7所解释的，设备620获取的多个IVUS图像可与沿路径740的位置共配准。参照图8，使用相似的技术，可将获取的IVUS图像与界面800中所示的路径830共配准。路径830在与导丝890相同的位置叠加在X射线图像810上。由于路径830的形状与导丝890相同，使得路径830在血管的被成像区域的整个长度上与导丝890对准，因此与路径830共配准的血管内数据可附加地与导丝890共配准。因此，可以显示或不显示路径830。指示符882可相对于导丝890显示，而不显示路径830。
图像810可包括指示符882。图形用户界面800还包括与X射线图像810相邻显示的IVUS图像840。指示符882可向系统100的用户识别沿导丝890或路径830的获得IVUS图像840的位置。由于导丝890定位于被成像的血管内，当指示符882沿导丝890显示时，它也会向用户识别沿被成像的血管的获取IVUS图像840的位置。因此，即使由于X射线图像是在没有造影剂的情况下获得的而无法直接可视化血管，但由于导丝890用作了血管，因此将IVUS图像配准到沿血管的相应位置仍是可行的。指示符882沿导丝890而非血管布置在X射线图像810中且在IVUS图像840的相应位置处。
指示符882可以是任何合适的外观，并且可定位在相对于导丝890的任何合适位置。例如，指示符882可以是单实线，如图所示。替代性地，指示符882可以是任何合适的形状、轮廓、颜色、图案、粗细(weight)或其他外观。指示符882可以重叠定位在导丝890或路径830上，或者可定位在其他位置。例如，指示符882可被定位成与导丝890或路径830相邻。指示符882可沿垂直于导丝890或路径830的轴线定位，并与导丝890或路径830间隔开，或者可定位在任何其他位置，以便指示沿导丝890或路径830的获取IVUS图像840的位置。指示符882中的全部或一部分可定位在导丝890上方、相邻导丝890、靠近导丝890、与导丝890间隔开或其组合。指示符882也可被称为标记、标识、识别符、笔刷(scrubber)、指针或任何其他合适的术语。
早期的共配准系统需要在有造影剂的情况下获得的血管的路线图X射线图像。在这些早期系统中，共配准的IVUS图像的位置显示在相对于造影剂填充的血管的路线图图像中。由于必须将造影剂引入血管，并必须在有造影剂的情况下拍摄X射线图像，因此这一过程需要更多时间。本公开的优点是避免了在有造影剂的情况下导致的IVUS成像过程的延长，以及与这种延迟和/或造影剂本身相关的潜在的患者不适。此外，一些患者可能会因各种情况(例如肾功能受损)而对不透射线的造影剂敏感。在此类情况下避免使用不透射线的造影剂在临床上是有利的，因为这避免了对患者造成伤害的风险。尤其是，本公开中的路线图X射线图像810不必须在有造影剂的情况下或具有填充了造影剂的血管的情况下获得。相反，由于定位在血管内的导丝890在路线图X射线图像中是可见的，因此可以在没有造影剂的情况下获得路线图X射线图像810。标记或标识882是相对于导丝890而不是血管显示的。
图形用户界面800附加地绘示了ILD 850。使用设备620获取的IVUS图像可被用于创建与IVUS图像840相邻显示的ILD 850。在这方面，IVUS图像840是血管的断层扫描或径向横截面视图。ILD 850提供了血管的纵向横截面视图。ILD 850可以是在沿血管的各种位置获取的IVUS图像的堆叠，使得ILD 850的纵向视图与IVUS图像840的径向横截面视图垂直。在这样的实施例中，ILD 850可显示血管的长度，而单个IVUS图像840是在沿长度的给定位置处的单个径向横截面图像。在另一个实施例中，ILD 850可以是成像过程期间随时间获取的IVUS图像的堆叠，而ILD 850的长度可表示成像过程的时间或持续时间。在回拉过程期间，ILD 850可以实时或接近实时地生成和显示。当设备620获取每个附加的IVUS图像840时，可将其添加到ILD 850中。例如，在回拉过程期间的一个时间点，图8中所示的ILD 850可部分完成。在一些实施例中，处理器电路可基于接收到的IVUS图像生成正被成像的血管的纵向视图的示图。例如，示图可以是血管的程式化版本(stylized version)(例如具有显示管腔边界和血管边界的连续线条)，而不是像ILD 850那样显示实际的血管图像数据。ILD850可包括指示符862。指示符862可以向用户指示获得IVUS图像840的沿ILD 850的位置。因此，指示符862可与指示符882相对应。在一些实施例中，处理器电路可响应指定新位置的用户输入，将指示符882从沿导丝890的一个位置移动到另一个位置。当指示符882移动到不同位置时，指示符862可移动到沿ILD 850的相应位置，并显示在该位置获取的IVUS图像。以这种方式，图形用户界面800中显示的IVUS图像的位置可通过指示符882显示在X射线图像810中，并通过指示符862显示在ILD 850中。类似地，如果处理器电路响应于用户输入在ILD850内移动指示符862，则指示符882就会在图像810内移动到沿导丝890的相应位置，并可显示在该新位置获取的IVUS图像。
处理器电路可通过任何合适的方法或响应任何类型的用户输入来移动指示符882。例如，用户可使用鼠标点击沿导丝890的位置，可使用触摸屏设备触摸沿导丝890的位置，或者可通过任何其他方式指示新位置。例如，用户可通过鼠标、鼠标点击、光标、指针、操纵杆、物理按钮、按压物理按钮的压力、控制板、手指或手指在屏幕上的触摸、手写笔或手写笔在屏幕上的触摸或任何其他手段向系统100输入任何命令。无论使用哪种输入设备，输入设备都可定位成靠近患者或与患者间隔开。例如，输入设备可以是与患者被定位于其上的床或台的导轨联接的床边控制器。输入设备可位于与患者分开的控制室中，并靠近手术室。在一些实施例中，用户可选择并拖动指示符882到沿导丝890的不同位置。类似地，用户也可通过这些方法中的任一种将指示符862移动到沿ILD 850的不同位置。
显示在ILD 850上的指示符862可以是任何合适的外观或定位在任何合适的位置。例如，如图所示，指示符862可包括垂直地横跨ILD 850延伸的线。指示符862可包括任何合适的形状，例如如图所示定位于沿该线的中心点处的圆。在其他实施例中，指示符可以是任何图案、粗细、颜色、形状、轮廓或任何其他外观。指示符862可如图所示定位在ILD 850的上方，或者可以定位在ILD 850的旁边，或者定位在任何其他合适的位置，以便指示获取所示的相应IVUS图像的沿ILD 850的位置。
指示符882和/或指示符862可替代性地被称为任何合适的术语，包括但不限于笔刷、标记、标识、指针或任何其他合适的术语。
X射线图像810可附加地包括一个或多个注释，该一个或多个注释包括书签872、874、876和878以及注释1060、1062和1064。书签872、874、876和878以及注释1062、1064和1060可替代性地被称为标记。在成像过程期间或之后，系统100的处理器电路可响应于用户输入创建与所获取的数据相关的注释。创建的注释可包括任何信息，包括文本、符号、图像或任何其他内容。注释可识别X射线图像中的沿被成像的血管的关注区域。注释可标记IVUS图像。例如，IVUS图像中的一个可显示沿被成像的血管的具有最大收缩、最小管腔面积和/或最大静脉压缩、最小管腔直径、近侧支架边缘的近侧着陆区(例如，血流收缩近侧的健康组织)、远侧支架边缘的远侧着陆区(例如，血流收缩远侧的健康组织)、两根血管连接在一起或分开的位置等的区域。用户可希望对图像进行识别，以更容易地再次定位。注释可识别或突出显示IVUS图像、X射线图像或ILD 850的多个部分。
在一些实施例中，注释可包括书签。在其中系统100的用户在IVUS图像中观察到关注特征的实施例中，处理器电路可响应于识别位置或图像的用户输入，创建与图像对应的书签。例如，在图8中，用户可希望识别具有书签的所示的IVUS图像840。图像840可识别血管内的闭塞或其他关注特征，例如静脉压迫。处理器电路接收到的用户输入可指示处理器电路生成与图像840相关的书签。用户输入可以是任何合适的类型，包括之前描述过的类型。例如，用户输入可以是界面800中的按钮860的选择以创建书签。在识别出IVUS图像840后，可沿ILD 850定位书签876。该书签876可识别所识别出的图像840在血管内所处的沿ILD850的位置。当指示符862和882移动到不同位置时，书签876可以保持在沿ILD 850的相同位置。然后，系统100的用户可选择书签876，来将指示符862快速移动到与书签876相同的位置。这也会导致先前识别出的IVUS图像840被显示在界面800中。
与书签876相对应的附加书签872可放置在X射线图像810中。正如X射线图像810中的指示符882与ILD 850中的指示符862的位置相对应一样，书签872可识别获取标有书签的图像840的沿导丝890的位置。类似地，用户可选择书签872。指示符882可移动到书签872的位置。指示符862也可移动到ILD 850上的书签876的位置，并且IVUS图像840可被显示。
书签872可以是叠加在X射线图像810上的图形表示。处理器电路可响应于指定沿导丝890的位置的用户输入而生成和显示书签872。书签872可以是任何合适的外观，并定位在与X射线图像810有关的任何合适位置处。例如，书签872可以是任何合适的形状、颜色、图案或大小，并可包括任何字母数字文本。在一个实施例中，书签872可包括具有数字的标志。该数字可对应于处理器电路创建的书签872相对于其他生成的书签的顺序。书签872可包括描述书签872、书签872所定位的位置或患者解剖结构的任何其他特征的任何其他合适的文本。如图所示，书签872可定位在导丝890的一侧。书签872可定位在与导丝890间隔开的一些位置。书签872还可被定位成与指示符882相邻。在一些实施例中，书签872可与指示符882重叠或直接定位于指示符882旁。书签872也可位于任何其他合适的位置，包括靠近导丝890、与导丝890相邻或与导丝890重叠。指示符874、876、878、1060或1062中的任一个都可与指示符872相似。
处理器电路可在图形用户界面800中生成书签872、874、876和/或878中的任一种或相似的标记，这些书签和标记可被用于识别图像810、IVUS图像840或ILD 850中的任何合适的结构或特征。在一些应用中，这些书签中的任一个都可识别治疗区域，包括治疗区域的起点和终点，或者起始或结束。此外，这些书签可识别治疗设备或治疗区域或在成像过程期间被成像的区域的近端或远端。
在一些实施例中，系统100可自动识别关注的IVUS图像。例如，系统100可执行各种深度学习技术来分析每个获取的IVUS图像以识别关注特征。系统100可识别沿被成像的血管获取的显示闭塞、病变、计划的着陆区或任何其他相关特征的IVUS图像。当系统100识别出关注的IVUS图像时，其可相似地创建沿ILD 850的书签878。书签878可与书签876相似，因为它可识别被自动识别出的IVUS图像位于血管内的沿ILD 850的位置。当用户浏览不同的IVUS图像时，书签878可保持在相同的位置。然后，用户可以选择书签878以快速将指示符862移动到沿ILD 850的相同位置，并使被自动识别出的IVUS图像显示出来。在一些方面，系统100可使用一些特征自动识别和创建与IVUS图像相关的书签，与在名称为“IntraluminalUltrasound Imaging with Automatic and Assisted Labels And Bookmarks”的美国公开文献No.2020/0129148和于2020年2月4日提交的名称为“Automatic IntraluminalImaging-Based Target and Reference Image Frame Detection and AssociatedDevices,Systems,and Methods”的美国临时专利申请No.62/969857中所述的那些相似，其中的每个都通过引用被全文纳入本文。
在书签878和874之间可能存在与书签876和872相似的关系。与书签878对应的书签874可自动放置在X射线图像810中，并可识别获取被自动识别出的IVUS图像的沿导丝890的位置。
书签872、874、876和878可以具有任何合适的外观。例如，它们可以包括各种形状、图案、颜色、文本或数字。在一些实施例中，手动创建的书签可以具有一种外观，而自动创建的书签可以具有另一种外观。例如，用户手动创建的书签可以是一种颜色，而自动创建的书签则是不同的颜色。在一些实施例中，书签的外观可由用户确定，并实时或接近实时地进行调整，以反映识别出的IVUS图像的各种特征或属性及其沿导丝890和/或ILD 850的相应位置。书签872、874、876和878也可被称为指示符、标记、标识或任何其他合适的术语。
在一些实施例中，用户可基于在X射线图像810中识别出的特征创建书签，并可直接在图像中创建书签。例如，用户可识别靠近患者体内其他解剖特征(例如靠近诸如骨或韧带的结构)的沿被成像的血管的位置。系统100可创建与在X射线图像810中创建的书签相对应的沿ILD 850的书签。系统100还可识别在最接近所创建的书签的位置的位置获取的IVUS图像。
类似地，用户可基于ILD 850的特征创建书签。这些书签可相似地导致系统100在X射线图像810的沿导丝890的相应位置创建相应的书签，并识别在最接近所创建的书签的位置的位置获取的IVUS图像。
在一些实施例中，处理器电路可响应于用户输入在X射线图像810、IVUS图像840和/或ILD 850中生成附加的注释。例如，处理器电路可生成注释1062和1064。注释1062和1064指示沿导丝890定位的血管的关注位置。例如，注释1062、1064可限定医生想要治疗的血管区域。在这种实施例中，注释1062、1064可标记治疗区域的远侧范围或近侧范围。例如，当治疗是外周静脉支架植入术时，注释1062和1064可识别用于球囊或支架的着陆区的沿导丝890位置。例如，注释1064可识别远侧着陆区，注释1062可识别近侧着陆区。注释1062和1064的位置可由用户基于例如IVUS图像、X射线图像810等手动确定。在一些实施例中，系统100还可自动识别或推荐用于支架着陆区的位置。与书签872、874、876和878相似，注释1062和1064可以具有任何合适的外观。例如，它们可以是或包括任何合适的颜色、形状、图案、字母数字文本或任何其他图形表示。注释1062、1064和/或1060的外观可由用户确定。它们可以是直线、曲线、封闭形状、多边形、椭圆、圆或任何其他合适的形状或轮廓。
用户可以创建附加的注释，例如注释1060。注释1060可识别X射线图像810中显示的任何合适的解剖结构。例如，X射线图像810中的注释1060可识别骨盆骨结构。注释1060可识别其他结构，例如各种椎骨、小转子(the lesser trochanter)或其他骨结构。注释1060还可指示血管结构，例如两条血管之间的汇合处或具有闭塞和/或最大压缩的沿血管的位置。在介入性外周手术(例如介入性外周静脉手术)或任何其他手术中，可识别结构中的任一种。
注释1060和/或1062可以是预先限定的形状，或者可以由用户绘制。例如，系统100可以为用户提供各种形状以供选择以相对于X射线图像810定位。系统100替代性地或附加地可响应于用户输入生成自定义形状。注释1060和/或1062可定位在X射线图像中的任何位置。注释的位置可以存储在存储器中。这些位置可被识别为和/或存储为相对于X射线图像整体或相对于导丝的像素坐标。
图9是根据本公开的各个方面的成像过程900和治疗过程950的示意图。例如，图9包括在成像过程900期间获得和显示的图像以及在随后的相关治疗过程950期间获得和显示的图像的表示。在一些实施例中，成像过程900是导管手术的成像阶段，而治疗过程950是同一导管室环节的治疗阶段。
在成像过程900期间，可获得多个管腔外图像910。这些管腔外图像910可以是X射线图像。图像910可利用X射线成像系统151(图1)获取。管腔外图像910中的任一个都可与图8所示的X射线图像810基本相似。管腔外图像910可在血管内成像设备(例如设备102(图1)或620(图6))移动通过患者的血管时获取。管腔外图像910可包括导丝990、管腔内成像导管920和信息标记970中的任一个。
如前所述，在成像过程之前，可将导丝930定位在待成像的患者的血管内。导丝990可与图8所示的导丝890基本相似。导丝990可由不透射线材料制成。因此，导丝990可出现在管腔外图像910中。
与设备102(图1)和/或620(图6)相似，管腔内成像导管920可出现在管腔外图像910中。管腔内成像导管920可由不透射线材料制成。当管腔内成像导管920沿导丝990移动并通过血管时，可获取多个管腔外图像910。因此，可在不同的管腔外图像910中的不同位置观察到管腔内成像导管920。如参照图7所述，在管腔外图像910中导管920的位置可确定导管920的与路径830(图8)或740(图7)相似的路径。由于导管920定位在导丝990上，因此在每个获取的管腔外图像910中都可以观察到导管920沿导丝990定位。
获取的管腔外图像910中的任一个都可附加地包括信息标记970。信息标记970可包括指示符，例如参照图8所述的书签872或874。信息标记970可附加地包括图8中的指示符1062和1064和/或指示符1060。信息标记970可包括附加的图形表示。如所解释的，信息标记970可由系统100的用户创建，或者可由系统100自动创建。它们可识别沿导丝990或血管的关注位置，或者可在管腔外图像910的任一个中识别任何其他合适的关注区域或结构。在一些实施例中，信息标记970还可包括治疗区的起点和/或终点、治疗设备的远侧或近侧着陆区的图形表示，或可用于任何其他目的。
成像过程900可包括多个共配准的管腔内图像940。这些图像940可由管腔内成像导管920获取。这些图像940可与管腔外图像910同时获取。以这种方式，如参照图7所解释的，管腔内图像940可与在管腔外图像910中的一个内的位置(在该位置处获得管腔内图像940)共配准。管腔内图像940可与管腔外图像910中如由导丝990显示的位置共配准。在一些实施例中，管腔内图像940可以是IVUS图像。
在成像过程900后，可将管腔内成像导管920从患者的血管中移除。然而，可将导丝990留在血管内，使得导丝990在血管内保持相同的位置、形状和/或取向。当导丝990留在血管内时，系统100的用户或医生可进行治疗过程950。治疗过程950可包括在成像过程900期间刚刚被成像的血管内放置治疗设备，例如支架。治疗过程950可包括部署支架、用于血管成形术的球囊、冷冻治疗设备、消融设备、给药设备或任何其他治疗设备或物质。在放置期间，治疗设备沿导丝移动通过血管。
如图9所示，治疗过程950可包括获取多个管腔外图像960。患者可在成像过程900和治疗过程950之间保持静止。此外，X射线成像设备的C形臂投影角度和视场(FOV)也可保持不变。因此，被用于获取管腔外图像910的管腔外成像系统可被用于获取管腔外图像960。因此，管腔外图像960可显示与管腔外图像910中显示的相同的患者解剖结构区域。
管腔外图像960可绘示相同的导丝990。由于导丝990在成像过程900和治疗过程950之间没有从患者身上移除，因此相同的导丝990可出现在管腔外图像910和管腔外图像960两者中。导丝990在图像910和960两者中可具有相同的位置、形状或取向，因为患者没有移动。换句话说，患者、导丝890和X射线成像系统151可处于相同的布置结构、位置、姿势或取向。
管腔外图像960与管腔外图像910不同。例如，管腔外图像960在时间上晚于管腔外图像910获得。在这方面，成像过程900在时间上早于治疗过程950出现。管腔外图像960是在治疗过程950期间同时获取的，而管腔外图像910是在成像过程期间同时获取的。例如，管腔外图像960没有绘示管腔内成像导管920，因为导管920在成像过程900之后被从患者解剖结构中移除。然而，与管腔外图像910相似，在治疗过程950期间获得的管腔外图像960也可在没有向患者血管引入造影剂的情况下获得。因此，虽然患者解剖结构内的血管在管腔外图像960中可能不可见，但导丝990和治疗导管922的不透射线部分在管腔外图像960中是可见的。例如，管腔外图像960可显示治疗导管922。治疗导管922可被用于将治疗设备定位在患者血管内的一定位置处。在一些实施例中，治疗设备可以是治疗导管本身。在一些实施例中，治疗设备可以是导管922远端的有效部件。例如，治疗设备可以是可移除地联接到导管922的部件(例如支架、药物等)。例如，导管922可以是治疗输送导管。在一些实施例中，管腔外成像系统可连续获取管腔外图像960，使得可实时或接近实时地显示治疗导管922的移动。以这种方式，例如，当治疗导管922向远侧方向移动时，可在显示的管腔外图像960的连续流中观察到导管922的移动。
显示给用户的管腔外图像960还可包括与成像过程期间随图像910生成的信息标记相同的信息标记970。这些标记970可识别诸如治疗设备的远侧和近侧着陆区等的位置。例如，可将治疗导管922定位在沿血管的适当位置处，使得设备的远端定位于远侧着陆区，近端定位于近侧着陆区。管腔外图像960的连续流中显示的信息标记970可引导以将治疗导管922放置在正确的位置处。类似地，任何其他信息标记970(例如书签或注释)也可显示在管腔外图像960上，以进一步帮助或引导用户。由于管腔外图像960可作为连续流显示，因此信息标记可显示在每个显示的管腔外图像960的相同位置处。
在一些实施例中，在治疗过程期间，用户可能还希望查看沿血管的位置的管腔内图像。由于共配准的管腔内图像940与沿导丝990的位置共配准，并且由于导丝990在管腔外图像960中可见，因此该系统可在管腔外图像960中识别管腔内图像940的沿导丝990的位置。因此，如果在治疗过程期间，用户希望查看着陆区的位置的管腔内图像，则处理器电路可响应于选择沿导丝990的位置的用户输入显示管腔内图像940。需要注意的是，处理器电路可识别并显示该管腔内图像940或由血管内设备获取的任何其他管腔内图像，无论用户选择的位置是否已被标记、被标有书签和/或被注释。然而，在一些情况下，该位置先前可能已被标记、被标有书签和/或被注释过，并可由基于成像过程900期间生成的注释也显示出的信息标记970中的一个来识别。通过这种方式，即使管腔内成像导管920不存在，该系统也能有利地在治疗过程950期间提供血管内图像引导。导丝990的不透射线部分在X射线图像中可见。需要进一步注意的是，在一些实施例中，导丝的不透射线特性或导丝的不透射线部分可取决于成像和治疗过程期间使用的导丝的直径。例如，直径为0.035”的导丝的全部或大部分可以是不透射线的，并因此在X射线图像中是可见的。然而，直径为0.014”的导丝可以只在其远侧末端是不透射线的。在一些实施例中，导丝的不透射线特性或导丝的不透射线部分可取决于形成导丝的材料。不透射线部分可由不透射线材料形成。其他直径的导丝也可取决于其直径而类似地是不透射线的。
在成像过程900期间，信息标记970、信息标记970的位置、管腔内图像940以及管腔内图像940的位置都可存储在与系统100的处理器电路通信的存储器中。随后，在治疗过程950期间，如箭头995和997所示，系统100可调用信息标记970、管腔内图像940和管腔内图像940的相应位置。这些信息标记970不是在治疗过程950期间最初生成的，而是在治疗过程950期间由处理器电路从成像过程900中调用并重新生成的。在一些实施例中，系统100可响应于治疗过程950期间的用户输入在治疗过程期间最初生成附加的信息标记970，包括在之前或之后描述的任何书签和/或注释。在一些实施例中，图9中显示的元件中的任一个都可存储在与系统的处理器电路通信的存储器中，以便之后在成像过程900或治疗过程950期间调用。
图10是根据本公开的各个方面的在治疗过程期间显示X射线图像1010的图形用户界面1000的示意图。图10包括显示导丝890、治疗设备1020、书签872和874、注释1062、1064和1060以及设备追踪指示符1050的X射线图像1010。
图10所示的X射线图像1010可以是在治疗过程期间获得的管腔外图像。例如，X射线图像1010可以与参照图9所述的管腔外图像960基本相似。X射线图像1010可以是在治疗过程期间获得的X射线图像中的一个。在治疗过程期间获得的X射线图像(包括X射线图像1010)可以在没有造影剂的情况下获得。因此，患者的血管在X射线图像1010中可以不是直接可见的。然而，导丝890和治疗设备的不透射线部分可以是可见的。X射线图像1010可以是由X射线成像系统151(图1)获得的X射线图像。它可以绘示与图8的X射线图像810中所示相同或基本相似的解剖结构区域。例如，在如参照图8所述完成成像过程后，相同的导丝890可以留在被成像的血管中。在成像设备620被从血管中移除后，可将治疗设备1020定位在导丝890周围并插入血管中。
如参照图6所解释的，在成像过程期间，成像设备(如设备620)可首先沿导丝向远侧方向移动，随后在获取管腔内图像时向近侧方向移动。在治疗过程期间，治疗设备1020或治疗导管可以以相似的方式移动，或者可以以不同的方式移动。例如，比如支架或血管成形术球囊等治疗设备可向远侧方向移动到需要部署该设备的地点。在远侧方向或近侧方向上的附加的移动可将治疗设备的位置微调到适当的位置。部署后，当输送导管向近侧移动并被从血管中移除时，治疗设备(例如支架)可留在血管内。对于血管成形术球囊，在收缩、向近侧方向移动和被移除之前，该设备可仅径向膨胀并持续一段时间。
X射线图像1010可以是由该系统接收并显示给用户的X射线图像的连续流中的一个。例如，X射线图像1010可利用从X射线成像系统接收的新图像持续更新。因此，当用户沿导丝移动治疗设备1020时，用户可在显示器上看到图像1010中显示的设备1020的移动。
治疗设备1020可以是参照图9所列的设备中的任一个。在一个示例中，治疗设备1020可以是支架。图像1010中显示的设备1020可包括远侧区域1028和近侧区域1026。设备1020的远侧区域1028可包括不透射线标记1024。不透射线标记1024可为用户识别治疗设备1020的远端。类似地，近侧区域1026也可包括不透射线标记1022。不透射线标记1022可为用户识别治疗设备1020的近端。不透射线标记1022和/或不透射线标记1024可联接到治疗输送导管和/或治疗设备本身。在一些实施例中，治疗设备(例如支架)可由不透射线材料制成，使得整个设备在X射线图像1010中是可见的。
X射线图像1010还可显示指示符1062和1064。指示符1062和1064与参照图8所述的处理器电路在先前成像过程期间响应于用户输入生成的指示符1062和1064相同。在该示例中，指示符1062和1064可指向用于治疗设备的着陆区。在成像过程期间生成指示符1062和1064时，系统100可存储这些指示符相对于导丝890的位置，下文将对此进行讨论。以这种方式，系统100就可在X射线图像1010中的与图8的图像810中相同的沿导丝890的位置处显示指示符1062和1064。指示符1062和1064可指导治疗设备1020的放置。例如，如图10所示，在远侧区域1028的不透射线标记1024可以靠近指示符1064定位。在近侧区域1026的不透射线标记1022可靠近指示符1062定位。因此，治疗设备1020可靠近在成像过程期间所选的位置定位。
为了在治疗过程期间进一步辅助放置治疗设备，其他注释(例如注释1060)可在其适当的位置处显示在X射线图像1010中。例如，当注释1060是在成像过程期间生成的时，系统100可存储这些位置并在治疗过程期间将其显示在X射线图像1010上。
在一个实施例中，注释1060、1062和1064的位置或任何其他注释、书签或标记可由系统100存储，而无需参考导丝890。例如，注释1060的位置可作为替代被保存为与图像1010中的像素相对应的两个坐标(例如，X1、Y1)，其中注释1010是在图像810中创建的。由于患者没有移动，X射线成像系统151的C形臂投影角度和FOV在成像过程和治疗过程之间保持一致，并且由于成像和治疗过程期间X射线图像的图像尺寸可以相同或成比例，因此图像810中注释1060的像素位置可以与图像1010中注释1060的像素位置相匹配。例如，如果在成像过程期间获得的X射线图像的尺寸与在治疗过程期间获得的X射线图像的尺寸相同，那么在成像阶段期间获得的X射线图像的双坐标像素位置(例如，X1、Y1)在治疗阶段期间是相同的。在其中X射线图像的尺寸不相同但成比例的示例中，来自成像过程的存储的双坐标像素位置可乘以一定的比例系数。例如，如果来自成像过程的坐标可以是(X1，Y1)，则用于治疗过程的坐标可以是(kX1，kY1)，其中k是比例系数。任何其他注释的位置都可利用相似的方法存储。
在一些实施例中，成像过程期间获得的X射线图像可以与治疗过程期间获得的X射线图像尺寸相同。然而，治疗过程的图像可能会在一定方向上展现几个像素的恒定偏移。在这种实施例中，用户可在治疗阶段期间观察到关注特征(例如骨或血管结构)的识别情况，并进行相应的校正或修改。例如，如果来自成像过程的坐标可以是(X1，Y1)，则用于治疗过程的坐标可以是(X1+r，Y1+r)，其中r表示观察到的恒定偏移。
在一些实施例中，指示符1060、1062和/或1064的位置可相对于导丝890进行存储。例如，处理器电路可限定导丝890的坐标系。由导丝890限定的坐标空间可包括作为沿导丝890的位置的一个轴以及与在任一方向上与沿导丝890的该位置垂直的距离相对应的一个轴。例如，处理器电路可将导丝的近端作为原点，并将从原点向远侧方向的所确定的距离限定为距离单位。该测量值可作为双坐标对的第一坐标。在沿导丝的任意位置处与导丝890垂直的距离可作为同一双坐标对的第二坐标。
系统还可在图像1010中显示书签872和874或相似书签。如参照图8所述，这些书签可识别关注的沿导丝890的位置。例如，如书签872或874的书签可被用于识别发现闭塞、压迫或病变的沿血管的位置，具有最小管腔面积(MLA)、最小管腔直径(MLD)和/或最大压迫的图像帧，识别用于治疗设备的着陆区的位置，识别参考位置(例如，闭塞近侧或远侧的健康组织)或任何其他区域。由于这些书签在成像过程期间与沿导丝890的位置共配准，因此在治疗过程期间可在图像1010中沿导丝890识别这些相同的位置。这些书签还可与在沿导丝890的相同位置处获取的一个或多个IVUS图像相对应。
图形用户界面1000还可显示设备追踪指示符1050。设备追踪指示符1050可指示是否启用设备追踪模式。设备追踪模式可在治疗过程期间显示与治疗设备的当前位置相对应的一个或多个IVUS图像，这将参照图11进行更详细的描述。设备追踪指示符1050可以具有任何合适的外观。例如，它可以包括任何合适的图形表示，例如颜色、符号、图像、图案、形状、线条、轮廓或字母数字文本。图10中所示的指示符1050可以向用户指示设备追踪模式未启用。
图11是根据本公开的各个方面的显示当前X射线图像1010和先前获取的IVUS图像1142和1144的治疗过程的图形用户界面1100的示意图。图形用户界面1100可表示当系统100的设备追踪模式启用时展示的示例性显示，如由指示符1050所示。界面1100包括例示说明标记1122和1124的X射线图像1010、以及IVUS图像1142和相应边界1152以及IVUS图像1144和相应边界1154。
当启用设备追踪功能时，系统100可识别治疗设备1020的不透射线标记1022和1024。例如，处理器电路可在治疗设备1020在血管内移动时例如自动追踪不透射线标记1022和/或1024的实时位置。标记1022和/或1024可以是设置在治疗设备1020上的不透射线部件，用于在治疗过程期间的识别目的。标记1022和/或1024可以是治疗设备1020的任何不透射线部分。系统可以通过任何合适的方法在图像1010中识别不透射线标记1022和1024的位置。例如，系统100可使用图像处理或人工智能方法，尤其是深度学习技术，来识别不透射线标记1022和1024的位置。例如，系统100可使用图像处理技术，例如边缘检测、斑点检测、分割或任何其他合适的图像处理技术。例如，系统100可使用逐像素分析来识别沿导丝的长度在纵向上相邻的暗像素。暗像素中的每个都可与表示背景组织的亮像素在侧向上相邻。
在该系统确定不透射线标记1022和1024的位置后，可为每个不透射线标记确定最近的沿导丝890的位置。由于成像过程期间获取的IVUS图像与沿导丝890的位置共配准，因此该系统可识别与每个识别出的位置相对应的先前获取的IVUS图像。这些IVUS图像可作为图像1142和1144同时显示给用户。
IVUS图像1142和1144可表示在治疗设备的远端和近端的位置处的血管的IVUS图像。例如，IVUS图像1144可以是成像过程期间在治疗设备1020的远端当前所定位的沿导丝的位置处获取的IVUS图像。IVUS图像1142可以是在治疗设备1020的近端当前所定位的沿导丝的位置处获取的IVUS图像。在这方面，IVUS图像1142和1144并不绘示血管的当前状态(例如，在血管内具有治疗设备)。相反，IVUS图像1142和1144绘示了导管室手术的先前成像阶段期间的血管状态。通过同时显示IVUS图像1142和1144两者，系统100的用户可更清楚地理解患者体内的治疗设备1020所处的解剖结构。这是有利的，因为即使血管内没有定位IVUS成像导管且治疗设备不具有IVUS成像，也能为医生提供具体位置的血管内指导。在一些实施例中，正如X射线图像1010可被持续更新一样，IVUS图像1142和1144也可根据治疗设备1020的运动持续更新。例如，当用户沿导丝移动治疗设备时，用户既可看到设备1020在X射线图像1010中移动，又可看到IVUS图像1142和1144发生改变，以显示与治疗设备1020的远端和近端的当前位置相对应的IVUS图像。虽然图11中示出了对应于治疗设备1020的两个不透射线标记的两个IVUS图像，但可以理解的是，界面1100可包括一个或三个或更多个IVUS图像，并且治疗设备可包括由处理器电路识别/追踪的一个或三个或更多个不透射线部分。
通过在治疗过程期间显示持续更新的X射线图像1010，用户可从管腔外视角看到治疗设备1020的位置，从而允许他们将治疗设备1020定位在相对于图像1010中的其他结构或注释的预先确定的位置处。此外，通过在治疗过程期间显示IVUS图像1142和1144，用户可以看到治疗设备在远端和近端两者处正移动通过的血管的横截面径向视图。
与治疗设备1020的远侧区域相关联的IVUS图像1144可通过多种方式与与近侧区域相关联的IVUS图像1142区分开来。例如，定位于IVUS图像1144附近的文本1194可指示图像1144与设备1020的远侧区域相关联。类似地，文本1192可指示图像1142与近侧区域相关联。然而，也可使用附加的图形表示。例如，可结合图像1144显示边界1154。如图所示，边界1154可环绕IVUS图像1144。替代性地，它也可以是任何其他合适的图形表示，例如符号、图标、字母数字文本或任何其他视觉元素。在一个实施例中，边界1154可以具有具体的颜色和/或图案，以区分其自己与IVUS图像1142。在另一个实施例中，IVUS图像1142和1144的位置可区分图像1142和1144。例如，基于标记1122在界面1100内靠近标记1124的沿导丝890的位置处或在标记1124上方的位置处的位置，图11所示的IVUS图像1142可被识别为与标记1122相对应。反之，图像1144的位置可定位于图像1142的下方，因为标记1124远离标记1122定位或定位在界面1100内标记1122的下方。
图像1142还可与边界1152结合显示。边界1152和边界1154一样，可以具有任何合适的外观。它可以是符号、图标、字母数字文本或任何其他视觉元素。它可以具有不同的颜色和/或图案，以便使其本身与IVUS图像1144及其边界1154区分开来。随着使用图形表示来表达IVUS图像1144和1142中的哪个对应于远端或近端，用户可在治疗过程期间快速区分这两个图像。
在一些实施例中，X射线图像1010可包括与IVUS图像1144和1142的位置相对应的附加的标记。例如，图像1010可包括位于治疗设备1020的近端的标记1122和位于远端的标记1124。
在一些实施例中，标记1124的颜色和图案可以与边界1154的颜色和图案相似。以这种方式，用户可以快速、轻松地将边界1154和标记1124关联起来。这还可以方便用户在X射线图像1010中识别IVUS图像1144的沿导丝890的位置。在一些实施例中，标记1124还可以允许用户验证IVUS图像1144与远侧不透射线标记1024的位置对应。例如，如果在识别远侧不透射线标记1024的位置时发生错误，则在标记1124位于图像1010中的与远侧不透射线标记1024不同的位置的情况下，用户可识别该错误。
类似地，标记1122的颜色和图案可以与边界1152的颜色和图案相似，以便将两者关联起来。以这种方式，用户就可以很容易地识别IVUS图像1142的沿导丝890的位置。与标记1124一样，标记1122也可以允许用户验证近侧不透射线标记1022的检测到的位置是准确的。
图12是根据本公开的各个方面的显示当前X射线图像1010和先前获取的IVUS图像1240的治疗过程的图形用户界面1100的示意图。根据用户的指示，系统100可在治疗过程期间显示其他IVUS图像，例如IVUS图像1240。图12中所示的X射线图像1010可包括在沿导丝890的位置1210处的光标1220。
在一些实施例中，在治疗过程期间，用户可能期望查看不同于与治疗设备1020的远端和近端相关联的IVUS图像1144和1142的其他IVUS图像。为此，用户可将光标1220移动至任何沿导丝890的位置并选择该位置。作为响应，该系统可显示与所选位置相关联的IVUS图像。例如，如图12所示，在治疗过程期间，用户可以将光标移动到沿导丝890的位置1210。作为响应，系统100可显示与沿导丝890的位置1210相关联的IVUS图像1240。
IVUS图像1240可以是来自先前成像过程期间获得的IVUS图像中的一个图像。如参照图10所述，成像过程期间获得的IVUS图像可与治疗过程期间获得的X射线图像(包括图12中所示的X射线图像1010)共配准。由于导丝890在成像过程和治疗过程之间没有移动，因此成像过程期间获得的IVUS图像可与X射线图像1010中的沿导丝890的相同位置共配准。此外，处理器电路可响应于选择沿治疗设备1020的位置的用户输入来识别和显示来自成像过程的IVUS图像，因为治疗设备1020沿导丝890移动(例如，治疗设备围绕导丝定位)。因此，每个沿治疗设备1020的位置都对应于沿导丝890的位置。
所选位置1210可对应于沿血管的关注区域。在一些实施例中，它可以先前已由与参照图8所述的书签872和/或874相似的书签识别出。位置1210也可以是在治疗过程期间由用户识别出的关注区域。
用户可使用任何合适的输入设备来选择沿导丝890的位置。例如，用户可通过鼠标、鼠标点击、光标、指针、操纵杆、物理按钮、按压物理按钮的压力、控制板、手指或手指在屏幕上的触摸、手写笔或手写笔在屏幕上的触摸或任何其他方式，选择沿导丝890的位置或向系统100输入任何其他命令。无论使用哪种输入设备，输入设备都可以靠近患者定位或与患者间隔开。例如，输入设备可以是与患者被定位于其上的床或台的导轨联接的床边控制器。输入设备可位于与患者分开的控制室中，并靠近手术室。此外，本公开中描述的用户输入的任一种都可包括这些所列出的输入类型中的任一种。
图13是根据本公开的各个方面的基于先前的管腔外成像、管腔内数据和共配准的用于管腔内治疗引导的方法1300的流程图。如图所示，方法1300包括多个列举的步骤，但方法1300的实施例可包括在列举的步骤之前、之后或之间的附加的步骤。在一些实施例中，一个或多个列举的步骤可以被省略、被以不同的顺序执行或被同时执行。方法1300的各步骤可由系统100中任何合适的部件执行，并且所有步骤不必由相同部件执行。在一些实施例中，方法1300的一个或多个步骤可由系统100的处理器电路(例如图5中的处理器电路510)执行或在其指示下执行，该处理器电路例如包括处理器560或任何其他部件。
在步骤1310处，方法1300包括从存储器中检索与由管腔外成像设备在管腔内成像过程期间随着管腔内成像导管在身体管腔内沿导丝的移动而获得的第一管腔外图像中的第一位置相关联的标记。在一个示例中，第一管腔外图像是在患者的身体管腔内没有造影剂的情况下获得的。第一管腔外图像可显示导丝和管腔内成像导管的不透射线部分。例如，步骤1310可包括从存储器中检索与由X射线成像设备在血管内超声波(IVUS)成像过程期间随着IVUS成像导管在患者血管内沿导丝的移动而获得的第一X射线图像中的第一位置相关联的标记。在一些实施例中，第一X射线图像是在血管内没有造影剂的情况下获得的。第一X射线图像可示出导丝和IVUS成像导管的不透射线部分。在一些实施例中，该标记表示标有书签的IVUS图像、治疗区域或解剖特征中的至少一个。
在步骤1320处，方法1300包括接收由管腔外成像设备在管腔内治疗过程期间随着管腔内治疗设备在身体管腔内沿导丝的移动而获得的多个第二管腔外图像。在一些实施例中，多个第二管腔外图像是在身体管腔内没有造影剂的情况下获得的。多个第二管腔外图像可示出导丝和管腔内治疗设备的不透射线部分。例如，步骤1320可包括接收由X射线成像设备在血管内治疗过程期间随着血管内治疗设备在血管内沿导丝的移动而获得的多个第二X射线图像。在一些实施例中，多个第二X射线图像是在血管内没有造影剂的情况下获得的。多个第二X射线图像可示出导丝和血管内治疗设备的不透射线部分。在一些实施例中，患者、导丝和X射线成像设备在IVUS成像过程和血管内治疗过程中处于相同的布置结构中。
在步骤1330处，方法1300包括识别多个第二管腔外图像中的与第一管腔外图像中的第一位置相对应的第二位置。例如，步骤1330可包括识别多个第二X射线图像中的与第一X射线图像中的第一位置相对应的第二位置，使得第一位置和第二位置表示患者的相同位置。
在步骤1340处，方法1300包括生成包括多个第二管腔外图像和位于多个第二管腔外图像中的第二位置处的标记的屏幕显示。例如，步骤1340可包括生成包括多个第二X射线图像和位于多个第二X射线图像中的第二位置处的标记的屏幕显示。
在步骤1350处，方法1300包括将屏幕显示输出到显示器。
图14是根据本公开的各个方面的基于先前的管腔外成像、管腔内数据和共配准的用于管腔内治疗引导的方法1400的流程图。如图所示，方法1400包括多个列举的步骤，但方法1400的实施例可包括在列举的步骤之前、之后或之间的附加的步骤。在一些实施例中，一个或多个列举的步骤可被省略、被以不同的顺序执行或被同时执行。方法1400的步骤可由系统100中任何合适的部件执行，并且所有步骤不必由相同部件执行。在一些实施例中，方法1400的一个或多个步骤可由系统100的处理器电路(例如图5中的处理器电路510)执行或在其指示下执行，该处理器电路例如包括处理器560或任何其他部件。
在步骤1410处，方法1400包括接收由管腔外成像设备在管腔内治疗过程期间随着管腔内治疗设备在患者的身体管腔内沿导丝的移动而获得的多个第一管腔外图像。在一些实施例中，多个第一管腔外图像是在身体管腔内没有造影剂的情况下获得的。多个第一管腔外图像可示出导丝和管腔内治疗设备的不透射线部分。例如，步骤1410可包括接收由X射线成像设备在血管内治疗过程期间随着血管内治疗设备在患者血管内沿导丝的移动而获得的多个第一X射线图像。在一些实施例中，多个第一X射线图像是在身体管腔内没有造影剂的情况下获得的。多个第一X射线图像可示出导丝和血管内治疗设备的不透射线部分。
在步骤1420处，方法1400包括识别多个第一管腔外图像中的至少一个中的沿导丝的第一位置。例如，步骤1420可包括识别多个第一X射线图像中的至少一个中的沿导丝的一个或多个第一位置。在一些实施例中，一个或多个第一位置与血管内治疗设备的一个或多个不透射线标记和/或用户选择的位置相关联。
在步骤1430处，方法1400包括识别第二管腔外图像中的与多个第一管腔外图像中的至少一个中的沿导丝的第一位置相对应的沿导丝的第二位置，使得第一位置和第二位置表示患者的相同位置。在一些实施例中，第二管腔外图像是由管腔外成像设备在管腔内成像过程期间随着管腔内成像导管在身体管腔内沿导丝的移动而获得的。第二管腔外图像可以在身体管腔内没有造影剂的情况下获得。第二管腔外图像可示出导丝和管腔内成像导管的不透射线部分。例如，步骤1430可包括识别第二X射线图像中的与多个第一X射线图像中的至少一个中的沿导丝的一个或多个第一位置相对应的沿导丝的一个或多个第二位置，使得一个或多个第一位置和一个或多个第二位置表示患者的一个或多个相同位置。在一些实施例中，第二X射线图像是由X射线成像设备在血管内超声(IVUS)成像过程期间随着IVUS成像导管在身体管腔内沿导丝的移动而获得的。第二X射线图像可以在身体管腔内没有造影剂的情况下获得。第二X射线图像可示出导丝和IVUS成像导管的不透射线部分。
在步骤1440处，方法1400包括从存储器中检索在管腔内成像导管的移动期间由管腔内成像导管获得的并与第二管腔外图像中的沿导丝的第二位置共配准的管腔内图像。例如，步骤1440可包括从存储器中检索在IVUS成像导管的移动期间获得并与第二X射线图像中的沿导丝的一个或多个第二位置共配准的一个或多个IVUS图像。
在步骤1450处，方法1400包括生成包括多个第一管腔外图像中的至少一个和管腔内图像的屏幕显示。例如，步骤1450可包括生成包括多个第一X射线图像中的至少一个和一个或多个IVUS图像的屏幕显示。
在步骤1460处，方法1400包括将屏幕显示输出到显示器。
本领域技术人员将认识到，上述装置、系统和方法可以以各种方式修改。因此，本领域普通技术人员将认识到，本公开所涵盖的实施例并不限于上述的具体示例性实施例。在这方面，尽管已经示出和描述了例示说明性的实施例，但在前述公开中设想到广泛的修改、变化和替换。应理解的是，在不偏离本公开的范围的情况下，可以对前述内容做出这种变化。因此，对所附的权利要求广义地且以与本公开相一致方式进行解释是适当的。

Claims (15)

1.一种系统，包括：
被配置为用于与管腔外成像设备、存储器和显示器通信的处理器，其中，所述处理器被配置为：
从所述存储器中检索与由所述管腔外成像设备在管腔内成像过程期间随着管腔内成像导管在身体管腔内沿导丝的移动而获得的第一管腔外图像中的第一位置相关联的标记，其中所述第一管腔外图像是在患者的所述身体管腔内没有造影剂的情况下获得的，其中所述第一管腔外图像示出所述导丝和所述管腔内成像导管的不透射线部分；
接收由所述管腔外成像设备在管腔内治疗过程期间随着管腔内治疗设备在所述身体管腔内沿所述导丝的移动而获得的多个第二管腔外图像，其中所述多个第二管腔外图像是在所述身体管腔内没有所述造影剂的情况下获得的，其中所述多个第二管腔外图像示出所述导丝和所述管腔内治疗设备的不透射线部分；
识别所述多个第二管腔外图像中的与所述第一管腔外图像中的所述第一位置相对应的第二位置；
生成屏幕显示，所述屏幕显示包括：
所述多个第二管腔外图像；以及
位于所述多个第二管腔外图像中的所述第二位置处的所述标记；以及
将所述屏幕显示输出到所述显示器。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述标记表示标有书签的IVUS图像、治疗区域或解剖特征中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述标记是用户生成的。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述标记是由用户绘制的形状。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述标记由所述处理器电路自动生成。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，在所述管腔内成像过程和所述血管内治疗过程中，所述患者、所述导丝和所述X射线成像设备处于相同的布置结构中。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一位置和所述第二位置表示所述患者的相同位置。
8.一种系统，包括：
被配置为用于与X射线成像设备、存储器和显示器通信的处理器，其中，所述处理器被配置为：
从所述存储器中检索与由所述X射线成像设备在血管内超声(IVUS)成像过程期间随着IVUS成像导管在患者的血管内沿导丝的移动而获得的第一X射线图像中的第一位置相关联的标记，其中所述第一X射线图像是在所述血管内没有造影剂的情况下获得的，其中所述第一X射线图像示出所述导丝和所述IVUS成像导管的不透射线部分，其中所述标记表示标有书签的IVUS图像、治疗区域或解剖特征中的至少一个；
接收由所述X射线成像设备在血管内治疗过程期间随着血管内治疗设备在所述血管内沿所述导丝的移动而获得的多个第二X射线图像，其中所述多个第二X射线图像是在所述血管内没有所述造影剂的情况下获得的，其中所述多个第二X射线图像示出所述导丝和所述血管内治疗设备的不透射线部分，其中在所述IVUS成像过程和所述血管内治疗过程中所述患者、所述导丝和所述X射线成像设备处于相同的布置结构中；
识别所述多个第二X射线图像中的与所述第一X射线图像中的所述第一位置相对应的第二位置，使得所述第一位置和所述第二位置表示所述患者的相同位置；
生成屏幕显示，所述屏幕显示包括：
所述多个第二X射线图像；以及
位于所述多个第二X射线图像中的所述第二位置处的所述标记；以及
将所述屏幕显示输出到所述显示器。
9.一种系统，包括：
被配置为用于与管腔外成像设备、存储器和显示器通信的处理器，其中，所述处理器被配置为：
接收由所述管腔外成像设备在管腔内治疗过程期间随着管腔内治疗设备在患者的身体管腔内沿导丝的移动而获得的多个第一管腔外图像，其中所述多个第一管腔外图像是在所述身体管腔内没有造影剂的情况下获得的，其中所述多个第一管腔外图像示出所述导丝和所述管腔内治疗设备的不透射线部分；
识别所述多个第一管腔外图像中的至少一个中的沿所述导丝的第一位置；
识别第二管腔外图像中的与所述多个第一管腔外图像中的至少一个中的沿所述导丝的所述第一位置相对应的沿所述导丝的第二位置，使得所述第一位置和所述第二位置表示所述患者的相同位置，其中所述第二管腔外图像是由所述管腔外成像设备在管腔内成像过程期间随着管腔内成像导管在所述身体管腔内沿所述导丝的移动而获得的，其中所述第二管腔外图像是在所述身体管腔内没有造影剂的情况下获得的，其中所述第二管腔外图像示出所述导丝和所述管腔内成像导管的不透射线部分；
从所述存储器中检索在所述管腔内成像导管的所述移动期间获得的并且与所述第二管腔外图像中的沿所述导丝的所述第二位置共配准的管腔内图像；
生成屏幕显示，所述屏幕显示包括：
所述多个第一管腔外图像中的至少一个；以及
所述管腔内图像；以及
将所述屏幕显示输出到所述显示器。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，为了识别沿所述导丝的所述第一位置，所述处理器被配置为识别所述管腔内治疗设备的不透射线标记。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述处理器被配置为：
识别所述管腔内治疗设备的在所述多个第一管腔外图像中的至少一个中的沿所述导丝的另一第一位置处的另一不透射线标记，其中所述不透射线标记和所述另一不透射线标记被分别布置在所述管腔内治疗设备的近侧部分和远侧部分处。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述处理器被配置为：
识别所述第二X射线图像中的与所述多个第一管腔外图像中的至少一个中的沿所述导丝的所述另一第一位置相对应的沿所述导丝的另一第二位置，使得所述另一第一位置和所述另一第二位置表示所述患者的相同位置；以及
从所述存储器中检索在所述管腔内成像导管的所述移动期间获得的并且与所述第二管腔外图像中的沿所述导丝的所述另一第二位置共配准的另一管腔内图像，
其中，所述屏幕显示包括与所述管腔内图像和所述多个第一管腔外图像中的所述至少一个同时显示的所述另一管腔内图像。
13.根据权利要求10所述的系统，其中，所述处理器被配置为：
自动追踪所述多个第一管腔外图像中的所述不透射线标记；
识别所述多个第一管腔外图像中的至少一个中的用于所述不透射线标记的沿所述导丝的不同位置；
识别所述第二X射线图像中的与所述多个第一管腔外图像中的至少一个中的沿所述导丝的所述不同位置相对应的沿所述导丝的另一位置，使得所述不同位置和所述另一位置表示所述患者的相同位置；
从所述存储器中检索在所述管腔内成像导管的所述移动期间获得的并与所述第二管腔外图像中的沿所述导丝的所述另一位置共配准的另一管腔内图像；以及
修改所述屏幕显示以移除所述管腔内图像并添加所述另一管腔内图像。
14.根据权利要求9所述的系统，其中，为了识别沿所述导丝的所述第一位置，所述处理器被配置为接收选择所述第一位置的用户输入。
15.一种系统，包括：
被配置为用于与X射线成像设备、存储器和显示器通信的处理器，其中，所述处理器被配置为：
接收由所述X射线成像设备在血管内治疗过程期间随着血管内治疗设备在患者的血管内沿着导丝的移动而获得的多个第一X射线图像，其中所述多个第一X射线图像是在所述身体管腔内没有造影剂的情况下获得的，其中所述多个第一X射线图像示出所述导丝和所述血管内治疗设备的不透射线部分；
识别所述多个第一X射线图像中的至少一个中的沿所述导丝的一个或多个第一位置，其中所述一个或多个第一位置与所述血管内治疗设备的一个或多个不透射线标记和/或用户选择的位置相关联；
识别第二X射线图像中的与所述多个第一X射线图像中的至少一个中的沿所述导丝的所述一个或多个第一位置相对应的沿所述导丝的一个或多个第二位置，使得所述一个或多个第一位置和所述一个或多个第二位置表示所述患者的一个或多个相同位置，其中所述第二X射线图像是由所述X射线成像设备在血管内超声(IVUS)成像过程期间随着IVUS成像导管在所述身体管腔内沿所述导丝的移动而获得的，其中所述第二X射线图像是在所述身体管腔内没有造影剂的情况下获得的，其中所述第二X射线图像示出所述导丝和所述IVUS成像导管的不透射线部分；
从所述存储器中检索在所述IVUS成像导管的所述移动期间获得的并与所述第二X射线图像中的沿所述导丝的所述一个或多个第二位置共配准的一个或多个IVUS图像；
生成屏幕显示，所述屏幕显示包括：
所述多个第一X射线图像中的至少一个；以及
所述一个或多个IVUS图像；以及
将所述屏幕显示输出到所述显示器。
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