本公开的各个方面涉及识别血管的血液何时被充分清除，以便捕获血管壁的血管内图像。所公开的系统和方法允许基于对多个图像帧的扫描线内的边缘的识别来识别初始血液清除和最终血液清除。可以对多个扫描线的边缘进行分析，以确定针对每个图像帧的平均边缘偏移，并对多个图像帧的平均边缘偏移在不同的时间窗口内进行平均，从而确定何时已出现初始血液清除事件和最终血液清除事件。一旦已识别出最终血液清除事件，所公开的系统就可以自动启动导管回拉程序，以便在已被充分清除血液的一血管长度上捕获血管内图像。长度上捕获血管内图像。长度上捕获血管内图像。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自动回拉触发的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求获得2021年3月3日提交的名称为“用于自动回拉触发的系统和方法”(Systems And Methods For An Automatic Pullback Trigger)的第63/155,833号美国临时申请的权益，该临时申请的全部公开内容在此通过引用的方式并入本文。
[0003]本公开总体上涉及血管系统成像和数据收集的系统和方法的领域。具体而言，本公开涉及一种系统和方法，用于在血管的一段长度上开始血管内图像捕获之前确定是否存在特定的血管条件。
技术介绍
[0004]冠状动脉疾病是导致全球死亡的主要原因之一。更好地诊断、监测和治疗冠状动脉疾病的能力对挽救生命具有重要意义。血管内光学相干断层扫描(OCT)是一种基于导管的成像方式，其利用光窥视冠状动脉壁并生成其图像以供研究。利用相干光、干涉测量学和微光学，OCT可在患病血管内以微米级分辨率提供体内断层扫描的视频速率。使用光纤探头以高分辨率观察亚表层结构使得OCT特别适用于内部组织和器官的微创成像。OCT的这种详细程度使用户能够诊断和监测冠状动脉疾病的进展。
[0005]患者的身体部分的OCT成像为医生和其他人提供了有用的诊断工具。例如，通过血管内OCT对冠状动脉的成像可表明收缩或狭窄的位置。这一信息有助于心脏病专家在侵入性冠状动脉搭桥手术和侵入性较小的基于导管的手术(如血管成形术或支架输送术)之间做出选择。
[0006]OCT结合了超声波的原理、显微镜的成像性能和临床医生熟悉的外形因素。超声波通过反向散射的声音“回声”生成图像，而OCT则利用反射生物组织内的内部微观结构的红外光波。红外光的频率和带宽比医用超声波信号高出几个数量级，从而大大提高了图像分辨率；大约比基于超声波或x射线的模式大8至25倍。OCT使用相干门控检测单散射光子，从而实现类似于超声波或计算机断层扫描(X射线)的断层扫描成像，但分辨率要高得多。尽管标准的电子技术足以处理以声速传播的超声回波，但需要使用干涉测量技术以从OCT使用的光中提取反射的光学信号。由干涉仪测量的输出经计算机处理以生成高分辨率的、实时的、横截面的或三维的组织图像。这项功能强大的技术提供了接近组织学的分辨率的原位组织图像，而无需切除或处理试样。
[0007]心血管OCT的一个潜在局限性是，当腔内有血液时，它无法生成清晰的管腔图像，因为红细胞的成分会强烈地散射近红外光，导致图像重建困难。因此，需要有便于检测管腔内的血液何时已被清除的系统和方法。下文讨论的本专利技术的各方面和实施例可解决这一需求。
技术实现思路
[0008]本公开内容的系统和方法处理血管内图像帧，从而基本上实时识别何时血液已被从血管中充分地清除，以便允许对血管壁进行成像。所公开的系统和方法允许识别初始的血液清除状态，该状态对应于已经开始从血管中清除血液的时刻。此外，可以基于血管内的能见度不再提高这一确定来识别最终的血液清除状态。血管内的能见度是基于连续地或在给定的一段时间内捕获的多个图像帧的扫描线内的边缘的识别来确定的。随着血液被去除，在每个图像帧内识别出的边缘平均地将具有距血管管腔的中心轴线更大的偏移。可以对多个扫描线的边缘进行分析，以确定每个图像帧的平均边缘偏移，并对多个图像帧的平均边缘偏移在不同的时间窗口内进行平均，从而确定何时出现了特定的血液清除状态。血管中血液的清除可分为三种状态：1)“预清除状态”，其对应于血管内有常见血量的时间段；2)“当前正在清除状态”，其对应于正在从血管中清除血液的时间段；以及3)“充分清除状态”，其对应于血液已被从血管中充分地清除的时间段。从预清除状态到当前正在清除状态的过渡可被称为初始清除的时刻，并且从当前正在清除状态到充分清除状态的过渡可被称为最终清除的时刻。血管还可以退化回到先前的状态，例如，血管可以从当前正在清除状态退化到预清除状态，而不会到达充分清除状态。一旦已识别出血管已到达进入充分清除状态的最终清除过渡，所公开的系统就可以自动启动导管回拉程序，以便在已清除血液的血管的一段长度上捕获血管内图像。所公开实施例的其他特征和优点在以下说明和附图中将是显而易见的。
[0009]本文公开了识别血管的管腔内血液清除的方法和系统。根据本公开的各个方面，一个或多个处理器被配置为：获取管腔的多个血管内图像帧；计算针对多个血管内图像帧内的多个扫描线的平均边缘偏移；基于第一组图像帧的平均边缘偏移根据一个或多个初始条件增加来识别第一清除事件；基于初始清除事件的发生并基于第二组图像帧的平均边缘偏移根据一个或多个最终条件并未增加来识别第二清除事件；基于最终清除事件的识别并基于管腔处于充分清除状态的识别来自动启动导管回拉程序。
[0010]根据本公开的其他方面，上述一个或多个初始条件可包括以下至少一者：1)短期时间窗口平均边缘偏移大于预先确定的最大值；以及2)短期时间窗口平均边缘偏移比基线时间窗口平均边缘偏移大至少一个特定的偏移量。此外，预先确定的最大值可被设定为大于最大导管外径偏移。例如，该特定的偏移量可以是40微米。可以使用预先确定的最近捕获的图像帧的数量来计算短期时间窗口平均边缘偏移。可以使用大于0.5秒的时间段内捕获的图像帧来计算基线时间窗口平均边缘偏移。
[0011]根据本公开的其他方面，上述一个或多个最终条件可包括以下至少一者：1)对于在初始清除事件后捕获的图像帧，中间时间窗口平均边缘偏移的每帧增量小于中间时间窗口平均边缘偏移的最大每帧增量；以及2)自从已经在多个图像帧中的一个或多个图像帧中观察到最大清除区域以来，已经过去了一个预先确定的时间段。中间时间窗口平均边缘偏移可基于在小于0.5秒的时间段内捕获的图像帧。最大清除区域可基于针对一个或多个图像帧的平均边缘偏移，并且其中预先确定的时间段为至少40秒。
[0012]在本公开的其他方面中，可以基于一个或多个图像帧的扫描线的范围内的最小像素强度值和最大像素强度值的识别来计算边缘阈值。
[0013]在本公开的其他方面中，多个血管内图像由导管设备捕获，该导管设备具有带有
透明层和掺杂层的鞘，并且其中计算边缘阈值包括：在与透明层相对应的扫描线范围内识别最小像素强度值，以及在与掺杂层相对应的扫描线范围内识别最大像素强度值。多个血管内图像帧内的边缘可基于已选择的扫描线的至少一个像素强度值具有大于第一边缘阈值的强度的识别，并基于已选择的扫描线的至少一个像素强度值具有小于第二边缘阈值的强度值的识别，其中第一边缘阈值大于第二边缘阈值。
附图说明
[0014]图1是根据本公开的各方面的OCT成像和数据收集系统的示意图。
[0015]图2是根据本公开的各方面观察到的管腔内血液清除的图示。
[0016]图3至图5是代表根据本公开的各方面的血液清除期间的不同时间段的带注释的OCT图像帧。
[0017]图6是根据本公开的各方面识别初始清除状态和最终清除状态的流程图。
[0018]图7是根据本公开的各方面计算边缘阈值的流程本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种识别管腔内的血液清除的方法，包括：由一个或多个处理器访问管腔的多个血管内图像帧；由所述一个或多个处理器计算针对所述多个血管内图像帧内的多个扫描线的平均边缘偏移；由所述一个或多个处理器，基于针对第一组图像帧的平均边缘偏移按照一个或多个初始条件增加，识别第一清除事件；由所述一个或多个处理器，基于所述第一清除事件的发生，并基于第二组图像帧的平均边缘偏移按照一个或多个最终条件并未增加，识别第二清除事件。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：由所述一个或多个处理器，基于对所述第二清除事件的识别，并且基于所述管腔处于充分清除状态的识别，自动启动导管回拉程序。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个初始条件包括以下至少一者：1)短期时间窗口平均边缘偏移大于预先确定的最大值；以及2)所述短期时间窗口平均边缘偏移比基线时间窗口平均边缘偏移大至少一个特定的偏移量。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述预先确定的最大值大于最大导管外径偏移。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述特定的偏移量为40微米。6.根据权利要求3所述的方法，其中所述短期时间窗口平均边缘偏移是使用预先确定的最近捕获的图像帧的数量计算的。7.根据权利要求3所述的方法，其中所述基线时间窗口平均边缘偏移是使用在大于0.5秒的时间段内捕获的图像帧计算的。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个最终条件包括以下至少一者：1)对于在所述第一清除事件后捕获的图像帧，中间时间窗口平均边缘偏移的每帧增量小于所述中间时间窗口平均边缘偏移的最大每帧增量；以及2)自从在所述多个图像帧中的一个或多个图像帧中已经观察到最大清除区域以来，已经过去一个预先确定的时间段。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述中间时间窗口平均边缘偏移基于在小于0.5秒的时间段内捕获的图像帧。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述最大清除区域基于针对一个或多个图像帧的平均边缘偏移，且其中所述预先确定的时间段为至少40秒。11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：由所述一个或多个处理器基于一个或多个图像帧的所述扫描线的范围内的最小像素强度值和最大像素强度值的识别来计算边缘阈值。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述多个血管内图像由导管设备捕获，所述导管设备具有带有透明层和掺杂层的鞘，并且其中计算所述边缘阈值包括：在与所述透明层相对应的扫描线范围内识别所述最小像素强度值，以及在与所述掺杂层相对应的扫描线范围内识别所述最大像素强度值。13.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：由所述一个或多个处理器，基于所选择的扫描线的至少一个像素强度值具有大于第一边缘阈值的强度的识别，并且基于所选择的扫描线的至少一个像素强度值具有小于第二边缘阈值的强度值的识别，识别所述多个血管内
图像帧内的边缘，其中所述第一边缘阈值大于所述第二边缘阈值。14.一种识别管腔内的血液清除的系统，包括：存储器，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：光实验成像公司，
类型：发明
国别省市：
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