[发明专利]支架可视化和贴壁不良检测系统、设备和方法

说明书

部分地，本发明涉及适合在2‑D或3‑D图像中显示支架贴壁不良的基于计算机的方法、设备和系统。阈值贴壁不良距离可以被设定为输入，响应于该输入，成像管线中的软件组件自动检测支架支柱并计算与管腔轮廓的贴壁不良距离。支架支柱尺寸的投影可用于补偿由管腔中成像探针取向引起的支架成像伪影。

背景技术

冠状动脉疾病是世界范围内死亡的主要原因之一。更好地诊断、监控和治疗冠状动脉疾病的能力可具有挽救生命的重要性。血管内光学相干断层扫描(OCT)是基于导管的显像模式，其利用光窥视冠状动脉壁并生成其图像用于研究。利用相干光、干涉和微光学，OCT可以以微米级分辨率提供病变血管内视频速率的体内断层扫描。采用光纤探针高分辨率观察表面下结构使得OCT特别有利于内部组织和器官的微创成像。用OCT使细节的该水平成为可能，这允许临床医生诊断以及监控冠状动脉疾病的进展。

患者身体部分的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以揭示窄化或狭窄(stenosis)的位置。这些信息有助于心脏病专家在侵入冠脉搭桥手术和基于导管的微创程序(诸如血管成形术或支架递送)之间进行选择。虽然是普遍的选择，但支架递送有其自身相关的风险。

支架是常常由网眼形成的管状结构。它可以插入到血管中并扩张以抵消限制血流的狭窄条件。支架通常是由金属或聚合物支架构成。它们可以通过导管部署到狭窄部位。在心血管程序期间，支架可经由导向线通过导管被递送到狭窄部位，并使用气囊扩张。通常，使用预设压力使支架扩张以放大狭窄血管的管腔。

部署支架时，存在影响患者结果的几个因素。在一些程序中，应将支架的直径扩张到相当于相邻健康血管段的直径。支架过度扩张可能会对血管造成大面积损伤，使得它易于切开、脱落以及内壁出血。扩张不足的支架可能不足以扩张血管。如果部分支架未能接触血管壁，则可能增加血栓形成的风险。膨胀不足或贴壁不良的支架可能无法恢复正常流动。显然，安装支架后，支架贴壁不良和支架扩张不足可导致各种问题。

存在与支架布置和相关程序有关的其他挑战。使用血管造影系统可视化支架相对于血管壁的部署，承担检查时的挑战。此外，手动浏览图像以确定每个图像基础上支架的位置也容易出错。考虑到在支架中使用的金属的反射特性，可能导致诸如晕染(blooms)或图像拖尾的各种成像伪影和影响，当它们出现时会劣化图像。这些伪影和影响进一步加剧用户手动分析支架和血管结构的困难。

本发明解决了这些挑战和其他挑战。

发明内容

部分地，本发明涉及用于可视化并测量支架相对于血管壁的位置的基于计算机的方法、系统和设备。在一个实施例中，使用一组OCT图像数据执行血管中的诸如支架贴壁不良的支架位置变化的检测。在一个实施例中，支架的结构部件被称为支架支柱。使用相对于有支架的血管获得的OCT数据可对支架可视化并测量，随后支架显示为支架支柱或作为一个或多个图形用户界面(GUI)的一部分的支架部分。这种界面可以包括使用由OCT系统获得的距离测量生成的血管的一个或多个视图。

作为扩张狭窄区域的过程的一部分，支架被引入到具有闭合或折叠状态的狭窄区域的血管管腔。不幸的是，作为这个过程的一部分，如果气囊或部件未充分扩张，该支架的部分可能不能被正确部署。在一些情况下，这会导致支架不与血管壁接触。结果是，该支架可能贴壁不良，支架的外表面与血管壁之间有间隙。这个未充分扩张的支架可能需要后续处理来纠正。阈值可以设定为基础值，以执行使用图像处理管线的阶段中生成的管腔边界或轮廓确定的分离距离与已被评估或过滤以降低不希望的视觉伪影的影响的支架支柱位置的比较。

在一个实施例中，评估参考帧和成像伪影和影响以生成输入和参数来选择合适的距离度量。该距离度量用于获得支架支柱和血管壁之间的测量，以评估支架贴壁不良的程度。这种距离度量和有关支架反射和管腔中探针位置的其他考虑的选择可用于减少或补偿不希望的成像伪影和影响。进而，这些因素和结合这类特征的基于软件的方法可以提高图像质量和/或测量准确性，导致更好的患者结果。