[发明专利]用于检测和显示血管内特征的系统和方法

说明书

部分地，本发明涉及用于识别血管内的感兴趣区域的方法。该方法包括如下步骤：提供所述血管的OCT图像数据；将多个不同的边缘检测滤波器应用于所述OCT图像数据以生成对于每个边缘检测滤波器的滤波器响应；在每个边缘检测滤波器响应中识别任何响应最大值；组合对于每个边缘检测滤波器响应的所述响应最大值，同时保持所述响应最大值的空间关系，从而创建边缘滤波的OCT数据；以及分析所述边缘滤波的OCT数据以识别感兴趣区域，所述感兴趣区域被定义为响应最大值的局部集群。在一个实施方式中，一个或多个标记位于一个或多个面板中以着重显示参考血管轮廓，作为用户界面的一部分。

技术领域

本发明部分地涉及用于检测血管中的感兴趣的特征和区域(诸如钙化区域)且用于将那些区域显示给用户的方法。

相关申请的引用

本申请要求在2014年12月12日递交的美国临时申请No.62/091,236和在2015年4月28日递交的美国临时申请No.62/153,816的优先权和权益，上述每个美国临时申请的全部内容通过引用并入在本文中。

背景技术

介入性心脏病学家在导管插入过程期间并入各种各样的诊断工具以便计划、指导和评估治疗方法。荧光检查法通常用于执行血管的造影成像。反过来，这类血管成像被医生用来在干预措施(诸如搭桥手术或支架植入)期间诊断、定位和治疗血管疾病。血管内成像技术(诸如光学相干断层成像术(Optical Coherence Tomography，OCT))也是有价值的工具，这些工具可以代替或结合荧光检查法使用以获得关于对于给定患者的血管的情况的高分辨率数据。

血管内光学相干断层成像术为基于导管的成像模式，其使用光窥视到冠状动脉壁中且生成其图像用以研究。利用相干光、干扰量度法和微光学，OCT可以提供在患病血管内的、具有微米级分辨率的视频速率的体内断层扫描。使用光纤探针以高分辨率查看亚表层组织结构使OCT尤其对于内部组织和器官的微创成像是有用的。利用OCT可能进行的细节级别允许用户诊断以及监控冠状动脉疾病的进展。

血管中的钙斑是心脏病的主要诱因。钙沉积导致血管直径变窄且还使血管壁变硬，这显著降低血管性能。钙斑因此为心血管介入的主要目标之一但仍难以在OCT图像中检测到。

本发明解决对于改进的用于自动识别血管内组织中的钙化区域的检测方法的需求。

发明内容

本发明部分地基于如下发现：血管内组织的钙化区域在血管内图像(诸如光学相干断层成像术(OCT)图像)中呈现特性图案。钙化区域在OCT图像的较明亮的脉管组织背景下，表现为离散的，变暗的形状。此外，钙化区域以一侧或多侧(或在一个实施方式中，所有侧)上的显著边缘为界。这些图案可用于使用训练成检测边缘的自动化计算机程序来使钙化组织区别于其它腔内特征(例如，脂质斑块和正常增厚)。另外，来自许多OCT帧的数据可以被组合且进入图形用户界面仪表板，该仪表板辅助用户进行快速疾病诊断和治疗计划。

在一个实施方式中，使用多个边缘检测滤波器(例如外边缘滤波器、内边缘滤波器、左边缘滤波器、和/或右边缘滤波器)处理OCT图像数据。钙化区域具有显著边缘且对竖直边缘检测滤波器和水平边缘检测滤波器二者响应，而脂质斑块和正常狭窄通常仅对水平边缘检测滤波器响应。直线将从左到右到左来延伸——高密度过渡到低密度。因此，竖直边缘检测(例如左边缘和右边缘)可以用于使钙斑区别于其它斑块类型。另外，来自多个相邻帧的滤波器响应可以被组合以解析大的钙沉积，这可能无法从单个OCT帧解析。