[發明專利]充血或失血管腔的血管內超聲圖像處理

在審

• 申請號: 201780094890.9
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN111093517A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 托馬斯·C·摩爾;肯德爾·R·沃特斯
• 申請（專利權）人: 阿西斯特醫療系統有限公司
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08;A61B8/12;A61B5/00;A61B5/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 劉成春;安玉

本發明公開了用于對充血或失血管腔的血管內超聲圖像處理的技術。導管組件可包括具有成像元件的血管內成像設備，以對脈管系統成像并產生成像數據。包括可編程處理器的成像引擎可以與血管內成像設備通信。成像引擎可以確定脈管系統的管腔狀態，所確定的管腔狀態指示脈管系統是充血還是血液清除的。成像引擎可以執行信號處理以增強生成的圖像數據。最后，成像引擎可以基于增強的成像數據和所確定的管腔狀態來生成圖像。

技術領域

本發明涉及血管內成像和血管內圖像數據處理的領域。

背景技術

血管內成像通常用于在診斷上識別血管的顯著特征。例如，醫療專業人員可以使用血管內成像系統來幫助識別和定位血管中的阻塞或損傷。常見的血管內成像系統包括血管內超聲(IVUS)系統以及光學相干斷層掃描(OCT)系統。

IVUS系統包括一個或多個超聲換能器，該超聲換能器基于接收的電信號發射超聲能量并且基于各種血管內結構反射的超聲能量發送返回電信號。在某些情況下，具有高分辨率顯示屏的控制臺能夠實時顯示IVUS圖像。以此方式，IVUS可用于在冠狀動脈壁的表面或附近提供血管結構和管腔的體內可視化，包括冠狀動脈管腔、冠狀動脈壁形態以及諸如支架的設備。IVUS成像可用于可視化患病血管，包括患有冠狀動脈疾病的血管。在一些情況下，超聲換能器可以以相對較高的頻率(例如，10MHz-60MHz，在一個實施例中為40MHz-60MHz)操作，并且可以被承載在IVUS導管組件的遠端附近。某些IVUS系統涉及血管的360度可視化(例如，機械旋轉IVUS導管組件，操縱來自相控陣換能器的IVUS信號等)。

換能器接收的電信號可以表示圖像信息，并且可以用于構建圖像。在某些系統中，模擬圖像信息可以被數字化為矢量形式。然后可以由一系列矢量構建圖像。例如，每個包括N個數據點的M個矢量可以用于構建M×N二維圖像。在一些系統中，可以實時生成并顯示患者的血管結構的圖像，以提供這種結構的體內可視化。

超聲換能器通常產生模擬信號并以特定頻率操作。通常，接收到的圖像信息的分辨率隨著換能器的操作頻率和換能器獲取數據的頻率而增加；即，高頻圖像傾向于具有比低頻圖像更好的分辨率。然而，在高頻下獲取的數據通常包括更大的信號損耗，從而信噪比(“SNR”)與低頻圖像相比時會因高頻傳輸相關聯的損耗而較低。如果通過增加的增益放大了圖像強度，則可能會導致產生暗淡，難以看清的圖像或非常嘈雜的圖像。結果，大多數血管內成像以相對較低的頻率執行，犧牲了圖像分辨率以提高SNR。

在某些系統中，處理圖像信息以提高SNR。處理可以包括組合數據諸如平均化、包絡檢測、和/或選擇各種數據點以消除諸如離群值。但是，每個處理步驟都需要時間。例如，在某些系統中，包絡檢測可能要求將每個矢量一一傳遞通過包絡檢測器，從而減慢了成像過程。如果處理延遲過長，則無法生成實時顯示以對正在成像的血管結構進行體內可視化。

發明內容

實施例包括血管內成像系統(例如，IVUS)，該系統自動檢測血液是否已經從成像的血管中移出并相應地調整圖像信號處理。如果成像換能器提供的信號指示在成像時血液存在于成像血管中，則將信號處理為圖像的步驟可各自具有一組相應的屬性。另一方面，如果成像換能器提供的信號指示在成像時血液已從成像的血管中移出，則將信號處理為圖像的一個或多個步驟可以具有一組不同的屬性。圖像處理步驟中的差異可以解釋成像能量(例如，超聲)如何通過血液傳播與通過用于置換血液的流體傳播的差異。血液置換液的實例包括鹽水、造影劑、林格氏溶液、右旋糖酐和乳酸溶液。

如所指出的，在一些實施例中，成像系統還基于血液是否已經被移出來調節信號處理，以產生血管的更準確的圖像。血管內成像系統進行高頻圖像獲取和對整個噪聲范圍進行有效噪聲過濾。進行處理步驟以實現高分辨率，低噪聲圖像。足夠低程度的噪聲允許圖像信息被放大以顯示高分辨率的細節，而又不會將噪聲放大到圖像變得模糊的程度。