本申請(qǐng)主張享有Klaiman于2014年5月14日提交的名稱為“在醫(yī)療裝置在場(chǎng)的情況下的圖像分析(Image analysis in the presence of a medical device)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/993,123的優(yōu)先權(quán)，該美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的一些應(yīng)用大體上涉及醫(yī)學(xué)成像。具體來說，本發(fā)明的一些應(yīng)用涉及醫(yī)學(xué)成像和當(dāng)這些圖像是在受試者身體中存在工具的情況下獲取的時(shí)對(duì)這類圖像的分析。

背景技術(shù)：

比如冠狀動(dòng)脈導(dǎo)管插入術(shù)的血管導(dǎo)管插入術(shù)是經(jīng)常執(zhí)行的醫(yī)療介入術(shù)。通常執(zhí)行這類介入術(shù)以便針對(duì)潛在的疾病診斷血管和/或治療患病的血管。通常，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)血管的觀察，在腔外成像下執(zhí)行導(dǎo)管插入術(shù)。另外，對(duì)于一些手術(shù)，使用腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置來執(zhí)行腔內(nèi)成像和/或測(cè)量。腔外成像和(在適用的情況下)腔內(nèi)數(shù)據(jù)通常在介入術(shù)的過程中以及在手術(shù)后由醫(yī)務(wù)人員彼此聯(lián)合評(píng)估。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

對(duì)于本發(fā)明的一些應(yīng)用，計(jì)算機(jī)處理器分析圖像的給定像素，以便自動(dòng)地識(shí)別所述像素是否對(duì)應(yīng)于圖像內(nèi)的對(duì)象的一部分。通常，所述分析是針對(duì)受試者的血管的圖像(例如，熒光圖像)執(zhí)行的，并且被用來識(shí)別圖像內(nèi)的給定像素是否對(duì)應(yīng)于設(shè)置在血管內(nèi)的對(duì)象(例如，裝置)的一部分。例如，設(shè)置在血管內(nèi)的對(duì)象可以是引導(dǎo)導(dǎo)管、絲線(例如，導(dǎo)絲)、腔內(nèi)治療裝置、腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置、不透射線標(biāo)志和/或支架。

為了分析所述像素，計(jì)算機(jī)處理器對(duì)圍繞所述像素設(shè)置的一組同心圓進(jìn)行取樣。計(jì)算機(jī)處理器將第一函數(shù)應(yīng)用到所述圓中的每一個(gè)，使得所述圓由第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符(rotationally invariant descriptors)限定。例如，計(jì)算機(jī)處理器可將時(shí)頻域變換(例如，傅里葉變換、離散正弦變換和/或離散余弦變換)應(yīng)用到所述圓，并且計(jì)算機(jī)處理器可確定所述圓中的每一個(gè)的時(shí)頻域變換的絕對(duì)系數(shù)。

計(jì)算機(jī)處理器將第二函數(shù)應(yīng)用到所述一組圓，以致生成第二組描述符，第二組描述符中的每一個(gè)表示所述圓的各個(gè)對(duì)之間的差異。計(jì)算機(jī)處理器隨后將第三函數(shù)應(yīng)用到第二組描述符，使得第二組描述符通過變?yōu)樾D(zhuǎn)不變的而形成第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符。例如，計(jì)算機(jī)處理器可將時(shí)頻域變換(例如，傅里葉變換、離散正弦變換和/或離散余弦變換)應(yīng)用到第二組描述符，并且計(jì)算機(jī)處理器可確定第二組描述符中的每一個(gè)的時(shí)頻域變換的絕對(duì)系數(shù)。

對(duì)于一些應(yīng)用，計(jì)算機(jī)處理器生成表示第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符和第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符的組合的代表性描述符。

對(duì)于一些應(yīng)用，計(jì)算機(jī)處理器首先生成表示圓的各個(gè)對(duì)之間的差異的一組描述符。隨后，計(jì)算機(jī)處理器通過以下操作生成第一旋轉(zhuǎn)不變描述符和第二旋轉(zhuǎn)不變描述符：(a)將時(shí)頻域變換(例如，傅里葉變換、離散正弦變換和/或離散余弦變換)應(yīng)用到所述圓和表示圓的各個(gè)對(duì)之間的差異的所述一組描述符兩者，和(b)確定產(chǎn)生的時(shí)頻域變換的絕對(duì)系數(shù)。通常，這些步驟的輸出是代表所述圓和所述圓之間的差異兩者的多組旋轉(zhuǎn)不變描述符的描述符。

代表性描述符相對(duì)于圍繞所述像素取樣的區(qū)域是旋轉(zhuǎn)不變的，并且使得同心圓相對(duì)于彼此的旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)被限定。計(jì)算機(jī)處理器基于所述代表性描述符和/或基于第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符和第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符，例如通過將機(jī)器學(xué)習(xí)分類應(yīng)用到所述代表性描述符和/或應(yīng)用到第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符和第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符，來識(shí)別所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分。計(jì)算機(jī)處理器至少部分地響應(yīng)于識(shí)別所述給定像素對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分而生成輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用，通過關(guān)于圖像內(nèi)的多個(gè)像素執(zhí)行上述分析來確定圖像內(nèi)的所述對(duì)象的位置。對(duì)于一些應(yīng)用，響應(yīng)于確定給定圖像內(nèi)的所述對(duì)象的位置，通過使所述圖像中的每一個(gè)中的所述對(duì)象的位置彼此對(duì)準(zhǔn)來使所述圖像與第二圖像對(duì)準(zhǔn)。替代地或另外，給定圖像內(nèi)的所述對(duì)象的位置的識(shí)別被用來例如根據(jù)Tolkowsky的US 2012/0004537、Steinberg的US2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472(所述文獻(xiàn)通過引用的方式并入本文)中所述的技術(shù)而利于確定管腔內(nèi)的腔內(nèi)裝置的位置。進(jìn)一步替代地或另外，給定圖像內(nèi)的所述對(duì)象的位置的識(shí)別被用來例如根據(jù)Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的技術(shù)而利于確定用于所述圖像與第二圖像之間的映射的變換函數(shù)，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。

對(duì)于本發(fā)明的一些應(yīng)用，計(jì)算機(jī)處理器確定用于管腔的腔外路線圖圖像內(nèi)的位置與管腔的第二腔外圖像內(nèi)的位置之間的映射的變換函數(shù)。通常，獲取管腔的至少一個(gè)第一腔外圖像，并且計(jì)算機(jī)處理器將所述至少一個(gè)第一腔外圖像指定為路線圖圖像。進(jìn)一步通常，獲取管腔的第一組腔外圖像，并且計(jì)算機(jī)處理器將第一組圖像中的至少一個(gè)指定為路線圖圖像。計(jì)算機(jī)處理器在所述路線圖圖像內(nèi)指定路線圖路徑。

獲取至少一個(gè)附加的腔外圖像。通常，獲取管腔的第二組腔外圖像。進(jìn)一步通常，第二組腔外圖像是熒光圖像，其中至少一些是在管腔內(nèi)不存在造影劑的情況下，并且進(jìn)一步通常在腔內(nèi)裝置(例如，腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置或腔內(nèi)治療裝置)設(shè)置在管腔內(nèi)時(shí)獲取的。

計(jì)算機(jī)處理器通過將評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至附加的腔外圖像(例如，屬于第二組腔外圖像的圖像)內(nèi)的至少一些像素，使得對(duì)其應(yīng)用評(píng)分函數(shù)的所述像素中的每一個(gè)被指定一指示所述像素具有給定特性的程度的得分，來生成得分圖像。應(yīng)注意的是，對(duì)于一些應(yīng)用，評(píng)分函數(shù)并不導(dǎo)致將所述像素識(shí)別為對(duì)應(yīng)于給定對(duì)象(如引導(dǎo)導(dǎo)管、絲線或不透射線標(biāo)志)。對(duì)于一些應(yīng)用，將單個(gè)濾波器應(yīng)用至所述圖像。例如，可將海森(Hessian)濾波器或高通濾波器應(yīng)用至所述圖像的至少一部分。對(duì)于一些應(yīng)用，評(píng)分函數(shù)將指示像素的強(qiáng)度的得分指定給像素中的每一個(gè)。替代地或另外，評(píng)分函數(shù)將指示像素可能對(duì)應(yīng)于非解剖學(xué)對(duì)象的程度的得分指定給像素中的每一個(gè)。

基于像素中的對(duì)其應(yīng)用評(píng)分函數(shù)的至少一些的得分，計(jì)算機(jī)處理器確定路線圖路徑的一部分與得分圖像內(nèi)的曲線之間的對(duì)應(yīng)性。通常，計(jì)算機(jī)處理器通過采用最佳擬合算法以便將路線圖路徑最佳地?cái)M合到所述圖像的像素來確定路線圖路徑的所述部分與得分圖像內(nèi)的曲線之間的對(duì)應(yīng)性，所述像素的得分指示所述像素可能對(duì)應(yīng)于路線圖路徑的像素。

基于路線圖路徑的所述部分與得分圖像內(nèi)的曲線之間的對(duì)應(yīng)性，計(jì)算機(jī)處理器確定用于路線圖圖像內(nèi)的位置與附加的腔外圖像(例如，屬于第二組腔外圖像的圖像)內(nèi)的位置之間的映射的變換函數(shù)。響應(yīng)于所確定的變換函數(shù)，計(jì)算機(jī)處理器生成輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用，基于所確定的變換函數(shù)，計(jì)算機(jī)處理器例如根據(jù)Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的技術(shù)來確定腔內(nèi)裝置在管腔內(nèi)的位置，所述兩個(gè)申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。例如，當(dāng)腔內(nèi)裝置在管腔內(nèi)時(shí)，可獲取附加的腔外圖像。基于變換函數(shù)，計(jì)算機(jī)處理器可確定腔內(nèi)裝置關(guān)于路線圖圖像的位置，并且可生成指示腔內(nèi)裝置關(guān)于路線圖圖像的所確定的位置的輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用，基于變換函數(shù)，計(jì)算機(jī)處理器確定管腔內(nèi)的由腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置(例如，腔內(nèi)成像裝置，或被配置成獲取多個(gè)功能性腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置)獲取一個(gè)或多個(gè)腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的位置?；诠芮粌?nèi)的獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的所確定的位置，計(jì)算機(jī)處理器可比如通過生成腔內(nèi)圖像堆棧，和/或通過生成腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)與管腔內(nèi)的獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的位置之間的對(duì)應(yīng)性的指示來生成輸出。替代地，基于管腔內(nèi)的獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的所確定的位置，計(jì)算機(jī)處理器可使用以上所述的和/或如Tolkowsky的US 2012/0004537、Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的技術(shù)共同使用腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)和腔外圖像，所述文獻(xiàn)通過引用的方式并入本文。

因此，根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用，提供一種用于與包含對(duì)象的圖像一起使用的方法，所述方法包括：

使用至少一個(gè)計(jì)算機(jī)處理器，通過以下操作自動(dòng)地識(shí)別所述圖像內(nèi)的給定像素是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的一部分：

從所述圖像抽取圍繞所述像素設(shè)置的一組同心圓作為樣本；

將第一函數(shù)應(yīng)用至所述圓中的每一個(gè)，使得所述圓由第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符限定；

將第二函數(shù)應(yīng)用至所述一組圓以致生成第二組描述符，所述第二組描述符中的每一個(gè)表示所述圓的各個(gè)對(duì)之間的差異；

將第三函數(shù)應(yīng)用至所述第二組描述符，使得所述第二組描述符通過變?yōu)樾D(zhuǎn)不變的而形成第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符；以及

基于所述第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符和所述第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符，識(shí)別所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分；以及

至少部分地響應(yīng)于識(shí)別所述給定像素對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分而生成輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用，基于所述第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符和所述第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符識(shí)別所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分包括將機(jī)器學(xué)習(xí)分類應(yīng)用至所述第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符和所述第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述方法進(jìn)一步包括通過以下操作選擇對(duì)其應(yīng)用所述識(shí)別的像素：

對(duì)于所述圖像的至少一部分內(nèi)的每一像素，確定對(duì)象性測(cè)度，所述對(duì)象性測(cè)度測(cè)量所述像素與所述圖像內(nèi)的其他像素一起形成具有給定特性的一組像素的一部分的程度，所述給定特性與所述對(duì)象的所述部分相關(guān)聯(lián)；以及

通過選擇選自由以下各項(xiàng)組成的群組的像素來選擇對(duì)其應(yīng)用所述識(shí)別的所述像素：設(shè)置在形成所述一組像素的一部分的至少一些像素附近的像素和屬于所述一組像素的像素。

所述方法用于與受試者的血管的圖像一起使用，并且自動(dòng)地識(shí)別所述圖像內(nèi)的所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分包括自動(dòng)地識(shí)別所述圖像內(nèi)的所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于設(shè)置在所述血管內(nèi)的對(duì)象的一部分。

對(duì)于一些應(yīng)用，自動(dòng)地識(shí)別所述圖像內(nèi)的所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分包括自動(dòng)地識(shí)別所述圖像內(nèi)的所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于設(shè)置在所述血管內(nèi)的選自由以下各項(xiàng)組成的群組的對(duì)象的一部分：引導(dǎo)導(dǎo)管、絲線、腔內(nèi)成像裝置、不透射線標(biāo)志和支架。

對(duì)于一些應(yīng)用，將所述第一函數(shù)應(yīng)用至所述圓中的每一個(gè)使得所述圓由第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符限定包括計(jì)算所述圓中的每一個(gè)的時(shí)頻域變換的絕對(duì)系數(shù)。

對(duì)于一些應(yīng)用，計(jì)算所述圓中的每一個(gè)的時(shí)頻域變換的絕對(duì)系數(shù)包括計(jì)算所述圓中的每一個(gè)的時(shí)頻域變換的絕對(duì)系數(shù)，其中所述時(shí)頻域變換選自由以下各項(xiàng)組成的群組：傅里葉變換、離散正弦變換和離散余弦變換。

對(duì)于一些應(yīng)用，將所述第三函數(shù)應(yīng)用至所述第二組描述符包括計(jì)算所述第二組描述符中的每一個(gè)的時(shí)頻域變換的絕對(duì)系數(shù)。

對(duì)于一些應(yīng)用，計(jì)算所述第二組描述符中的每一個(gè)的時(shí)頻域變換的絕對(duì)系數(shù)包括計(jì)算所述第二組描述符中的每一個(gè)的時(shí)頻域變換的絕對(duì)系數(shù)，其中所述時(shí)頻域變換選自以下各項(xiàng)組成的群組：傅里葉變換、離散正弦變換和離散余弦變換。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述方法進(jìn)一步包括至少部分地響應(yīng)于識(shí)別出所述給定像素對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分而將所述圖像與第二圖像對(duì)準(zhǔn)。

對(duì)于一些應(yīng)用，生成所述輸出包括將所述圖像和所述第二圖像顯示在將所述圖像和所述第二圖像彼此對(duì)準(zhǔn)的圖像流中。

對(duì)于一些應(yīng)用，生成所述輸出包括基于所述圖像和所述第二圖像的對(duì)準(zhǔn)生成合成圖像。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述方法進(jìn)一步包括至少部分地響應(yīng)于識(shí)別出所述給定像素對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分，確定用于所述圖像與所述第二圖像之間的映射的變換函數(shù)，并且生成所述輸出包括基于所確定的變換函數(shù)生成所述輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用：

所述方法用于與設(shè)置在受試者的血管內(nèi)的腔內(nèi)裝置的圖像一起使用，

自動(dòng)地識(shí)別所述圖像內(nèi)的所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分包括自動(dòng)地識(shí)別所述圖像內(nèi)的所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于設(shè)置在所述血管內(nèi)的對(duì)象的一部分，

所述方法進(jìn)一步包括，基于所確定的變換函數(shù)，確定所述腔內(nèi)裝置在所述血管內(nèi)的位置，并且

生成所述輸出包括響應(yīng)于所述腔內(nèi)裝置的所確定的位置而生成所述輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用：

所述腔內(nèi)裝置包括腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置，

確定所述腔內(nèi)裝置在所述血管內(nèi)的位置包括確定所述血管內(nèi)的由所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的位置，并且

生成所述輸出包括基于確定出所述血管內(nèi)的由所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置獲取所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的位置來生成所述輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用：

所述方法用于與設(shè)置在受試者的血管內(nèi)的腔內(nèi)裝置的圖像一起使用，

自動(dòng)地識(shí)別所述圖像內(nèi)的所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分包括自動(dòng)地識(shí)別所述圖像內(nèi)的所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于設(shè)置在所述血管內(nèi)的對(duì)象的一部分，

所述方法進(jìn)一步包括，至少部分地響應(yīng)于識(shí)別出所述給定像素對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分，確定所述腔內(nèi)裝置在所述血管內(nèi)的位置，并且

生成所述輸出包括響應(yīng)于所述腔內(nèi)裝置的所確定的位置而生成所述輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用：

所述腔內(nèi)裝置包括腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置，

確定所述腔內(nèi)裝置在所述血管內(nèi)的位置包括確定所述血管內(nèi)的由所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的位置，并且

生成所述輸出包括基于確定出所述血管內(nèi)的由所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置獲取所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的所述位置來生成所述輸出。

根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用，另外提供一種用于與包含對(duì)象的圖像一起使用的設(shè)備，所述設(shè)備包括：

輸出裝置；以及

至少一個(gè)計(jì)算機(jī)處理器，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成：

通過以下操作自動(dòng)地識(shí)別所述圖像內(nèi)的給定像素是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的一部分：

從所述圖像抽取圍繞所述像素設(shè)置的一組同心圓作為樣本；

將第一函數(shù)應(yīng)用至所述圓中的每一個(gè)，使得所述圓由第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符限定；

將第二函數(shù)應(yīng)用至所述一組圓以致生成第二組描述符，所述第二組描述符中的每一個(gè)表示所述圓的各個(gè)對(duì)之間的差異；

將第三函數(shù)應(yīng)用至所述第二組描述符，使得所述第二組描述符通過變?yōu)樾D(zhuǎn)不變的而形成第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符；以及

基于所述第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符和所述第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符，識(shí)別所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分；以及

至少部分地響應(yīng)于識(shí)別出所述給定像素對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分，在所述輸出裝置上生成輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過將機(jī)器學(xué)習(xí)分類應(yīng)用至所述第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符和所述第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符，來識(shí)別所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過以下操作選擇對(duì)其應(yīng)用所述識(shí)別的像素：

對(duì)于所述圖像的至少一部分內(nèi)的每一像素，確定對(duì)象性測(cè)度，所述對(duì)象性測(cè)度測(cè)量所述像素與所述圖像內(nèi)的其他像素一起形成具有給定特性的一組像素的一部分的程度，所述給定特性與所述對(duì)象的所述部分相關(guān)聯(lián)；以及

通過選擇選自由以下各項(xiàng)組成的群組的像素來選擇對(duì)其應(yīng)用所述識(shí)別的像素：設(shè)置在形成所述一組像素的一部分的至少一些像素附近的像素和屬于所述一組像素的像素。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述設(shè)備用于與受試者的血管的圖像一起使用，并且所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過自動(dòng)地識(shí)別所述圖像內(nèi)的所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于設(shè)置在所述血管內(nèi)的對(duì)象的一部分，來自動(dòng)地識(shí)別所述圖像內(nèi)的所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過自動(dòng)地識(shí)別所述圖像內(nèi)的所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于設(shè)置在所述血管內(nèi)的選自由以下各項(xiàng)組成的群組的對(duì)象的一部分來自動(dòng)地識(shí)別所述圖像內(nèi)的所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分：引導(dǎo)導(dǎo)管、絲線、腔內(nèi)成像裝置、不透射線標(biāo)志和支架。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過計(jì)算所述圓中的每一個(gè)的時(shí)頻域變換的絕對(duì)系數(shù)來將所述第一函數(shù)應(yīng)用至所述圓中的每一個(gè)。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過計(jì)算所述圓中的每一個(gè)的時(shí)頻域變換的絕對(duì)系數(shù)來計(jì)算所述圓中的每一個(gè)的時(shí)頻域變換的絕對(duì)系數(shù)，所述時(shí)頻域變換選自由以下各項(xiàng)組成的群組：傅里葉變換、離散正弦變換和離散余弦變換。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過計(jì)算所述第二組描述符中的每一個(gè)的時(shí)頻域變換的絕對(duì)系數(shù)來將所述第三函數(shù)應(yīng)用至所述第二組描述符。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過計(jì)算所述第二組描述符中的每一個(gè)的時(shí)頻域變換的絕對(duì)系數(shù)來計(jì)算所述第二組描述符中的每一個(gè)的時(shí)頻域變換的絕對(duì)系數(shù)，其中所述時(shí)頻域變換選自由以下各項(xiàng)組成的群組：傅里葉變換、離散正弦變換和離散余弦變換。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成至少部分地響應(yīng)于識(shí)別出所述給定像素對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分而將所述圖像與第二圖像對(duì)準(zhǔn)。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過將所述圖像和所述第二圖像顯示在將所述圖像和所述第二圖像彼此對(duì)準(zhǔn)的圖像流中來生成所述輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過基于所述圖像和所述第二圖像的對(duì)準(zhǔn)生成合成圖像來生成所述輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成至少部分地響應(yīng)于識(shí)別出所述給定像素對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分，確定用于所述圖像與第二圖像之間的映射的變換函數(shù)，并且所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成基于所確定的變換函數(shù)生成所述輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用：

所述設(shè)備用于與設(shè)置在受試者的血管內(nèi)的腔內(nèi)裝置的圖像一起使用，

所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過自動(dòng)地識(shí)別所述圖像內(nèi)的所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于設(shè)置在所述血管內(nèi)的對(duì)象的一部分來自動(dòng)地識(shí)別所述圖像內(nèi)的所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分，

所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成基于所確定的變換函數(shù)來確定所述腔內(nèi)裝置在所述血管內(nèi)的位置，并且

所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過響應(yīng)于所述腔內(nèi)裝置的所確定的位置生成輸出而生成所述輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用：

所述腔內(nèi)裝置包括腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置，

所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過確定所述腔內(nèi)裝置在所述血管內(nèi)的位置來確定所述血管內(nèi)的由所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的位置，并且

所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過基于確定所述血管內(nèi)的由所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置獲取所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的所述位置生成輸出來生成所述輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用：

所述設(shè)備用于與設(shè)置在受試者的血管內(nèi)的腔內(nèi)裝置的圖像一起使用，

所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過自動(dòng)地識(shí)別所述圖像內(nèi)的所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于設(shè)置在所述血管內(nèi)的對(duì)象的一部分來自動(dòng)地識(shí)別所述圖像內(nèi)的所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分，

所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成至少部分地響應(yīng)于識(shí)別出所述給定像素對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分，來確定所述腔內(nèi)裝置在所述血管內(nèi)的位置，并且

所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過響應(yīng)于所述腔內(nèi)裝置的所確定的位置生成輸出來生成所述輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用：

所述腔內(nèi)裝置包括腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置，

所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過確定所述腔內(nèi)裝置在所述血管內(nèi)的位置來確定所述血管內(nèi)的由所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的位置，并且

所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過基于確定所述血管內(nèi)的由所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置獲取所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的位置生成輸出來生成所述輸出。

根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用，另外提供一種計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品用于與包含對(duì)象的圖像一起使用，所述計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品包括非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，程序指令存儲(chǔ)在所述非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，所述指令在由計(jì)算機(jī)讀取時(shí)使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟：通過以下操作自動(dòng)地識(shí)別所述圖像內(nèi)的給定像素是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的一部分：從所述圖像抽取圍繞所述像素的一組同心圓作為樣本；將第一函數(shù)應(yīng)用至所述圓中的每一個(gè)，使得所述圓由第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符限定；將第二函數(shù)應(yīng)用至所述一組圓以便生成第二組描述符，所述第二組描述符中的每一個(gè)表示所述圓的各個(gè)對(duì)之間的差異；將第三函數(shù)應(yīng)用至所述第二組描述符，使得所述第二組描述符通過變?yōu)樾D(zhuǎn)不變的而形成第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符；以及基于所述第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符和所述第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符，識(shí)別所述給定像素是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分；以及至少部分地響應(yīng)于識(shí)別出所述給定像素對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的所述部分而生成輸出。

根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用，進(jìn)一步提供一種用于與被配置成獲取受試者身體的管腔的腔外圖像的腔外成像裝置和輸出裝置一起使用的方法，所述方法包括：

使用所述腔外成像裝置，獲取所述管腔的至少一個(gè)第一腔外圖像；

將所述至少一個(gè)第一腔外圖像指定為路線圖圖像；

在所述路線圖圖像內(nèi)指定路線圖路徑；

獲取所述管腔的至少一個(gè)附加的腔外圖像；

通過將評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述附加的腔外圖像內(nèi)的至少一些像素，使得對(duì)其應(yīng)用所述評(píng)分函數(shù)的所述像素中的每一個(gè)被指定一指示所述像素具有給定特性的程度的得分，來生成得分圖像；

基于對(duì)其應(yīng)用所述評(píng)分函數(shù)的所述像素中的至少一些的所述得分，確定所述路線圖路徑的至少一部分與所述得分圖像內(nèi)的曲線之間的對(duì)應(yīng)性；以及

基于所述路線圖路徑的所述部分與所述得分圖像內(nèi)的所述曲線之間的所述對(duì)應(yīng)性，確定用于所述路線圖圖像內(nèi)的位置與所述附加的腔外圖像內(nèi)的位置之間的映射的變換函數(shù)；以及

響應(yīng)于所確定的變換函數(shù)，在所述輸出裝置上生成輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用：

獲取所述管腔的所述至少一個(gè)第一腔外圖像包括獲取所述管腔的第一組腔外圖像；以及

將所述至少一個(gè)第一腔外圖像指定為所述路線圖圖像包括將所述第一組腔外圖像中的至少一個(gè)指定為所述路線圖圖像。

對(duì)于一些應(yīng)用，將所述評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述附加的腔外圖像內(nèi)的至少一些像素包括將評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述附加的腔外圖像內(nèi)的至少一些像素，使得對(duì)其應(yīng)用所述評(píng)分函數(shù)的所述像素中的每一個(gè)被指定一得分且沒有將所述像素識(shí)別為對(duì)應(yīng)于給定對(duì)象。

對(duì)于一些應(yīng)用，將所述評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述附加的腔外圖像內(nèi)的至少一些像素包括將單個(gè)濾波器應(yīng)用至所述圖像。

對(duì)于一些應(yīng)用，將所述評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述附加的腔外圖像內(nèi)的至少一些像素包括將評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述圖像內(nèi)的至少一些像素，使得對(duì)其應(yīng)用所述評(píng)分函數(shù)的所述像素中的每一個(gè)被指定一指示所述像素的強(qiáng)度的得分。

對(duì)于一些應(yīng)用，將所述評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述附加的腔外圖像內(nèi)的至少一些像素包括將評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述圖像內(nèi)的至少一些像素，使得對(duì)其應(yīng)用所述評(píng)分函數(shù)的所述像素中的每一個(gè)被指定一指示所述像素可能對(duì)應(yīng)于非解剖學(xué)對(duì)象的程度的得分。

對(duì)于一些應(yīng)用，將所述評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述附加的腔外圖像內(nèi)的至少一些像素包括將高通濾波器應(yīng)用至所述圖像的至少一部分。

對(duì)于一些應(yīng)用，將所述評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述附加的腔外圖像內(nèi)的至少一些像素包括將海森濾波器應(yīng)用至所述圖像的至少一部分。

對(duì)于一些應(yīng)用，獲取所述管腔的所述附加的腔外圖像包括在所述管腔內(nèi)不存在造影劑的情況下獲取所述附加的腔外圖像。

對(duì)于一些應(yīng)用，獲取所述管腔的所述附加的腔外圖像包括在所述管腔由于造影劑在所述管腔內(nèi)的存在而至少部分地可見時(shí)獲取所述附加的腔外圖像。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述方法進(jìn)一步包括基于映射，確定與所述路線圖圖像的各個(gè)部分相關(guān)聯(lián)的多個(gè)局部校準(zhǔn)因子。

對(duì)于一些應(yīng)用，獲取所述管腔的所述至少一個(gè)第一腔外圖像包括在所述管腔內(nèi)不存在造影劑的情況下獲取所述管腔的所述至少一個(gè)第一腔外圖像。

對(duì)于一些應(yīng)用，指定所述路線圖路徑包括在所述路線圖圖像內(nèi)識(shí)別出一組特征，和響應(yīng)于所識(shí)別的所述一組特征而指定所述路線圖路徑。

對(duì)于一些應(yīng)用，獲取所述管腔的所述至少一個(gè)第一腔外圖像包括在所述管腔由于造影劑在所述管腔內(nèi)的存在而至少部分地可見時(shí)獲取所述管腔的所述至少一個(gè)第一腔外圖像。

對(duì)于一些應(yīng)用，指定所述路線圖路徑包括在所述路線圖圖像內(nèi)識(shí)別所述管腔，和指定位于在所述管腔內(nèi)的路線圖路徑。

對(duì)于一些應(yīng)用，確定所述路線圖路徑的所述部分與所述得分圖像內(nèi)的所述曲線之間的對(duì)應(yīng)性包括使用動(dòng)態(tài)編程算法來確定所述路線圖路徑的所述部分與所述得分圖像內(nèi)的所述曲線之間的對(duì)應(yīng)性。

對(duì)于一些應(yīng)用，確定所述路線圖路徑的所述部分與所述得分圖像內(nèi)的所述曲線之間的對(duì)應(yīng)性包括：

確定沿所述路線圖路徑的第一像素與所述附加的腔外圖像的第一像素之間的對(duì)應(yīng)性；以及

基于以下各項(xiàng)來確定沿所述路線圖路徑的第二像素與所述附加的腔外圖像的第二像素之間的對(duì)應(yīng)性：

沿所述路線圖路徑的所述第一像素與所述附加的腔外圖像的所述第一像素之間的所確定的對(duì)應(yīng)性，和

對(duì)其應(yīng)用所述評(píng)分函數(shù)的所述像素中的至少一些的所述得分。

對(duì)于一些應(yīng)用，確定所述路線圖路徑的所述部分與所述得分圖像內(nèi)的所述曲線之間的對(duì)應(yīng)性包括使用梯度下降算法來確定所述路線圖路徑的所述部分與所述得分圖像內(nèi)的所述曲線之間的對(duì)應(yīng)性。

對(duì)于一些應(yīng)用，確定所述路線圖路徑的所述部分與所述得分圖像內(nèi)的所述曲線之間的對(duì)應(yīng)性包括確定以給定序列位于所述附加的腔外圖像中的像素對(duì)應(yīng)于沿所述路線圖路徑的各個(gè)像素，對(duì)應(yīng)的像素以相同的給定序列沿著所述路線圖路徑設(shè)置。

對(duì)于一些應(yīng)用：

獲取所述管腔的所述至少一個(gè)附加的腔外圖像包括在腔內(nèi)裝置設(shè)置在所述管腔內(nèi)時(shí)獲取第二組腔外圖像，

確定用于所述路線圖圖像內(nèi)的所述位置與所述附加的腔外圖像內(nèi)的所述位置之間的映射的所述變換函數(shù)包括確定用于所述路線圖圖像內(nèi)的位置與屬于所述第二組腔外圖像的各個(gè)圖像內(nèi)的位置之間的映射的各個(gè)變換函數(shù)，并且

所述方法進(jìn)一步包括，基于映射，確定所述腔內(nèi)裝置關(guān)于所述路線圖圖像在所述第二組腔外圖像的各個(gè)腔外圖像中的位置。

對(duì)于一些應(yīng)用，確定所述腔內(nèi)裝置關(guān)于所述路線圖圖像在所述第二組腔外圖像中的各個(gè)腔外圖像中的位置包括，相對(duì)于所述第二組腔外圖像中的腔外圖像的獲取實(shí)時(shí)地確定所述腔內(nèi)裝置關(guān)于所述路線圖圖像在所述第二組腔外圖像中的各個(gè)腔外圖像中的位置，并且生成所述輸出包括生成指示所述腔內(nèi)裝置關(guān)于所述路線圖圖像的所確定的實(shí)時(shí)位置的輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用：

所述腔內(nèi)裝置包括第一腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置，所述第一腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置被配置成在所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置正移動(dòng)穿過所述管腔時(shí)獲取多個(gè)腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)，

所述方法進(jìn)一步包括，基于確定所述腔內(nèi)裝置關(guān)于所述路線圖圖像在所述第二組腔外圖像中的各個(gè)腔外圖像中的位置，將各個(gè)腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)配準(zhǔn)至所述路線圖圖像內(nèi)的各個(gè)位置，并且

生成所述輸出包括基于所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)與所述路線圖圖像內(nèi)的所述各個(gè)位置的配準(zhǔn)來生成輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置包括腔內(nèi)成像裝置，所述腔內(nèi)成像裝置被配置成在所述腔內(nèi)成像裝置正移動(dòng)穿過所述管腔時(shí)獲取多個(gè)腔內(nèi)圖像，并且將各個(gè)腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)配準(zhǔn)至所述路線圖圖像內(nèi)的各個(gè)位置包括將各個(gè)腔內(nèi)圖像配準(zhǔn)至所述路線圖圖像內(nèi)的各個(gè)位置。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置包括被配置成在所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置正移動(dòng)穿過所述管腔時(shí)獲取關(guān)于所述管腔的功能性數(shù)據(jù)的腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置，并且將各個(gè)腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)配準(zhǔn)至所述路線圖圖像內(nèi)的各個(gè)位置包括將各個(gè)功能性腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)配準(zhǔn)至所述路線圖圖像內(nèi)的各個(gè)位置。

對(duì)于一些應(yīng)用，基于所述配準(zhǔn)生成所述輸出包括生成腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的堆棧，其中腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)在所述堆棧內(nèi)的相對(duì)布置對(duì)應(yīng)于所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)關(guān)于所述路線圖圖像的相對(duì)位置。

根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用，進(jìn)一步提供一種用于與腔外成像裝置一起使用的設(shè)備，所述腔外成像裝置被配置成獲取受試者身體的管腔的腔外圖像，所述設(shè)備包括：

輸出裝置；以及

至少一個(gè)計(jì)算機(jī)處理器，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成：

使用所述腔外成像裝置獲取所述管腔的至少一個(gè)第一腔外圖像；

將所述至少一個(gè)第一腔外圖像指定為路線圖圖像；

在所述路線圖圖像內(nèi)指定路線圖路徑；

獲取所述管腔的至少一個(gè)附加的腔外圖像；

通過將評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述附加的腔外圖像內(nèi)的至少一些像素，使得對(duì)其應(yīng)用所述評(píng)分函數(shù)的所述像素中的每一個(gè)被指定一指示所述像素具有給定特性的程度的得分，來生成得分圖像；

基于對(duì)其應(yīng)用所述評(píng)分函數(shù)的所述像素中的至少一些的所述得分，確定所述路線圖路徑的至少一部分與所述得分圖像內(nèi)的曲線之間的對(duì)應(yīng)性；

基于所述路線圖路徑的所述部分與所述得分圖像內(nèi)的所述曲線之間的對(duì)應(yīng)性，確定用于所述路線圖圖像內(nèi)的位置與所述附加的腔外圖像內(nèi)的位置之間的映射的變換函數(shù)；并且

響應(yīng)于所確定的變換函數(shù)，在所述輸出裝置上生成輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成：

通過獲取所述管腔的第一組腔外圖像來獲取所述管腔的所述至少一個(gè)第一腔外圖像；并且

通過將所述第一組腔外圖像中的至少一個(gè)指定為所述路線圖圖像來將所述至少一個(gè)第一腔外圖像指定為所述路線圖圖像。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過將評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述附加的腔外圖像內(nèi)的至少一些像素，使得對(duì)其應(yīng)用所述評(píng)分函數(shù)的所述像素中的每一個(gè)被指定得分且沒有將所述像素識(shí)別為對(duì)應(yīng)于給定對(duì)象，來將所述評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述附加的腔外圖像內(nèi)的至少一些像素。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過將單個(gè)濾波器應(yīng)用至所述圖像來將所述評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述附加的腔外圖像內(nèi)的至少一些像素。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過將評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述圖像內(nèi)的至少一些像素，使得對(duì)其應(yīng)用所述評(píng)分函數(shù)的所述像素中的每一個(gè)被指定一指示所述像素的強(qiáng)度的得分，來將所述評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述附加的腔外圖像內(nèi)的至少一些像素。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過將評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述圖像內(nèi)的至少一些像素，使得對(duì)其應(yīng)用所述評(píng)分函數(shù)的所述像素中的每一個(gè)被指定一指示所述像素可能對(duì)應(yīng)于非解剖學(xué)對(duì)象的程度的得分，來將所述評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述附加的腔外圖像內(nèi)的至少一些像素。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過將高通濾波器應(yīng)用至所述圖像的至少一部分，來將所述評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述附加的腔外圖像內(nèi)的至少一些像素。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過將海森濾波器應(yīng)用至所述圖像的至少一部分，來將所述評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述附加的腔外圖像內(nèi)的至少一些像素。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過在所述管腔內(nèi)不存在造影劑的情況下獲取所述附加的腔外圖像來獲取所述管腔的所述附加的腔外圖像。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過在所述管腔由于造影劑在所述管腔內(nèi)的存在而至少部分地可見時(shí)獲取所述附加的腔外圖像來獲取所述管腔的所述附加的腔外圖像。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成基于所述映射確定與所述路線圖圖像的各個(gè)部分相關(guān)聯(lián)的多個(gè)局部校準(zhǔn)因子。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過在所述管腔內(nèi)不存在造影劑的情況下獲取所述管腔的至少一個(gè)第一腔外圖像來獲取所述管腔的至少一個(gè)第一腔外圖像。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過在所述路線圖圖像內(nèi)識(shí)別一組特征，和響應(yīng)于所識(shí)別的所述一組特征而指定所述路線圖路徑，來指定所述路線圖路徑。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過在所述管腔由于造影劑在所述管腔內(nèi)的存在而至少部分地可見時(shí)獲取所述管腔的至少一個(gè)第一腔外圖像來獲取所述管腔的所述至少一個(gè)第一腔外圖像。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過在所述路線圖圖像內(nèi)識(shí)別所述管腔，和指定位于所述管腔內(nèi)的路線圖路徑，來指定所述路線圖路徑。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成使用動(dòng)態(tài)編程算法來確定所述路線圖路徑的所述部分與所述得分圖像內(nèi)的所述曲線之間的對(duì)應(yīng)性。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過以下操作確定所述路線圖路徑的所述部分與所述得分圖像內(nèi)的所述曲線之間的對(duì)應(yīng)性：

確定沿所述路線圖路徑的第一像素與所述附加的腔外圖像的第一像素之間的對(duì)應(yīng)性；以及

基于以下各項(xiàng)來確定沿所述路線圖路徑的第二像素與所述附加的腔外圖像的第二像素之間的對(duì)應(yīng)性：

在沿所述路線圖路徑的所述第一像素與所述附加的腔外圖像的所述第一像素之間的所確定的對(duì)應(yīng)性，和

對(duì)其應(yīng)用所述評(píng)分函數(shù)的所述像素中的至少一些的所述得分。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成使用梯度下降算法來確定所述路線圖路徑的所述部分與所述得分圖像內(nèi)的所述曲線之間的對(duì)應(yīng)性。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過確定以給定序列設(shè)置在所述附加的腔外圖像中的像素對(duì)應(yīng)于沿所述路線圖路徑的各個(gè)像素來確定所述路線圖路徑的所述部分與所述得分圖像內(nèi)的所述曲線之間的對(duì)應(yīng)性，對(duì)應(yīng)的像素以相同的給定序列沿著所述路線圖路徑設(shè)置。

對(duì)于一些應(yīng)用：

所述設(shè)備用于與被配置成放置在所述管腔內(nèi)的腔內(nèi)裝置一起使用，

所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過在所述腔內(nèi)裝置設(shè)置在所述管腔內(nèi)時(shí)獲取第二組腔外圖像來獲取所述管腔的所述至少一個(gè)附加的腔外圖像，

所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過確定用于所述路線圖圖像內(nèi)的位置與屬于所述第二組腔外圖像的各個(gè)圖像內(nèi)的位置之間的映射的各個(gè)變換函數(shù)，來確定用于所述路線圖圖像內(nèi)的所述位置與所述附加的腔外圖像內(nèi)的所述位置之間的映射的所述變換函數(shù)，并且

所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成基于所述映射確定所述腔內(nèi)裝置關(guān)于所述路線圖圖像在所述第二組腔外圖像中的各個(gè)腔外圖像中的位置。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過相對(duì)于所述第二組腔外圖像中的所述腔外圖像的獲取實(shí)時(shí)地確定所述腔內(nèi)裝置關(guān)于所述路線圖圖像在所述第二組腔外圖像中的各個(gè)腔外圖像中的位置，來確定所述腔內(nèi)裝置關(guān)于所述路線圖圖像在所述第二組腔外圖像中的各個(gè)腔外圖像中的位置，并且所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過生成指示所述腔內(nèi)裝置關(guān)于所述路線圖圖像的所確定的實(shí)時(shí)位置的輸出來生成所述輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用：

所述腔內(nèi)裝置包括第一腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置，所述第一腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置被配置成在所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置正移動(dòng)穿過所述管腔時(shí)獲取多個(gè)腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)，

所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成基于確定所述腔內(nèi)裝置關(guān)于所述路線圖圖像在所述第二組腔外圖像中的各個(gè)腔外圖像中的位置，將各個(gè)腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)配準(zhǔn)至所述路線圖圖像內(nèi)的各個(gè)位置，并且

所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過基于所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)與所述路線圖圖像內(nèi)的所述各個(gè)位置的所述配準(zhǔn)生成輸出來生成所述輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置包括腔內(nèi)成像裝置，所述腔內(nèi)成像裝置被配置成在所述腔內(nèi)成像裝置正移動(dòng)穿過所述管腔時(shí)獲取多個(gè)腔內(nèi)圖像，并且所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過將各個(gè)腔內(nèi)圖像配準(zhǔn)至所述路線圖圖像內(nèi)的各個(gè)位置來將各個(gè)腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)配準(zhǔn)至所述路線圖圖像內(nèi)的各個(gè)位置。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置包括被配置成在所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置正移動(dòng)穿過所述管腔時(shí)獲取關(guān)于所述管腔的功能性數(shù)據(jù)的腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置，并且將各個(gè)腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)配準(zhǔn)至所述路線圖圖像內(nèi)的各個(gè)位置包括將各個(gè)功能性腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)配準(zhǔn)至所述路線圖圖像內(nèi)的各個(gè)位置。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述計(jì)算機(jī)處理器被配置成通過生成腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的堆棧來基于所述配準(zhǔn)生成輸出，其中腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)在所述堆棧內(nèi)的相對(duì)布置對(duì)應(yīng)于所述腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)關(guān)于所述路線圖圖像的相對(duì)位置。

根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用，進(jìn)一步提供一種計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品用于與被配置成獲取受試者身體的管腔的腔外圖像的腔外成像裝置和輸出裝置一起使用，所述計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品包括非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，程序指令存儲(chǔ)在所述非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，所述指令在由計(jì)算機(jī)讀取時(shí)使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟：使用所述腔外成像裝置獲取所述管腔的至少一個(gè)第一腔外圖像；將所述至少一個(gè)第一腔外圖像指定為路線圖圖像；在所述路線圖圖像內(nèi)指定路線圖路徑；使用所述腔外成像裝置獲取所述管腔的至少一個(gè)附加的腔外圖像；通過將評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述附加的腔外圖像內(nèi)的至少一些像素，使得對(duì)其應(yīng)用所述評(píng)分函數(shù)的所述像素中的每一個(gè)被指定一指示所述像素具有給定特性的程度的得分，來生成得分圖像；基于對(duì)其應(yīng)用所述評(píng)分函數(shù)的所述像素中的至少一些的所述得分，確定所述路線圖路徑的至少一部分與所述得分圖像內(nèi)的曲線之間的對(duì)應(yīng)性；以及基于所述路線圖路徑的所述部分與所述得分圖像內(nèi)的所述曲線之間的所述對(duì)應(yīng)性，確定用于所述路線圖圖像內(nèi)的位置與所述附加的腔外圖像內(nèi)的位置之間的映射的變換函數(shù)；以及響應(yīng)于所確定的變換函數(shù)，在所述輸出裝置上生成輸出。

根據(jù)結(jié)合附圖的本發(fā)明實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明將得到更充分的理解，在附圖中：

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的在導(dǎo)管插入術(shù)實(shí)驗(yàn)室中使用的設(shè)備的示意圖；

圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的具有病變的血管的腔外圖像的示意圖；

圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的已在血管內(nèi)最大限度地膨脹以治療阻塞的血管成形術(shù)球囊的腔外圖像的示意圖；

圖2C至圖2D是根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的已在血管內(nèi)最大限度地膨脹以治療阻塞的血管成形術(shù)球囊的腔外圖像；

圖3A至圖3C是示出了根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的由計(jì)算機(jī)處理器執(zhí)行以便指定將要計(jì)算的參數(shù)的過程步驟的流程圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的血管的圖像，其中絲線(例如，導(dǎo)絲)設(shè)置在血管內(nèi)；

圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的由計(jì)算機(jī)處理器執(zhí)行以便確定絲線的不透射線部分的末端在血管的腔外圖像內(nèi)的位置的過程步驟的流程圖；

圖6A至圖6B是設(shè)置在血管內(nèi)的導(dǎo)絲的各個(gè)腔外圖像的矩形取樣區(qū)域的示意圖，所述區(qū)域是使用現(xiàn)有技術(shù)取樣的；

圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的用來識(shí)別包含對(duì)象的圖像內(nèi)的給定像素是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的一部分的過程步驟的流程圖；

圖8A至圖8B是根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的導(dǎo)絲的圖像和圍繞所述圖像的像素取樣的圓形取樣區(qū)域的示意圖；

圖9A至圖9B是根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的各個(gè)腔外圖像的區(qū)域的示意圖，所述各個(gè)腔外圖像的圓形取樣區(qū)域是圍繞所述圖像的像素取樣的；

圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的用來確定用于管腔的路線圖圖像內(nèi)的位置與管腔的第二圖像內(nèi)的位置之間的映射的變換函數(shù)的過程步驟的流程圖；并且

圖11A至圖11C是根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的受試者的管腔(例如，動(dòng)脈)的圖像的示意圖。

具體實(shí)施方式

·術(shù)語“醫(yī)療工具”、“工具”、“裝置”和“探針”指的是任何類型的診斷或治療或其他功能性工具，包括但不限于心血管導(dǎo)管、支架輸送、放置和/或取回工具、球囊輸送和/或放置和/或取回工具、瓣膜輸送和/或修復(fù)和/或放置和/或取回工具、移植物輸送和/或放置和/或取回工具、用于可植入裝置或這種裝置的部件的輸送和/或放置和/或取回的工具、可植入裝置或該可植入裝置的部件、用于閉合間隙的工具、用于閉合間隔缺損的工具、導(dǎo)絲、標(biāo)志絲、縫合工具、剪裁工具(如瓣膜小葉剪裁工具)、活組織檢查工具、抽取工具、導(dǎo)航工具、定位工具、包括一個(gè)或多個(gè)位置傳感器的探針、組織表征探針、用于流體分析的探針、測(cè)量探針、電生理學(xué)探針、刺激探針、消融工具、用于穿透或打開血管中的部分或全部阻塞的工具、藥品或物質(zhì)輸送工具、化學(xué)療法工具、光動(dòng)力治療工具、短距離放射治療工具、局部照射工具、激光裝置、用于輸送能量的工具、用于輸送標(biāo)志或生物標(biāo)志的工具、用于輸送生物膠的工具、灌注裝置、抽吸裝置、通氣裝置、用于輸送和/或放置和/或取回電生理學(xué)裝置的引線的裝置、電生理學(xué)裝置的引線、起搏裝置、冠狀竇裝置、成像裝置、感測(cè)探針、包括光纖的探針、機(jī)器人工具、遠(yuǎn)程控制的工具、切除工具、斑塊切除工具(如斑塊切除導(dǎo)管)，或其任何組合。

·術(shù)語“圖像”和“成像”指的是任何類型的醫(yī)學(xué)圖像或成像，所述任何類型的醫(yī)學(xué)圖像或成像通常導(dǎo)致產(chǎn)生一系列圖像并且包括但不限于使用電離輻射的成像、使用非電離輻射的成像、視頻、熒光檢查、血管造影術(shù)、超聲、CT、MR、PET、PET-CT、CT血管造影術(shù)、SPECT、γ照相機(jī)成像、光學(xué)相干斷層掃描(OCT)、近紅外光譜法(NIRS)、振動(dòng)響應(yīng)成像(VRI)、光學(xué)成像、紅外成像、電標(biāo)測(cè)成像、其他形式的功能性成像、聚焦聲學(xué)計(jì)算機(jī)斷層掃描(FACT)、光學(xué)頻域成像(OFDI)，或其任何組合或融合。超聲成像的示例包括支氣管內(nèi)超聲(EBUS)、經(jīng)胸超聲(TTE)、經(jīng)食道超聲(TEE)、血管內(nèi)超聲(IVUS)超聲、心內(nèi)超聲(ICE)，或其任何組合。

·術(shù)語“造影劑”在用于其結(jié)合成像的應(yīng)用時(shí)指的是用來突顯和/或以另一種方式增強(qiáng)解剖結(jié)構(gòu)、功能和/或在器官正被成像時(shí)的身體器官的組成的任何物質(zhì)。

·術(shù)語“穩(wěn)定的”在使用于顯示的圖像的情況下指的是一系列圖像以使得正成像的身體器官和/或正觀察的醫(yī)療工具的周期性、循環(huán)的和/或其他運(yùn)動(dòng)相對(duì)于整個(gè)圖像幀或所述整個(gè)圖像幀的至少一部分部分地或完全地減少的方式顯示。

·術(shù)語“自動(dòng)的”在用于描述路線圖的生成和利用時(shí)指的是“不需要用戶介入或交互”。(然而，這種介入或干預(yù)在一些情況下仍可以是任選的)

·術(shù)語“實(shí)時(shí)”指的是沒有明顯的延遲。

·術(shù)語“接近實(shí)時(shí)”指的是具有短暫的明顯的延遲(如可適用器官的一個(gè)或兩個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，且在涉及到其運(yùn)動(dòng)主要是心動(dòng)周期的結(jié)果的器官或血管的手術(shù)的情況下，少于兩秒)。

·術(shù)語“在線”在用于圖像處理或?qū)D像進(jìn)行的測(cè)量時(shí)指的是在過程中實(shí)時(shí)地或接近實(shí)時(shí)地執(zhí)行圖像處理和/或進(jìn)行測(cè)量。

現(xiàn)在參照?qǐng)D1，圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的在導(dǎo)管插入術(shù)實(shí)驗(yàn)室中使用的設(shè)備的示意圖。通常，使用腔外成像裝置(即，腔外圖像獲取裝置)20對(duì)受試者成像，該腔外成像裝置可包括熒光鏡，當(dāng)在正被成像的受試者的血管中存在造影劑時(shí)，該熒光鏡在規(guī)則模式下和/或在血管造影模式下獲取熒光圖像。對(duì)于一些應(yīng)用，成像裝置執(zhí)行熒光檢查、CT、MR、PET、SPECT、超聲，或其任何組合。

圖1另外示出已經(jīng)在導(dǎo)絲24上插入受試者的血管(例如，受試者的冠狀動(dòng)脈)中的引導(dǎo)導(dǎo)管22。腔內(nèi)醫(yī)療裝置26已通過所述引導(dǎo)導(dǎo)管并在所述導(dǎo)該上插入受試者的血管中(例如，插入受試者的冠狀動(dòng)脈中)。計(jì)算機(jī)處理器28通常從成像裝置接收輸入。計(jì)算機(jī)處理器與存儲(chǔ)器29通信。通過用戶界面30，用戶(例如，醫(yī)師和/或?qū)Ч懿迦胄g(shù)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員)將指令發(fā)送至計(jì)算機(jī)處理器。對(duì)于一些應(yīng)用，用戶界面包括鍵盤32、鼠標(biāo)34、操縱桿36、觸摸屏裝置38(如智能電話或平板計(jì)算機(jī))、觸摸板、軌跡球、語音命令界面，和/或本領(lǐng)域中已知的其他類型的用戶界面。通常，計(jì)算機(jī)處理器使用輸出裝置40生成輸出。進(jìn)一步通常，輸出裝置包括顯示器，如監(jiān)視器(如圖1中所示)，并且輸出包括被顯示在顯示器上的輸出。對(duì)于一些應(yīng)用，顯示器包括平視顯示器和/或頭戴式顯示器，如谷歌眼鏡(Google)。對(duì)于一些應(yīng)用，處理器在例如揚(yáng)聲器、頭戴式耳機(jī)、智能電話或平板計(jì)算機(jī)的不同類型的視覺、文本、圖形、觸覺、音頻和/或視頻輸出裝置上生成輸出。對(duì)于一些應(yīng)用，用戶界面30充當(dāng)輸入裝置和輸出裝置兩者。對(duì)于一些應(yīng)用，處理器在如磁盤或便攜式USB驅(qū)動(dòng)器的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì))上生成輸出。

應(yīng)注意的是，對(duì)于一些應(yīng)用，使用多于一個(gè)處理器。對(duì)于一些應(yīng)用，將多于一個(gè)腔外成像裝置與處理器28一起使用。例如，第一腔外成像裝置可用來獲取第一組腔外圖像，并且第二腔外成像裝置可用來獲取第二組腔外圖像。

對(duì)于一些應(yīng)用，腔內(nèi)醫(yī)療裝置26包括腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置，該腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置被配置成從受試者的血管內(nèi)獲取數(shù)據(jù)(例如，功能性數(shù)據(jù)或圖像)。對(duì)于一些應(yīng)用，腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置是成像探針。對(duì)于一些應(yīng)用，成像探針是IVUS探針、EBUS探針、不同類型的超聲探針、OCT探針、NIRS探針、MR探針、FACT探針、OFDI探針，或其任何組合。對(duì)于一些應(yīng)用，腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置執(zhí)行附加的功能。例如，腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置可包括探針，如由Volcano公司(圣地亞哥，美國(guó))市售的VIBE(TM)RX血管成像球囊導(dǎo)管(Vascular Imaging Balloon Catheter)，該探針包括IVUS和冠狀動(dòng)脈球囊兩者的功能。對(duì)于一些應(yīng)用，腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置獲取呈圖像之外的形式的數(shù)據(jù)。例如，所述數(shù)據(jù)可包括與壓力、流量、溫度、電活動(dòng)、氧合作用、生物化學(xué)組成或其任何組合有關(guān)的數(shù)據(jù)。對(duì)于一些應(yīng)用，并且通常在針對(duì)冠狀血管獲取數(shù)據(jù)時(shí)，腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置是血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)(FFR)探針，和/或瞬時(shí)無波型比率(iFR)探針。對(duì)于一些應(yīng)用，通過對(duì)腔外圖像執(zhí)行圖像處理來確定FFR和/或iFR測(cè)量值，并且使用本文所述的技術(shù)將所導(dǎo)出的FFR和/或iFR測(cè)量值與管腔的腔內(nèi)圖像配準(zhǔn)。對(duì)于一些應(yīng)用，通過對(duì)腔內(nèi)圖像執(zhí)行圖像處理來確定FFR和/或iFR測(cè)量值，并且使用本文所述的技術(shù)將所導(dǎo)出FFR和/或iFR測(cè)量值與管腔的腔外圖像配準(zhǔn)。對(duì)于一些應(yīng)用，使用本文所述的技術(shù)將腔內(nèi)圖像與管腔的腔外圖像配準(zhǔn)，并且通過對(duì)配準(zhǔn)的圖像執(zhí)行圖像處理來確定FFR和/或iFR測(cè)量值。

對(duì)于一些應(yīng)用，腔內(nèi)醫(yī)療裝置26包括被定位和/或布放在需要或潛在地需要治療的解剖學(xué)特征處的腔內(nèi)治療裝置，所述解剖學(xué)特征比如是部分或全部阻塞、自體瓣膜、動(dòng)脈瘤、解剖體、畸形、間隔缺損、疑似惡性的塊體、疑似發(fā)炎的塊體等。例如，腔內(nèi)治療裝置可包括球囊(例如，血管成形術(shù)球囊)、支架、瓣膜和/或絲線(例如，導(dǎo)絲)。

對(duì)于一些應(yīng)用，將本文所述的設(shè)備和方法與被定位和/或布放在如支架、移植物或替換瓣膜的先前植入裝置的植入部位處的腔內(nèi)治療裝置一起使用。確定植入部位處和/或植入部位附近的腔內(nèi)數(shù)據(jù)。例如，可在將新的假體主動(dòng)脈瓣膜放置在不再起作用的先前植入的假體主動(dòng)脈瓣膜的部位處(例如，內(nèi)側(cè))的期間使用本文所述的技術(shù)。

對(duì)于一些應(yīng)用，將本文所述的設(shè)備和方法與被定位和/或布放在相對(duì)于如支架、移植物或替換瓣膜的先前植入裝置的限定位置處的腔內(nèi)治療裝置一起使用。確定所述限定位置處和所述限定位置附近的腔內(nèi)數(shù)據(jù)。例如，可在冠狀動(dòng)脈支架的放置期間使用本文所述的技術(shù)，使得新的支架與先前植入的支架重疊或鄰近先前植入的支架，以便治療長(zhǎng)病變和/或已沿冠狀動(dòng)脈擴(kuò)散的病變。

對(duì)于一些應(yīng)用，輸出裝置40是被配置成顯示血管的腔外圖像42(例如，熒光圖像)、血管的腔內(nèi)圖像44(例如，IVUS圖像)，和/或腔內(nèi)圖像的橫截面堆棧46(例如，IVUS圖像堆棧)。

現(xiàn)在參照?qǐng)D2A和圖2B，圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的血管的腔外圖像的示意圖。也參照?qǐng)D2C和圖2D，圖2C和圖2D是根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的設(shè)置在動(dòng)脈內(nèi)的球囊的圖像。圖2D示出圖2C中所示的圖像的增強(qiáng)版本，其中球囊的邊緣線標(biāo)記在圖像上。

圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的具有病變(例如，部分阻塞52)的血管50(如冠狀動(dòng)脈)的腔外圖像的示意圖。通常，在血管內(nèi)沒有裝置的情況下，響應(yīng)于用戶指示病變的位置(例如，通過用戶在圖像中指示病變附近的單個(gè)點(diǎn))，處理器自動(dòng)地對(duì)病變附近的血管執(zhí)行定量血管分析。通常，如Steinberg的US 2012/0230565和/或Cohen的US 2010/0222671中所述的那些的技術(shù)用于執(zhí)行病變附近的定量血管分析，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。例如，使用輸入裝置(例如，用戶界面30)，用戶可指定位置(例如，通過使用輸入裝置在該位置處或附近進(jìn)行單個(gè)點(diǎn)擊或多個(gè)點(diǎn)擊)，并且響應(yīng)于用戶指定該位置，系統(tǒng)自動(dòng)地在附近檢測(cè)病變。例如，系統(tǒng)可識(shí)別病變的邊緣線和參考直徑54。病變的參考直徑通常是病變的縱向末端(所述縱向末端也被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為“健康的肩部(healthy shoulders)”或“參考動(dòng)脈”)處的血管的直徑。對(duì)于一些應(yīng)用，參考直徑是被分析的血管的截面內(nèi)的最寬位置。響應(yīng)于檢測(cè)出病變，針對(duì)病變執(zhí)行定量血管分析。對(duì)于一些應(yīng)用，病變例如通過突顯或著色血管中確定為病變的部分來圖形地指示。對(duì)于一些應(yīng)用，在病變附近確定如病變長(zhǎng)度、沿中心線的每一點(diǎn)處的血管的直徑和/或最小管腔直徑的測(cè)量值。對(duì)于一些應(yīng)用，通過將那個(gè)點(diǎn)處的血管直徑與所述血管的參考點(diǎn)處的血管直徑進(jìn)行比較來確定最小管腔直徑處的阻塞水平(該阻塞水平通常提供為百分比)。

通常，通過例如使用如Steinberg的US 2012/0230565和/或Cohen的US 2010/0222671中所述的那些的技術(shù)確定血管中心線和/或邊緣線的位置來執(zhí)行定量血管分析，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。對(duì)于一些應(yīng)用，根據(jù)以下程序自動(dòng)地檢測(cè)病變。

生成垂直于被取樣的血管區(qū)段的中心線的掃描線。沿掃描線對(duì)圖像重新取樣。將對(duì)應(yīng)的灰度級(jí)值存儲(chǔ)為矩形矩陣M的列，從而將血管區(qū)段重新取樣為校直的血管區(qū)段。對(duì)于校直的血管區(qū)段，確定最佳上路徑和最佳下路徑(相對(duì)于M的中間行)，所述最佳上路徑和最佳下路徑連接M的第一列和最后列。最優(yōu)化準(zhǔn)則考慮了灰度級(jí)沿M的列的變化和路徑的斜率。通過最佳上路徑和最佳下路徑在原始圖像上的反向投影獲得血管邊緣線。

使用最短路徑算法(例如，如Dijkstra的名稱為“ANote on Two Problems in Connexion with Graphs”(Numerische Mathematik 1,269-271,1959)的論文中所述，該論文通過引用的方式并入本文)以便避免邊緣線中的不規(guī)則性，如小間隙和回圈。對(duì)于一些應(yīng)用，基于所檢測(cè)的邊緣線修正中心線，并且構(gòu)造新的掃描線。對(duì)于每個(gè)新的掃描線，血管直徑被定義為掃描線與血管邊界交叉處的兩個(gè)點(diǎn)之間的距離。

圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的已在血管內(nèi)最大限度地膨脹(即，膨脹至球囊可在這樣的血管中安全地膨脹到的最大壓力)從而治療阻塞的血管成形術(shù)球囊55(例如，順應(yīng)性血管成形術(shù)球囊)的腔外圖像的示意圖。圖2C和圖2D是根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的血管成形術(shù)球囊55的實(shí)際圖像，該球囊已在動(dòng)脈內(nèi)在部分阻塞處膨脹。圖2D示出圖2C中所示的圖像的增強(qiáng)版本，其中球囊的邊緣線標(biāo)記在圖像上。如圖2B至圖2D中所示，在一些情況下，甚至在球囊最大限度地膨脹之后，阻塞并未被完全治療，而是維持所謂的剩余腰部56。通常希望能夠計(jì)算在阻塞的剩余腰部處的血管的直徑。

對(duì)于一些應(yīng)用，如果處理器使用上文所述的算法來對(duì)內(nèi)有球囊的血管執(zhí)行定量血管分析，則處理器可將球囊的一個(gè)或兩個(gè)端部58識(shí)別為最小管腔直徑的位置，因?yàn)橄到y(tǒng)可能無法區(qū)分血管的邊緣線與球囊的邊緣線。因此，對(duì)于一些應(yīng)用，為了避免處理器將球囊的一個(gè)或兩個(gè)端部58識(shí)別為最小管腔直徑的位置，處理器確定球囊存在于血管內(nèi)。例如，根據(jù)下文參照?qǐng)D3A至圖3C所述的技術(shù)，處理器響應(yīng)于確定球囊在血管內(nèi)的存在而確定血管的參數(shù)。

現(xiàn)在參照?qǐng)D3A至圖3C，圖3A至圖3C是示出根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的由計(jì)算機(jī)處理器28執(zhí)行的程序步驟的流程圖。

如圖3A中所示，對(duì)于一些應(yīng)用，所述處理器檢測(cè)裝置(步驟60)。通常，所述處理器在受試者身體的一部分的圖像內(nèi)檢測(cè)所述裝置，如下文所述。響應(yīng)于檢測(cè)到所述裝置，處理器例如使用下文所述的技術(shù)生成裝置特定的參數(shù)作為輸出(例如，在輸出裝置40上)(步驟61)。

如圖3B中所示，對(duì)于一些應(yīng)用，處理器在圖像內(nèi)確定裝置在血管內(nèi)的存在(步驟63)，并且將所述裝置分類為給定類型的裝置(步驟64)，如球囊。響應(yīng)于確定所述裝置的分類，所述處理器指定將要計(jì)算的參數(shù)(步驟65)。應(yīng)注意，對(duì)于一些應(yīng)用，在圖像內(nèi)確定所述裝置在血管內(nèi)的存在(步驟63)和將所述裝置分類為給定類型的裝置(步驟64)同時(shí)地或以與圖3B中所示的那個(gè)順序相反的順序執(zhí)行。對(duì)于一些應(yīng)用，用戶通過用戶界面30指示給定類型的裝置(例如，球囊)當(dāng)前正被插入血管中(或?qū)⒁徊迦胙苤校蛞巡迦胙苤?。基于來自用戶的指示，處理器自動(dòng)地確定所述裝置何時(shí)存在于血管內(nèi)，并且進(jìn)行到步驟65。

在指定將要計(jì)算的參數(shù)(步驟65)之后，處理器計(jì)算所指定的參數(shù)(步驟66)并且響應(yīng)于該計(jì)算而生成輸出(步驟68)。例如，在圖2B中所示的血管成形術(shù)球囊55的示例中，響應(yīng)于將所述裝置分類為球囊，處理器可將球囊的兩個(gè)端部之間和/或球囊的兩個(gè)不透射線標(biāo)志57(圖2B)之間的血管的最小直徑指定為將要計(jì)算的參數(shù)，該最小直徑對(duì)應(yīng)于阻塞的剩余腰部。

如圖3C中所示，對(duì)于一些應(yīng)用，為了計(jì)算阻塞的剩余腰部，響應(yīng)于將所述裝置分類為球囊(步驟70)，處理器識(shí)別球囊的端部的位置和/或不透射線的球囊標(biāo)志57的位置(步驟72)。通常，處理器使用圖像處理技術(shù)，例如，使用本文所述的用于識(shí)別球囊標(biāo)志的技術(shù)和/或使用如Steinberg的US 2012/0230565和/或Cohen的US 2010/0222671中所述的技術(shù)來識(shí)別球囊標(biāo)志，所述兩個(gè)申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。對(duì)于一些應(yīng)用，使用下文參照?qǐng)D7所述的技術(shù)來檢測(cè)球囊標(biāo)志。對(duì)于一些應(yīng)用，處理器例如通過檢測(cè)在存在大體上直的邊緣線(對(duì)應(yīng)于血管邊緣線)的圖像內(nèi)以及在存在邊緣線的錐形對(duì)(對(duì)應(yīng)于球囊的錐形邊緣)的直的邊緣線內(nèi)的位置來確定球囊的端部的位置。

處理器將介于球囊的不透射線標(biāo)志之間的血管區(qū)域和/或介于球囊的每一縱向端部處的邊緣線的錐形對(duì)之間的血管區(qū)域指定為其中設(shè)置球囊的血管區(qū)域(步驟74)。隨后，處理器確定其中設(shè)置球囊的血管區(qū)域內(nèi)的最小管腔直徑(步驟76)。其中設(shè)置球囊的血管區(qū)域內(nèi)的最小管腔直徑是阻塞的剩余腰部。處理器隨后生成指示所計(jì)算的剩余腰部的輸出(步驟78)。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述裝置的檢測(cè)和/或分類(圖3B的步驟63和64)由處理器使用本文所述的一個(gè)或多個(gè)算法自動(dòng)地執(zhí)行。例如，處理器可使用自動(dòng)圖像處理技術(shù)來確定所述裝置的存在和/或分類。對(duì)于一些應(yīng)用，處理器使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法以便對(duì)所述裝置自動(dòng)地分類。對(duì)于這類應(yīng)用，處理器將所檢測(cè)的裝置的外觀和/或特性與機(jī)器學(xué)習(xí)的外觀和特性進(jìn)行比較。例如，可使用以下機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)中的一種或多種：支持向量機(jī)(SVM)、深度信任網(wǎng)絡(luò)(deep believe network)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和/或隨機(jī)決策森林。替代地或另外，處理器將圖像區(qū)域的外觀和/或特性與機(jī)器學(xué)習(xí)的特性和外觀進(jìn)行比較。進(jìn)一步替代地或另外，處理器從用戶接收(通常通過用戶界面30)指示所述裝置在血管內(nèi)的存在和/或所述裝置的分類的輸入。如上文所述，對(duì)于一些應(yīng)用，用戶通過用戶界面30指示給定類型的裝置(例如，球囊)當(dāng)前正被插入血管中(或?qū)⒁徊迦胙苤?，或已插入血管??；趤碜杂脩舻闹甘荆幚砥髯詣?dòng)地確定所述裝置何時(shí)存在于血管內(nèi)，并且隨后進(jìn)行到步驟65。

對(duì)于一些應(yīng)用，處理器使用本文所述的一個(gè)或多個(gè)算法來指定將要計(jì)算的參數(shù)(圖3B的步驟65)。對(duì)于一些應(yīng)用，處理器通過指定將要計(jì)算的血管的參數(shù)來指定將要計(jì)算的參數(shù)。根據(jù)一些應(yīng)用，血管的所述參數(shù)是血管的尺寸和/或血管的功能性參數(shù)。例如，響應(yīng)于將所述裝置分類為支架，處理器可將血管的其中設(shè)置所述支架的區(qū)域內(nèi)的血管的最小管腔直徑指定為將要計(jì)算的參數(shù)，以便在存在所述支架的情況下確定所述血管的最小管腔直徑。對(duì)于一些應(yīng)用，所述支架圍繞球囊設(shè)置，并且處理器通過確定圍繞其設(shè)置有所述支架的球囊的不透射線標(biāo)志的位置來確定所述血管的其中設(shè)置所述支架的區(qū)域。

替代地或另外，響應(yīng)于將所述裝置分類為支架，處理器可將所述支架的位置處的心肌血流儲(chǔ)備(或另一個(gè)管腔流量有關(guān)的指數(shù))指定為將要計(jì)算的參數(shù)，以便確定所述支架對(duì)血管的心肌血流儲(chǔ)備(或所述另一個(gè)管腔流量有關(guān)的指數(shù))的影響。對(duì)于一些應(yīng)用，處理器通過指定將要計(jì)算的所述裝置的參數(shù)來指定將要計(jì)算的參數(shù)。例如，響應(yīng)于將所述裝置分類為支架，處理器可將所述支架的最大直徑或所述支架的最小直徑指定為將要計(jì)算的參數(shù)。對(duì)于一些應(yīng)用，所述支架圍繞球囊設(shè)置，并且處理器通過確定圍繞其設(shè)置有所述支架的球囊的不透射線標(biāo)志的位置來確定所述血管的其中設(shè)置所述支架的區(qū)域。

對(duì)于一些應(yīng)用，處理器指定事件并且通過指定將要在所述事件發(fā)生時(shí)計(jì)算的參數(shù)來指定將要計(jì)算的參數(shù)。例如，在參照?qǐng)D2B和圖3C所述的示例中，處理器可將所述球囊的最大膨脹指定所述為事件，并且處理器可在最大球囊膨脹發(fā)生時(shí)確定阻塞的剩余腰部。對(duì)于一些應(yīng)用，處理器例如使用自動(dòng)圖像處理技術(shù)來自動(dòng)地檢測(cè)指定的事件的發(fā)生。

通常，使用本文所述的一個(gè)或多個(gè)算法計(jì)算所述參數(shù)(圖3B的步驟66)。對(duì)于一些應(yīng)用，通過使用自動(dòng)圖像處理技術(shù)分析圖像來計(jì)算所述參數(shù)。例如，可使用如Steinberg的US 2012/0230565和/或Cohen的US 2010/0222671中所述的技術(shù)來計(jì)算所述血管和/或所述裝置的尺寸，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。替代地或另外，可例如使用如Tolkowsky的WO 14/002095中所述的技術(shù)自動(dòng)地計(jì)算功能性參數(shù)，該申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。

對(duì)于一些應(yīng)用，為了計(jì)算參數(shù)，使用本文所述的技術(shù)自動(dòng)地識(shí)別血管和/或裝置的邊緣線。例如，可生成垂直于被取樣的血管區(qū)段的中心線的掃描線。沿掃描線對(duì)圖像重新取樣。將對(duì)應(yīng)的灰度級(jí)值存儲(chǔ)為矩形矩陣M的列，從而將血管區(qū)段重新取樣為校直的血管區(qū)段。對(duì)于校直的血管區(qū)段，確定最佳上路徑和最佳下路徑(相對(duì)于M的中間行)，所述最佳上路徑和最佳下路徑連接M的第一列和最后列。最優(yōu)化準(zhǔn)則考慮了灰度級(jí)沿M的列的變化和路徑的斜率。通過最佳上路徑和最佳下路徑在原始圖像上的反向投影獲得血管的邊緣線。

使用最短路徑算法(例如，如Dijkstra的標(biāo)題為“ANote on Two Problems in Connexion with Graphs”(Numerische Mathematik 1,269-271,1959)的文章中所述，該文章通過引用的方式并入本文)以便避免邊緣線中的不規(guī)則性，如小間隙和環(huán)圈。對(duì)于一些應(yīng)用，基于所檢測(cè)的邊緣線修正中心線，并且構(gòu)造新的掃描線。對(duì)于每個(gè)新的掃描線，血管和/或裝置的直徑被定義為掃描線與邊緣線交叉的兩個(gè)點(diǎn)之間的距離。

對(duì)于一些應(yīng)用，關(guān)于其他裝置和/或關(guān)于相較于上文所述那些的受試者身體的其他部分執(zhí)行本文所述的技術(shù)。

對(duì)于一些應(yīng)用，使用本文所述的技術(shù)以便確定與孔閉合裝置有關(guān)的參數(shù)。例如，孔閉合裝置可以是心房間隔缺損閉合裝置、左心耳閉合裝置，和/或用來閉合手術(shù)產(chǎn)生的孔(如在受試者心臟的心尖中和/或在外周血管(如股靜脈或股動(dòng)脈)中)的孔閉合裝置。響應(yīng)于確定出所述裝置在受試者身體的一部分的圖像內(nèi)存在和將所述裝置分類為孔閉合裝置，在孔閉合裝置布放之后計(jì)算機(jī)處理器28可確定孔閉合裝置的最大直徑。替代地或另外，在瓣膜布放之后，可使用本文所述的技術(shù)以便確定與可植入瓣膜(如假體主動(dòng)脈瓣和/或假體二尖瓣)有關(guān)的參數(shù)，例如，瓣膜的最大直徑。進(jìn)一步替代地或另外，在過濾器在血管內(nèi)布放之后，可使用本文所述的技術(shù)以便確定與血管過濾器(例如，腔靜脈過濾器，如由Volcano公司(CA,USA)制造的Vena Cava Filter)有關(guān)的參數(shù)，例如，過濾器的最大直徑。

對(duì)于一些應(yīng)用，響應(yīng)于確定先前植入的裝置在受試者身體的一部分的圖像內(nèi)存在，并且響應(yīng)于將先前植入的裝置分類為給定類型的裝置，使用本文所述的技術(shù)以便確定與先前植入的裝置(如，在本過程被執(zhí)行之前(例如，在本過程被執(zhí)行之前至少一天)植入的支架、移植物或替換瓣膜)有關(guān)的參數(shù)。

現(xiàn)在參照?qǐng)D4，圖4是根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的血管的圖像，絲線(例如，導(dǎo)絲)設(shè)置在血管內(nèi)。圖4A的右圖框82是左圖框80的一部分的放大，該放大部分包含導(dǎo)絲的不透射線末端部分84的圖像。對(duì)于一些應(yīng)用，使用本文所述的技術(shù)自動(dòng)地識(shí)別導(dǎo)絲的不透射線部分的末端86。通常，如可在圖4中觀察到的，在血管的熒光圖像(或不同的腔外圖像)中，由于噪聲而在圖像內(nèi)存在變暗的像素。因此，通常不可能簡(jiǎn)單地通過分析各個(gè)像素的強(qiáng)度來辨別對(duì)應(yīng)于導(dǎo)絲的不透射線部分的像素與周圍像素。對(duì)于一些應(yīng)用，計(jì)算機(jī)處理器28使用如參照?qǐng)D5所述的技術(shù)來確定絲線的不透射線部分的末端在圖像內(nèi)的位置。

現(xiàn)參照?qǐng)D5，圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的由計(jì)算機(jī)處理器28執(zhí)行以便確定絲線的不透射線部分的末端在血管的腔外圖像內(nèi)的位置的過程步驟的流程圖。

對(duì)于所述圖像的至少一部分內(nèi)的每一像素，確定所述像素的線性測(cè)度(wireness measure)(步驟90)。(應(yīng)注意，如本文所使用的，術(shù)語“像素”不應(yīng)被解釋為限于表示在屏幕上的圖畫的最小可控制元素。更確切地說，如本文所使用，術(shù)語“像素”應(yīng)被解釋為是指一組一個(gè)或多個(gè)這類元素。)對(duì)于一些應(yīng)用，針對(duì)整個(gè)圖像內(nèi)的像素確定線性測(cè)度。替代地，僅確定圖像的一部分內(nèi)的像素的線性測(cè)度。例如，可對(duì)圖像中的預(yù)期設(shè)置絲線的不透射線部分(例如，基于其他特征在圖像內(nèi)的位置)的區(qū)域內(nèi)的像素的線性測(cè)度取樣。替代地或另外，處理器可自用戶接收指示圖像中的預(yù)期設(shè)置絲線的不透射線部分的區(qū)域的輸入。

線性測(cè)度是像素中的每一個(gè)具有線狀特性的程度的測(cè)度。對(duì)于一些應(yīng)用，使用本文所述的一個(gè)或多個(gè)算法確定像素的線性測(cè)度。通常，對(duì)于選定的像素中的每一個(gè)，通過測(cè)量所述像素與圖像內(nèi)的其他像素一起形成具有如暗度、亮度和/或不同特性(即，指示線性的特性)的給定特性的細(xì)長(zhǎng)的一組像素的一部分的程度來確定線性測(cè)度。通常，線性測(cè)度指示所述像素與所述一組像素內(nèi)的其他像素一起對(duì)應(yīng)于所述絲線。

對(duì)于一些應(yīng)用，將與Steinberg的US 2012/0230565和/或Cohen的US2010/0222671中所述的那些用于確定像素的血管性測(cè)度的大體上類似的技術(shù)用于確定像素的線性測(cè)度，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。例如，可借助于海森(Hessian)濾波器(如Frangi等人的標(biāo)題為“多尺度血管增強(qiáng)濾波(Multiscale vessel enhancement filtering)”(Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention--MICCAI 1998--Lecture Notes in Computer Science，第1496卷，Springer Verlag，柏林，德國(guó)，第130-137頁)的文章中所述的濾波器，該文章通過引用的方式并入本文)，和/或借助于執(zhí)行曲線型結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)和/或檢測(cè)和/或劃分的濾波器來確定線性。對(duì)于一些應(yīng)用，使用類似于Frangi濾波器但與Frangi濾波器的不同(a)在于所述線性是齊次函數(shù)，和/或(b)在于采用乘法器以便尺度標(biāo)準(zhǔn)化的濾波器。

對(duì)于一些應(yīng)用，通過確定所述像素的梯度正交于海森矩陣的對(duì)應(yīng)于最高特征值的特征向量的程度來獲得所述像素的線性測(cè)度。對(duì)于一些應(yīng)用，所述確定是由應(yīng)用至鄰近最終被確定為構(gòu)成絲線自身的那些像素的像素的投票函數(shù)輔助的。

對(duì)于一些應(yīng)用，通過滯后(hysteresis)將閾值處理應(yīng)用至圖像像素。例如，如果線性值下降到滯后的高閾值以下但仍在滯后的低閾值以上的像素與下降到滯后的高閾值處或以上的像素相連，則將所述像素并入所述一組像素中。

對(duì)于一些應(yīng)用，通過形態(tài)操作確定形成上述組的像素。例如，這類形態(tài)操作可包括閾值化的血管性圖像的骨架化。對(duì)于一些應(yīng)用，所采用的閾值根據(jù)圖像中的具體區(qū)域是適應(yīng)性的。

對(duì)于一些應(yīng)用，機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)用來確定所述像素的線性測(cè)度。

在過程的下一步驟中，對(duì)于圖像的至少所述部分內(nèi)的每一像素，確定所述像素的強(qiáng)度(步驟92)。應(yīng)注意，對(duì)于一些應(yīng)用，以與圖5中的流程圖中所示的那個(gè)相反的順序執(zhí)行步驟90和92。

在所述部分內(nèi)的像素的線性測(cè)度和圖像強(qiáng)度已被確定之后，計(jì)算機(jī)處理器28在圖像的所述部分內(nèi)指定第一取樣區(qū)域(步驟94)。對(duì)于一些應(yīng)用，根據(jù)本文所述的一個(gè)或多個(gè)算法指定第一取樣區(qū)域。例如，取樣區(qū)域可包括單個(gè)像素或多個(gè)像素?？呻S機(jī)地和/或響應(yīng)于來自用戶的輸入而生成第一取樣區(qū)域。對(duì)于一些應(yīng)用，處理器通過指定導(dǎo)絲的末端可能被設(shè)置在其中的取樣區(qū)域來指定第一取樣區(qū)域。例如，處理器可通過指定具有線性測(cè)度的高值的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域來指定第一取樣區(qū)域。替代地或另外，處理器可基于圖像的機(jī)器學(xué)習(xí)分析，響應(yīng)于確定圖像的一區(qū)域可能包含絲線的末端而指定第一取樣區(qū)域。

對(duì)于一些應(yīng)用，在步驟90和92之前執(zhí)行步驟94，并且僅對(duì)指定的取樣區(qū)域執(zhí)行步驟90和92。

處理器確定在第一取樣區(qū)域內(nèi)是否存在至少一個(gè)像素，在該至少一個(gè)像素處，相對(duì)于具有指示線性的特性的所述一組像素中的至少一些的線性測(cè)度的值，存在大于閾值量的線性測(cè)度變化(步驟96)。對(duì)于一些應(yīng)用，處理器使用本文所述的一個(gè)或多個(gè)算法執(zhí)行步驟96。例如，通過圖示，處理器可確定，從一個(gè)像素到鄰近像素，存在超過閾值百分比減少的線性測(cè)度減少。或者，處理器可確定至少一個(gè)像素具有比屬于所述一組像素的所有像素的平均線性測(cè)度低出多于閾值百分比的線性測(cè)度。

對(duì)于一些應(yīng)用，在指定區(qū)域內(nèi)，處理器確定具有指示線性的特性的所述一組像素的局部方向性。處理器沿那個(gè)方向確定是否存在至少一個(gè)像素，在該至少一個(gè)像素處，相對(duì)于屬于具有指示線性的特性的所述一組像素的像素中的至少一些，存在大于閾值量的線性測(cè)度變化。

響應(yīng)于確定出在第一取樣區(qū)域內(nèi)不存在超過閾值的在至少一個(gè)像素處的線性測(cè)度變化，處理器進(jìn)行到下一取樣區(qū)域(步驟98)，并且在第二取樣區(qū)域處重復(fù)步驟96。第二取樣區(qū)域通常以與第一取樣區(qū)域的選擇大體上類似的方式，和/或基于與第一取樣區(qū)域的空間關(guān)系加以選擇。響應(yīng)于確定取樣區(qū)域內(nèi)的至少一個(gè)像素處的線性測(cè)度變化超過閾值，處理器隨后確定在至少一個(gè)像素處，相對(duì)于具有指示線性的特性的所述一組像素中的至少一些的強(qiáng)度值，是否存在大于閾值量的像素強(qiáng)度變化(步驟100)。對(duì)于一些應(yīng)用，處理器使用本文所述的一個(gè)或多個(gè)算法執(zhí)行步驟100。例如，通過圖示，處理器可確定，從像素中的一個(gè)到鄰接像素，存在超過閾值百分比增加的強(qiáng)度增加。或者，處理器可確定像素中的一個(gè)具有超出屬于所述一組像素的所有像素的平均強(qiáng)度大于閾值百分比的強(qiáng)度。

對(duì)于一些應(yīng)用，在指定區(qū)域內(nèi)，處理器確定具有指示線性的特性的所述一組像素的局部方向性。處理器沿那個(gè)方向確定是否存在至少一個(gè)像素，在該至少一個(gè)像素處，相對(duì)于屬于具有指示線性的特性的所述一組像素的像素中的至少一些，存在大于閾值量的強(qiáng)度變化。

響應(yīng)于確定在當(dāng)前取樣區(qū)域內(nèi)不存在超過閾值的在至少一個(gè)像素處的強(qiáng)度變化，處理器進(jìn)行到下一取樣區(qū)域(步驟98)，并且在下一取樣區(qū)域處重復(fù)步驟96。響應(yīng)于確定當(dāng)前取樣區(qū)域內(nèi)的至少一個(gè)像素處的強(qiáng)度變化超過閾值，確定所述絲線的不透射線部分的末端設(shè)置在當(dāng)前取樣區(qū)域內(nèi)(步驟102)。響應(yīng)于所述絲線的不透射線部分的末端在圖像內(nèi)的所確定的位置而生成輸出。

應(yīng)注意，對(duì)于一些應(yīng)用，以相反順序執(zhí)行步驟96和100，處理器首先確定是否存在在至少一個(gè)像素處的大于閾值量的強(qiáng)度變化，并且隨后確定是否存在在至少一個(gè)像素處的大于閾值量的線性測(cè)度變化。

通常，響應(yīng)于所述絲線的不透射線部分的末端在圖像內(nèi)的所確定的位置而由計(jì)算機(jī)處理器28生成輸出。對(duì)于一些應(yīng)用，處理器確定所述絲線的不透射線部分的兩末端的位置，并且由此確定所述絲線的不透射線部分的位置，和/或所述絲線的不透射線部分在圖像內(nèi)的中心。響應(yīng)于所述絲線的不透射線部分的所確定的位置，和/或響應(yīng)于所述絲線的不透射線部分在圖像內(nèi)的中心的所確定的位置而生成輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用，響應(yīng)于確定所述絲線的不透射線部分的末端在給定圖像內(nèi)的位置，處理器通過使圖像中的每一個(gè)中的所述絲線的不透射線部分彼此對(duì)準(zhǔn)來將所述圖像與第二圖像對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)各個(gè)應(yīng)用，被對(duì)準(zhǔn)的圖像可顯示在圖像彼此對(duì)準(zhǔn)的圖像流中，且/或可基于所述圖像和第二圖像的對(duì)準(zhǔn)生成合成圖像。例如，在使圖像彼此對(duì)準(zhǔn)之后，處理器可求所述圖像和第二圖像的平均值。通常，所述絲線的不透射線部分的末端在給定圖像內(nèi)的位置的識(shí)別可用來執(zhí)行在Iddan的US 2008/0221440、Steinberg的US2012/0230565和Cohen的US 2010/0222671中的任一個(gè)中描述的圖像穩(wěn)定和/或增強(qiáng)技術(shù)中的任一種，全部所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述絲線的不透射線部分的末端在給定圖像內(nèi)的位置的識(shí)別可用來例如根據(jù)Tolkowsky的US 2012/0004537、Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472(所述文獻(xiàn)通過引用的方式并入本文)中所述的技術(shù)而利于確定腔內(nèi)裝置在管腔內(nèi)的位置。例如，可確定血管內(nèi)的由腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置(例如，腔內(nèi)成像裝置，或被配置成獲取多個(gè)功能性腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置)獲取一個(gè)或多個(gè)腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的位置?；谘軆?nèi)的獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的所確定的位置，處理器可如通過生成腔內(nèi)成像堆棧，和/或通過生成腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)與血管內(nèi)的獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的位置之間的對(duì)應(yīng)性的指示來生成輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用，通過沿血管中的包括所指定的管腔部位的管腔區(qū)段定位腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置來獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)。隨后，當(dāng)觀察管腔區(qū)段的腔外圖像時(shí)，沿那個(gè)區(qū)段的一個(gè)或多個(gè)位置通過用戶輸入裝置(例如，用戶界面30)指示。響應(yīng)于通過用戶輸入裝置對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)位置的指示，顯示對(duì)應(yīng)的先前獲取的腔內(nèi)圖像。

通常，所指定的管腔部位包括正在診斷的部位，受診斷結(jié)果影響，治療裝置將被定位并且布放在該部位處，該部位例如是解剖學(xué)特征的部位、先前植入裝置的植入部位，和/或相對(duì)于植入部位在限定位置處的部位。例如，所指定的管腔部位可包括管腔中相對(duì)于管腔的周圍部分變窄的一部分，和/或病變的部位。

對(duì)于一些應(yīng)用，通過將腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置定位在所指定的管腔部位處來獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)。隨后，在腔外成像下將腔內(nèi)治療裝置定位并且布放在所指定的管腔部位處，同時(shí)實(shí)時(shí)查看由腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置先前在治療裝置的當(dāng)前位置處獲取的腔內(nèi)數(shù)據(jù)。通常，在所指定的腔內(nèi)部位附近的各個(gè)腔內(nèi)部位處獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)。隨后，當(dāng)將腔內(nèi)治療裝置放置在管腔內(nèi)時(shí)，先前獲取的腔內(nèi)數(shù)據(jù)通常自動(dòng)地并且通常實(shí)時(shí)地被顯示和更新，以對(duì)應(yīng)于治療裝置(或治療裝置的一部分)的當(dāng)前位置，治療裝置的位置在治療裝置的定位期間通常改變。

對(duì)于一些應(yīng)用，共同使用腔外圖像和先前獲取的腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)，使得似乎治療裝置在實(shí)時(shí)腔外成像和實(shí)時(shí)腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取下正被定位和布放。這是因?yàn)?a)腔外成像是實(shí)時(shí)地執(zhí)行，并且(b)雖然腔內(nèi)數(shù)據(jù)未被實(shí)時(shí)地獲取，但是顯示對(duì)應(yīng)于治療裝置的當(dāng)前位置的腔內(nèi)數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用，當(dāng)治療裝置被設(shè)置在管腔內(nèi)時(shí)，通過對(duì)管腔內(nèi)的裝置的腔外圖像執(zhí)行圖像處理來確定所述裝置在管腔內(nèi)的位置。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述絲線的不透射線部分的末端在給定圖像內(nèi)的位置的識(shí)別可用來例如根據(jù)Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO13/175472中所述的技術(shù)而利于確定用于所述圖像與第二圖像之間的映射的變換函數(shù)，所述兩個(gè)申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。例如，可確定用于將當(dāng)前熒光圖像映射至先前獲取的血管造影圖像的變換函數(shù)，或反之亦然。對(duì)于一些應(yīng)用，通過將當(dāng)前熒光圖像內(nèi)的兩個(gè)或更多個(gè)特征的排布與先前獲取的血管造影圖像內(nèi)的路徑的至少一部分的形狀進(jìn)行比較，來確定用于將當(dāng)前熒光圖像映射至先前獲取的血管造影圖像的變換函數(shù)。對(duì)于一些應(yīng)用，所述特征中的至少一個(gè)是當(dāng)前熒光圖像中的導(dǎo)絲的不透射線部分。

對(duì)于一些應(yīng)用，基于所確定的變換函數(shù)，處理器例如根據(jù)Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的技術(shù)來確定腔內(nèi)裝置在管腔內(nèi)的位置，所述兩個(gè)申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。例如，可確定血管內(nèi)的由腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置(例如，腔內(nèi)成像裝置，或被配置成獲取多個(gè)功能性腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置)獲取一個(gè)或多個(gè)腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的位置?；谘軆?nèi)的獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的所確定的位置，處理器可如通過生成腔內(nèi)成像堆棧，和/或通過生成腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)與血管內(nèi)的獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的位置之間的對(duì)應(yīng)性的指示來生成輸出。替代地，基于血管內(nèi)的獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的所確定的位置，處理器可使用上文所述和/或如Tolkowsky的US 2012/0004537、Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的技術(shù)共同使用腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)和腔外成像，所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述絲線的不透射線部分的末端在給定圖像內(nèi)的位置的識(shí)別可用來例如根據(jù)Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的技術(shù)而利于將圖像的一部分分類為與導(dǎo)絲的遠(yuǎn)端相關(guān)聯(lián)，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。例如，將圖像的一部分分類為與導(dǎo)絲的遠(yuǎn)端相關(guān)聯(lián)可用來根據(jù)Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的技術(shù)而利于確定用于將一個(gè)圖像映射至另一個(gè)圖像的變換函數(shù)，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。

現(xiàn)在參照?qǐng)D6A至圖6B，圖6A至圖6B是設(shè)置在血管內(nèi)的導(dǎo)絲(如導(dǎo)絲24)的各個(gè)腔外圖像的矩形取樣區(qū)域110和112的示意圖，使用現(xiàn)有技術(shù)對(duì)所述區(qū)域取樣。圖6A的矩形取樣區(qū)域110被取樣成使得矩形的長(zhǎng)度被設(shè)置成與所述導(dǎo)絲局部地設(shè)置在圖像內(nèi)的方向近似平行。在圖像中的X的中心處的給定像素111被設(shè)置在取樣區(qū)域的中心處。圖6B的矩形取樣區(qū)域112被取樣成使得矩形的長(zhǎng)度被設(shè)置成與所述導(dǎo)絲局部地設(shè)置在圖像內(nèi)的方向近似垂直。在圖像中的X的中心處的像素111被設(shè)置在取樣區(qū)域的中心處。

圖6A的底部示出在取樣區(qū)域114的機(jī)器學(xué)習(xí)外觀旁邊的取樣區(qū)域110，該取樣區(qū)域的中心像素對(duì)應(yīng)于導(dǎo)絲的一部分。圖6B的底部示出在取樣區(qū)域114旁邊的取樣區(qū)域112。如果機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)被處理器28用來通過將取樣區(qū)域110與區(qū)域114進(jìn)行比較來確定像素111是否對(duì)應(yīng)于導(dǎo)絲的一部分，則處理器可確定像素111對(duì)應(yīng)于導(dǎo)絲的一部分。然而，如果處理器將取樣區(qū)域112與區(qū)域114進(jìn)行比較，則處理器可確定像素111不對(duì)應(yīng)于導(dǎo)絲的一部分。

根據(jù)圖6A至圖6B的描述，通過對(duì)像素111周圍的旋轉(zhuǎn)變化區(qū)域取樣，機(jī)器學(xué)習(xí)分類算法可能無法精確地確定像素111是否對(duì)應(yīng)于導(dǎo)絲24的一部分。根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用，為了確定給定像素是否對(duì)應(yīng)于對(duì)象的一部分，在像素周圍對(duì)旋轉(zhuǎn)不變區(qū)域取樣，并且將機(jī)器學(xué)習(xí)分類應(yīng)用至旋轉(zhuǎn)不變區(qū)域，如下文所述。例如，可使用以下機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)中的一種或多種：支持向量機(jī)(SVM)、深度信念網(wǎng)絡(luò)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和/或隨機(jī)決策森林。

現(xiàn)在參照?qǐng)D7，圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的用來識(shí)別包含對(duì)象的圖像內(nèi)的給定像素是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的一部分的過程步驟的流程圖。也參照?qǐng)D8A至圖8B，圖8A至圖8B是根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的導(dǎo)絲的圖像和圍繞圖像的像素111取樣的圓形取樣區(qū)域130的示意圖，所述圓形取樣區(qū)域包括圍繞像素111設(shè)置的一組同心圓132a-132c。

通常，圖7中所示的過程是針對(duì)受試者的血管的圖像(例如，熒光圖像)來執(zhí)行的，并且用來識(shí)別所述圖像內(nèi)的給定像素(例如，像素111)是否對(duì)應(yīng)于設(shè)置在血管內(nèi)的對(duì)象的一部分。例如，設(shè)置在血管內(nèi)的對(duì)象可以是引導(dǎo)導(dǎo)管22、絲線(例如，導(dǎo)絲24)、腔內(nèi)治療裝置、腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置、不透射線標(biāo)志(如圖2B中所示的標(biāo)志57)和/或支架。

如圖7中所示，在第一步驟(步驟120)中，處理器28抽取圍繞所述像素設(shè)置的一組同心圓作為樣本。例如，圖8B的頂部部分示出圍繞像素111取樣的一組同心圓132a-132c。處理器將第一函數(shù)應(yīng)用至所述圓中的每一個(gè)，使得所述圓通常使用本文所述的算法中的一個(gè)或多個(gè)由第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符來限定(步驟122)。例如，處理器可將時(shí)頻域變換(例如，傅里葉變換、離散正弦變換和/或離散余弦變換)應(yīng)用至所述圓，并且處理器可確定所述圓中的每一個(gè)的時(shí)頻域變換的絕對(duì)系數(shù)。確定出時(shí)頻域變換的絕對(duì)系數(shù)的效果是從變換中移除相移，使得具有相同圖案但相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)類似的圓的描述符相同。因此，在這個(gè)階段，所述圓由象征性地示出在圖8B的底部處的各個(gè)旋轉(zhuǎn)不變描述符132a'-132c'來表示。

現(xiàn)在參照?qǐng)D9A至圖9B，圖9A至圖9B是對(duì)其應(yīng)用圖7的步驟120和122的各個(gè)腔外圖像的區(qū)域的示意圖。圖9A示出導(dǎo)絲的圖像，其中圓形取樣區(qū)域130是圍繞所述圖像的像素111取樣的。圖9B是包含圍繞像素111設(shè)置的變暗像素的例示性腔外圖像，如圖9B中所示的像素111不對(duì)應(yīng)于導(dǎo)絲的一部分。在圖9B中，圓形取樣區(qū)域130是圍繞圖像的像素111取樣的。

圖9A和圖9B的中間部分示出圓形取樣區(qū)域130的放大，并且圖9A和圖9B的底部部分示出圍繞像素111的多組同心圓132a-132c。如以上所述，作為將步驟122應(yīng)用至同心圓132a-132c的結(jié)果，表示圓132a-132c的描述符變成旋轉(zhuǎn)不變的。因此，因?yàn)槌鄬?duì)于彼此旋轉(zhuǎn)以外，圖9B中所示的同心圓類似于圖9A中所示的那些，所以作為將步驟122應(yīng)用至各組圓的結(jié)果，兩組同心圓將得到彼此類似的多組旋轉(zhuǎn)不變描述符。因此，根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用，應(yīng)用圖7的步驟124、126和127。應(yīng)用步驟124、126和127的效果在于同心圓132a-132c由相對(duì)于取樣區(qū)域130旋轉(zhuǎn)不變的描述符來表示，并且使得同心圓132a-132c相對(duì)于彼此的旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)被限定。因此，在應(yīng)用步驟124、126和127之后，圖9A中的區(qū)域130的代表性描述符不同于圖9B中的區(qū)域130的代表性描述符。

再次參照?qǐng)D7，在步驟124中，處理器28將第二函數(shù)應(yīng)用至所述一組圓132a-132c，以致生成第二組描述符，第二組描述符中的每一個(gè)通常使用本文所述的算法中的一個(gè)或多個(gè)來表示所述圓的各個(gè)對(duì)之間的差異。例如，所述圓可與另一個(gè)作減法，使得第二組描述符包含(a)表示圓132c與圓132a之間的差異的第一描述符、(b)表示圓132c與圓132b之間的差異的第二描述符，和(c)表示圓132b與圓132a之間的差異的第三描述符。在步驟126中，將第三函數(shù)應(yīng)用至第二組描述符，使得第二組描述符通常使用本文所述的算法中的一個(gè)或多個(gè)通過變?yōu)樾D(zhuǎn)不變的來形成第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符。例如，處理器可將時(shí)頻域變換(例如，傅里葉變換、離散正弦變換和/或離散余弦變換)應(yīng)用至第二組描述符，并且處理器可確定第二組描述符中的每一個(gè)的時(shí)頻域變換的絕對(duì)系數(shù)。對(duì)于一些應(yīng)用，通過計(jì)算表示所述圓的旋轉(zhuǎn)不變描述符之間的差異來確定第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符。

在任選的(如圍繞步驟127的虛線框所示的)步驟127中，處理器通常使用本文所述算法中的一個(gè)或多個(gè)來生成表示第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符和第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符的代表性描述符。通常，通過將第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符和第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符組合在一起，例如，通過彼此結(jié)合地列出描述符，來生成代表性描述符。

應(yīng)注意，步驟124和126通常與步驟122并行地執(zhí)行，并且不必相對(duì)于步驟122隨后和/或順序地執(zhí)行。對(duì)于一些應(yīng)用，在步驟122和126(其中生成第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符和第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符)被執(zhí)行之前執(zhí)行步驟124(其中生成表示所述圓之間的差異的第二組描述符)。對(duì)于一些這類應(yīng)用，步驟122和126彼此一起地執(zhí)行，例如，通過將時(shí)頻域變換(例如，傅里葉變換、離散正弦變換和/或離散余弦變換)應(yīng)用至兩組圓并應(yīng)用至表示所述圓之間的差異的第二組描述符，并且隨后確定時(shí)頻域變換的結(jié)果的絕對(duì)系數(shù)。如上文所述，對(duì)于一些應(yīng)用，通過計(jì)算表示所述圓的旋轉(zhuǎn)不變描述符之間的差異來確定第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符。通常，該組產(chǎn)生的絕對(duì)系數(shù)是表示該組圓以及所述圓之間的差異兩者的旋轉(zhuǎn)不變描述符。因此，對(duì)于這類應(yīng)用，通過執(zhí)行步驟122和126來自動(dòng)地執(zhí)行步驟127。

如上文所述，應(yīng)用圖7的步驟124、126和127的效果在于同心圓132a-132c由相對(duì)于取樣區(qū)域130旋轉(zhuǎn)不變的但描述同心圓132a-132c相對(duì)于彼此的旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)的描述符來表示。類似地，即使步驟127未被執(zhí)行，步驟122和126的輸出在結(jié)合彼此加以分析時(shí)也表示同心圓132a-132c，使得所述圓相對(duì)于取樣區(qū)域130是旋轉(zhuǎn)不變的，但使得同心圓132a-132c相對(duì)于彼此的旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)被限定。

在步驟128中，基于代表性描述符，處理器通常使用本文所述的算法中的一個(gè)或多個(gè)來確定像素111是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的一部分(例如，導(dǎo)絲24的一部分)。替代地，對(duì)于步驟127未被執(zhí)行的應(yīng)用，處理器基于第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符和第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符來確定像素111是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的一部分。通常，處理器通過將機(jī)器學(xué)習(xí)分類應(yīng)用至通過步驟127得到的代表性描述符，和/或通過將機(jī)器學(xué)習(xí)分類應(yīng)用至通過步驟122和126得到的第一組旋轉(zhuǎn)不變描述符和第二組旋轉(zhuǎn)不變描述符來確定像素111是否對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的一部分。在步驟129中，如果處理器確定出像素111對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的一部分，則處理器至少部分地響應(yīng)于此而生成輸出。

應(yīng)注意，對(duì)于一些應(yīng)用，處理器并不將圖7中所示的過程應(yīng)用至圖像中的所有像素。例如，處理器可通過針對(duì)所述圖像的至少一部分內(nèi)的每個(gè)像素確定對(duì)象性測(cè)度(objectness measure)來選擇應(yīng)用所述過程的像素。對(duì)象性測(cè)度通常測(cè)量所述像素與所述圖像內(nèi)的其他像素一起形成具有給定特性的一組像素的程度，該給定特性與所述對(duì)象的所述部分相關(guān)聯(lián)。例如，如果對(duì)象是導(dǎo)絲，則對(duì)象性測(cè)度可類似于上文所述的線性測(cè)度。對(duì)于一些應(yīng)用，用于其他對(duì)象的對(duì)象性測(cè)度加以必要的變更后通常類似于上文所述的線性測(cè)度。處理器隨后可通過選擇設(shè)置在形成該組像素的至少一些像素附近的像素和/或?qū)儆谠摻M像素的像素，來選擇應(yīng)用圖7中所示的過程的像素。

如上文所述，通常，圖7中所示的過程針對(duì)受試者的血管的圖像(例如，熒光圖像)加以執(zhí)行，并且用來識(shí)別所述圖像內(nèi)的給定像素(例如，像素111)是否對(duì)應(yīng)于設(shè)置在血管內(nèi)的對(duì)象的一部分。例如，設(shè)置在血管內(nèi)的對(duì)象可以是引導(dǎo)導(dǎo)管22、絲線(例如，導(dǎo)絲24)、腔內(nèi)治療裝置、腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置、不透射線標(biāo)志(如圖2B中所示的標(biāo)志57)和/或支架。對(duì)于一些應(yīng)用，通過針對(duì)所述圖像內(nèi)的多個(gè)像素執(zhí)行圖7中所示的過程來確定所述對(duì)象在所述圖像內(nèi)的位置。

對(duì)于一些應(yīng)用，響應(yīng)于確定所述對(duì)象在所述圖像內(nèi)的位置，處理器通過使所述圖像中的每一個(gè)中的所述對(duì)象彼此對(duì)準(zhǔn)來將所述圖像與第二圖像對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)各個(gè)應(yīng)用，對(duì)準(zhǔn)的圖像可顯示在圖像彼此對(duì)準(zhǔn)的圖像流中，和/或可基于所述圖像和第二圖像的對(duì)準(zhǔn)生成合成圖像。例如，在使圖像彼此對(duì)準(zhǔn)之后，處理器可求所述圖像和第二圖像的平均值。通常，確定所述對(duì)象在所述圖像內(nèi)的位置可用來執(zhí)行在Iddan的US 2008/0221440、Steinberg的US 2012/0230565和Cohen的US 2010/0222671中描述的圖像穩(wěn)定和/或增強(qiáng)技術(shù)中的任何技術(shù)，所有的所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述對(duì)象在所述圖像內(nèi)的位置用來例如根據(jù)Tolkowsky的US 2012/0004537、Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的技術(shù)而利于確定腔內(nèi)裝置在管腔內(nèi)的位置，所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。例如，可確定血管內(nèi)的由腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置(例如，腔內(nèi)成像裝置，或被配置成獲取功能性腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置)獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的位置。基于血管內(nèi)的獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的所確定的位置，處理器可比如通過生成腔內(nèi)成像堆棧，和/或通過生成腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)與管腔內(nèi)的獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的位置之間的對(duì)應(yīng)性的指示來生成輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述對(duì)象在圖像內(nèi)的所確定的位置用來例如根據(jù)Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的技術(shù)而利于確定用于圖像與第二圖像之間的映射的變換函數(shù)，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。例如，可確定用于將當(dāng)前熒光圖像映射至先前獲取的血管造影圖像的變換函數(shù)，或反之亦然。對(duì)于一些應(yīng)用，通過將當(dāng)前熒光圖像內(nèi)的兩個(gè)或更多個(gè)特征的排布與先前獲取的血管造影圖像內(nèi)的路徑的至少一部分的形狀進(jìn)行比較，來確定用于將當(dāng)前熒光圖像映射至先前獲取的血管造影圖像的變換函數(shù)。對(duì)于一些應(yīng)用，所述特征中的至少一個(gè)是所述對(duì)象，所述對(duì)象的位置是使用本文所述的技術(shù)在當(dāng)前熒光圖像中確定的。

對(duì)于一些應(yīng)用，基于所確定的變換函數(shù)，處理器例如根據(jù)Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的技術(shù)確定腔內(nèi)裝置在管腔內(nèi)的位置，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。例如，可確定血管內(nèi)的由腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置(例如，腔內(nèi)成像裝置，或被配置成獲取功能腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置)獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的位置?；谘軆?nèi)的獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的確定的位置，處理器可比如通過生成腔內(nèi)成像堆棧，和/或通過生成腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)與管腔內(nèi)的獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的位置之間的對(duì)應(yīng)性的指示來生成輸出。替代地，基于血管內(nèi)的獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的確定的位置，處理器可使用上文所述和/或如Tolkowsky的US 2012/0004537、Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的技術(shù)共同使用腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)和腔外成像，所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。

對(duì)于一些應(yīng)用，所述對(duì)象在所述圖像內(nèi)的所確定的位置用來例如根據(jù)Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的技術(shù)而利于將所述圖像的一部分分類為與所述對(duì)象相關(guān)聯(lián)，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。例如，將所述圖像的一部分分類為與所述對(duì)象相關(guān)聯(lián)可用來根據(jù)Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的技術(shù)而利于確定用于將一個(gè)圖像映射至另一個(gè)圖像的變換函數(shù)，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。

現(xiàn)在參照?qǐng)D10，圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的用來確定用于管腔的路線圖圖像內(nèi)的位置與管腔的第二圖像內(nèi)的位置之間的映射的變換函數(shù)的過程步驟的流程圖。也參照?qǐng)D11A至圖11C，圖11A至圖11C是根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的受試者的管腔(例如，動(dòng)脈)160的圖像的示意圖。

在過程的第一步驟140中，獲取管腔的至少一個(gè)第一腔外圖像。通常，使用腔外成像裝置獲取管腔的第一組腔外圖像。例如，腔外成像裝置20(圖1)可用來獲取受試者的血管(例如，冠狀動(dòng)脈)的第一組腔外圖像。根據(jù)各個(gè)應(yīng)用，在管腔內(nèi)存在造影劑的情況下，或在管腔內(nèi)不存在造影劑的情況下獲取第一組腔外圖像。

在步驟142中，處理器28將所述至少一個(gè)第一腔外圖像指定為路線圖圖像。通常，使用本文所述的算法中的一個(gè)或多個(gè)，獲取第一組腔外圖像，并且處理器將第一組圖像中的至少一個(gè)指定為路線圖圖像。通常，根據(jù)Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的技術(shù)將第一組圖像中的至少一個(gè)指定為路線圖圖像，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。例如，可基于以下準(zhǔn)則選擇所述圖像：(a)在所需的心臟相位(通常舒張末期)處獲取所述圖像，和/或(b)在所述圖像中，造影劑使管腔突顯。對(duì)于其中對(duì)受試者的冠狀動(dòng)脈執(zhí)行本文所述的技術(shù)的過程，圖像可基于冠狀動(dòng)脈的至少一部分在該組圖像中的可見性來選擇該組圖像。對(duì)于一些應(yīng)用，選擇具有冠狀動(dòng)脈的最大可見性的血管造影片，其中這種選擇通常是自動(dòng)的。通?；谒^察的動(dòng)脈的最大總數(shù)、歸因于動(dòng)脈的圖像像素的最大數(shù)目和/或具體動(dòng)脈的外觀中的最大圖像對(duì)比度來確定最大可見性。對(duì)于一些應(yīng)用，基于多個(gè)腔外圖像的腔外圖像(例如，基于求多個(gè)圖像的平均值的圖像)被選擇并被指定為路線圖圖像。

圖11A示出根據(jù)本發(fā)明的一些應(yīng)用的已被指定為路線圖圖像的受試者動(dòng)脈的圖像?？捎^察到，在路線圖圖像中，動(dòng)脈160利用造影劑突顯。

再次參照?qǐng)D10，在步驟144中，處理器28通常使用本文所述的算法中的一個(gè)或多個(gè)在路線圖圖像內(nèi)指定路線圖路徑。通常，根據(jù)Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的技術(shù)來指定路線圖路徑，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。對(duì)于一些應(yīng)用，響應(yīng)于手動(dòng)的用戶輸入和/或自動(dòng)地指定路線圖路徑。例如，所述途徑基于手動(dòng)指示的點(diǎn)，通過用戶指示沿所述路徑的一些點(diǎn)并且處理器完成所述路徑而被指定。對(duì)于一些應(yīng)用，路線圖路徑至少部分地通過確定管腔的中心線來確定。例如，可使用US 2012/0230565、WO 10/058398、WO 12/014212和/或US 2012/0004537中所述的用于確定管腔的中心線的技術(shù)來確定管腔的中心線，所有所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。

對(duì)于一些應(yīng)用，在管腔內(nèi)不存在造影劑的情況下獲取第一腔外圖像(或第一組腔外圖像)。對(duì)于這類應(yīng)用，可通過識(shí)別路線圖圖像內(nèi)的一組特征和響應(yīng)于所識(shí)別的該組特征而指定路線圖路徑來指定路線圖路徑。通常，該組特征對(duì)應(yīng)于設(shè)置在管腔內(nèi)的不透射線特征(如不透射線標(biāo)志和/或引導(dǎo)導(dǎo)管的不透射線末端)。因此，該組特征通常指示管腔在圖像內(nèi)的位置。

圖11B示出圖11A的路線圖圖像，其中已在動(dòng)脈160內(nèi)指定了路線圖路徑162。應(yīng)注意，雖然在圖11B中，途徑162被顯示在路線圖圖像內(nèi)，但是對(duì)于一些應(yīng)用，在所述路徑實(shí)際上沒有顯示在顯示器上的情況下指定路線圖路徑。

再次參照?qǐng)D10，在步驟146中，腔外成像裝置(例如，圖1中所示的腔外成像裝置20)獲取附加的腔外圖像，并且通常獲取第二組腔外圖像。通常，第二組腔外圖像是熒光圖像，其中至少一些是在管腔內(nèi)不存在造影劑的情況下，并且進(jìn)一步通常在腔內(nèi)裝置(例如，腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置或腔內(nèi)治療裝置)設(shè)置在管腔內(nèi)時(shí)獲取的。

圖11C示出在管腔內(nèi)不存在造影劑的情況下獲取的腔外圖像的示例?？捎^察到，在圖11C中，管腔自身未使用造影劑突顯，但是存在對(duì)應(yīng)于設(shè)置在管腔內(nèi)的不透射線對(duì)象的圖像的變暗部分。

在步驟148中，基于附加的腔外圖像(例如，基于屬于第二組腔外圖像的至少一個(gè)圖像)，處理器28通過將評(píng)分函數(shù)應(yīng)用至所述圖像內(nèi)的至少一些像素，使得對(duì)其應(yīng)用評(píng)分函數(shù)的像素中的每一個(gè)被指定一指示所述像素具有給定特性的程度的得分，來生成得分圖像。

通常，使用本文所述的算法中的一個(gè)或多個(gè)生成所述得分圖像。應(yīng)注意，對(duì)于一些應(yīng)用，評(píng)分函數(shù)并不導(dǎo)致將所述像素識(shí)別為對(duì)應(yīng)于給定對(duì)象(如引導(dǎo)導(dǎo)管、絲線或不透射線標(biāo)志)。替代地，評(píng)分函數(shù)可導(dǎo)致將一個(gè)或多個(gè)像素識(shí)別為對(duì)應(yīng)于給定對(duì)象(如引導(dǎo)導(dǎo)管、線或不透射線標(biāo)志)。對(duì)于一些應(yīng)用，在步驟148中，將單個(gè)濾波器應(yīng)用至圖像。例如，可將海森濾波器或高通濾波器應(yīng)用至所述圖像的至少一部分。對(duì)于一些應(yīng)用，評(píng)分函數(shù)將指示像素的強(qiáng)度的得分指定給所述像素中的每一個(gè)。替代地或另外，評(píng)分函數(shù)將一指示所述像素可能對(duì)應(yīng)于非解剖學(xué)對(duì)象的程度的得分指定給所述像素中的每一個(gè)。

在步驟150中，基于對(duì)其應(yīng)用評(píng)分函數(shù)的所述像素中的至少一些的得分，處理器28確定路線圖路徑的至少一部分與得分圖像內(nèi)的曲線之間的對(duì)應(yīng)性。通常，使用本文所述的算法中的一個(gè)或多個(gè)來確定路線圖路徑中的至少一部分與得分圖像內(nèi)的曲線之間的對(duì)應(yīng)性。通常，處理器通過應(yīng)用最佳擬合算法以將路線圖路徑最佳地?cái)M合至所述圖像的像素來確定路線圖路徑的一部分與得分圖像內(nèi)的曲線之間的對(duì)應(yīng)性，所述像素的得分指示所述像素可能對(duì)應(yīng)于路線圖路徑的像素。例如，處理器可確定比其他像素更暗的像素可能對(duì)應(yīng)于沿路線圖路徑的像素。替代地或另外，處理器可確定具有指示對(duì)應(yīng)于非解剖學(xué)對(duì)象的像素的得分的像素可能對(duì)應(yīng)于沿路線圖路徑的像素。

對(duì)于一些應(yīng)用，處理器28使用動(dòng)態(tài)編程算法來確定路線圖路徑的一部分與得分圖像內(nèi)的曲線之間的對(duì)應(yīng)性。例如，處理器可確定沿路線圖路徑的第一像素與附加的腔外圖像的第一像素之間的對(duì)應(yīng)性。隨后，基于(a)沿路線圖路徑的第一像素與附加的腔外圖像的第一像素之間的所確定的對(duì)應(yīng)性，和(b)對(duì)其應(yīng)用評(píng)分函數(shù)的所述像素中的至少一些的得分，處理器可確定沿路線圖路徑的第二像素與附加的腔外圖像的第二像素之間的對(duì)應(yīng)性。

替代地或另外，處理器28使用梯度下降算法來確定路線圖路徑的一部分與得分圖像內(nèi)的曲線之間的對(duì)應(yīng)性。對(duì)于一些應(yīng)用，處理器使用包括正則化函數(shù)的梯度下降算法。正則化函數(shù)的效果在于以給定序列設(shè)置在附加的腔外圖像中的像素被確定為對(duì)應(yīng)于沿路線圖路徑的各個(gè)像素，對(duì)應(yīng)的像素以相同的給定序列沿著路線圖路徑設(shè)置。

再次參照?qǐng)D10，在步驟152中，基于路線圖路徑的一部分與得分圖像內(nèi)的曲線之間的對(duì)應(yīng)性，處理器28確定用于路線圖圖像內(nèi)的位置與附加的腔外圖像內(nèi)的位置之間的映射的變換函數(shù)。通常，在路線圖圖像的獲取與附加的腔外圖像的獲取之間，管腔已經(jīng)歷位置和形狀變化(例如，由于受試者的呼吸周期，由于受試者的心動(dòng)周期，由于受試者的其他移動(dòng)，和/或由于管腔內(nèi)的裝置已移動(dòng)管腔)。通常，在步驟152中，處理器確定應(yīng)應(yīng)用至附加的腔外圖像的變換的估計(jì)測(cè)度(例如，拉伸、旋轉(zhuǎn)、收縮、透視、偏斜等)，使得附加的腔外圖像內(nèi)的位置可被映射至路線圖圖像內(nèi)的對(duì)應(yīng)位置，和/或反之亦然。對(duì)于一些應(yīng)用，將本文所述的技術(shù)與如Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的用于將腔外圖像映射至路線圖圖像的算法組合，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。

例如，為了執(zhí)行映射，映射功能可假定管腔的一般形狀和沿管腔的特征間的關(guān)系在整個(gè)管腔的運(yùn)動(dòng)期間大體上被保持。為找到所需的索引映射，針對(duì)每一可能的映射定義變形測(cè)度，并且通過最小化變形測(cè)度來獲得所需的映射，如Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。

再次參照?qǐng)D10，在步驟154中，響應(yīng)于所確定的變換函數(shù)，處理器28在輸出裝置40上生成輸出。

對(duì)于一些應(yīng)用，處理器28通過確定管腔的一部分的物理尺寸與路線圖路徑的對(duì)應(yīng)于管腔的所述部分的一部分中的像素的數(shù)目之間的關(guān)系(例如，沿管腔以mm為單位的長(zhǎng)度，沿路線圖路徑的每像素)來校準(zhǔn)路線圖路徑。應(yīng)注意，通常，由于管腔的各個(gè)部分相對(duì)于腔外成像裝置以各個(gè)角度設(shè)置，與圖像中的管腔的各個(gè)部分相關(guān)聯(lián)的校準(zhǔn)因子不同。因此，通常，處理器確定沿路線圖路徑的多個(gè)局部校準(zhǔn)因子。對(duì)于一些應(yīng)用，響應(yīng)于確定的變換函數(shù)，處理器使用與Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的那些大體上類似的技術(shù)來確定沿路線圖路徑的局部化校準(zhǔn)因子，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。

對(duì)于一些應(yīng)用，基于所確定的變換函數(shù)，處理器例如根據(jù)Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的技術(shù)來確定腔內(nèi)裝置在管腔內(nèi)的位置，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。例如，當(dāng)腔內(nèi)裝置在管腔內(nèi)時(shí)，可獲取附加的腔外圖像?；谧儞Q函數(shù)，處理器可確定腔內(nèi)裝置關(guān)于路線圖圖像的位置，并且可生成指示腔內(nèi)裝置關(guān)于路線圖圖像的所確定的位置的輸出。對(duì)于一些應(yīng)用，指示腔內(nèi)裝置關(guān)于路線圖圖像的所確定的位置的輸出由處理器關(guān)于獲取屬于第二組圖像的圖像而實(shí)時(shí)地和/或聯(lián)機(jī)地生成。

對(duì)于一些應(yīng)用，確定用于路線圖圖像內(nèi)的位置與屬于第二組腔外圖像的各個(gè)圖像內(nèi)的位置之間的映射的各個(gè)變換函數(shù)。基于映射，關(guān)于路線圖圖像，確定腔內(nèi)裝置在第二組腔外圖像的各個(gè)腔外圖像中的位置。

對(duì)于一些應(yīng)用，腔內(nèi)裝置是腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置(例如，腔內(nèi)成像裝置，或被配置成獲取多個(gè)功能性腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置)?；谇粌?nèi)裝置關(guān)于路線圖圖像在各個(gè)腔外圖像中的位置，處理器確定管腔內(nèi)的由腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置獲取一個(gè)或多個(gè)腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的位置。

例如，基于管腔內(nèi)的獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的所確定的位置，處理器可比如通過生成腔內(nèi)成像堆棧，和/或通過生成腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)與管腔內(nèi)的獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的位置之間的對(duì)應(yīng)性的指示來生成輸出。替代地，基于管腔內(nèi)的獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的所確定的位置，處理器可使用上文所述和/或如Tolkowsky的US 2012/0004537、Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的技術(shù)共同使用腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)和腔外成像，所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。

對(duì)于一些應(yīng)用，通過對(duì)屬于第二組腔外圖像的圖像執(zhí)行映射，對(duì)于應(yīng)用映射的腔外圖像中的每一個(gè)，確定在獲取腔外數(shù)據(jù)點(diǎn)(例如，圖像)時(shí)，腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置關(guān)于路線圖路徑設(shè)置在何處的估計(jì)。具體來說，對(duì)于應(yīng)用映射的腔外圖像中的每一個(gè)，確定在獲取腔外圖像時(shí)，數(shù)據(jù)獲取裝置的數(shù)據(jù)獲取部分(例如，腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置的頭部)在路線圖路徑上設(shè)置在何處的估計(jì)。

通常，處理器28確定在與各個(gè)腔外圖像相同的時(shí)間獲取哪些腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)。例如，單個(gè)計(jì)算機(jī)(或時(shí)間同步化的兩個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī))可操作腔外圖像和腔內(nèi)數(shù)據(jù)的獲取，并且所述計(jì)算機(jī)可記錄獲取腔外圖像和腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的時(shí)間?；蛘?，處理器可基于獲取腔外圖像和腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)所用的已知幀速率來確定在與各個(gè)腔外圖像相同的時(shí)間獲取哪些腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)。通過確定在獲取腔外圖像時(shí)，數(shù)據(jù)獲取裝置的數(shù)據(jù)獲取部分(例如，腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置的頭部)關(guān)于路線圖圖像設(shè)置在何處的估計(jì)，處理器確定在與腔外圖像相同的時(shí)間獲取的腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)關(guān)于路線圖圖像的位置。

對(duì)于一些應(yīng)用，處理器28對(duì)腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置的數(shù)據(jù)獲取部分關(guān)于路線圖圖像的所確定的位置執(zhí)行內(nèi)插法，以確定腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置的數(shù)據(jù)獲取部分在腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置相對(duì)于管腔的移動(dòng)期間的任何時(shí)間(即，甚至在屬于第二組腔外圖像的腔外圖像的獲取之間的時(shí)間)關(guān)于路線圖圖像的位置。對(duì)于一些應(yīng)用，將與Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的那些的大體上類似的技術(shù)用于執(zhí)行內(nèi)插法，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。

通常，在整個(gè)腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置相對(duì)于管腔移動(dòng)的期間，通過最佳化腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置的軌跡代價(jià)來執(zhí)行內(nèi)插法。所述代價(jià)包括比如維持給定特征之間(例如，標(biāo)志對(duì)之間)的給定分離、腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置的速度、移動(dòng)連續(xù)性和引導(dǎo)導(dǎo)管的映射品質(zhì)的參數(shù)。所產(chǎn)生的軌跡被平滑，并且結(jié)果是沿路線圖圖像的腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置的位置的浮點(diǎn)模型指數(shù)。對(duì)于一些應(yīng)用，通過將參數(shù)估計(jì)技術(shù)應(yīng)用至腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置的數(shù)據(jù)獲取部分沿路線圖圖像的所確定的位置來執(zhí)行內(nèi)插法。例如，可將時(shí)間濾波技術(shù)和/或異常值移除技術(shù)應(yīng)用至腔內(nèi)數(shù)據(jù)獲取裝置的數(shù)據(jù)獲取部分沿路線圖路徑的所確定的位置。

對(duì)于一些應(yīng)用，為了執(zhí)行內(nèi)插法，首先例如使用上文和/或Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述的技術(shù)來校準(zhǔn)路線圖圖像(例如，路線圖路徑)的至少一部分，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。

如上文所述，通常，在與各個(gè)腔外圖像相同的時(shí)間獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的一部分。對(duì)于這些腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)，處理器28通過在對(duì)應(yīng)于各個(gè)腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的腔外圖像與路線圖圖像之間建立映射來確定腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)關(guān)于路線圖圖像的位置，如上文所述。進(jìn)一步通常，在管腔的腔外圖像的獲取之間獲取腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的第二部分。對(duì)于這些腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)，處理器28通常使用內(nèi)插法技術(shù)來確定腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)關(guān)于路線圖圖像的位置。

對(duì)于一些應(yīng)用，處理器28僅示出腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的第一部分與路線圖圖像內(nèi)的位置之間的對(duì)應(yīng)性。例如，響應(yīng)于來自用戶的輸入(例如，通過用戶界面30)，處理器可僅示出腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的第一部分與路線圖圖像內(nèi)的位置之間的對(duì)應(yīng)性。替代地或另外，處理器可僅使用屬于腔內(nèi)圖像的第一部分的腔內(nèi)圖像來生成腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的堆棧(例如，腔內(nèi)圖像堆棧)。

對(duì)于一些應(yīng)用，處理器示出腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的第一部分和第二部分兩者與路線圖圖像內(nèi)的位置之間的對(duì)應(yīng)性，和/或使用屬于腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的第一部分和第二部分兩者的腔內(nèi)圖像來生成腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的堆棧。另外，處理器例如使用色彩方案或用來區(qū)分屬于腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的第一部分和第二部分的腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的替代性圖形特征來生成腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)中的哪些屬于腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的第一部分，和腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)中的哪些屬于腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的第二部分的指示。

對(duì)于一些應(yīng)用，用于區(qū)別腔內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的第一部分與第二部分的以上所述技術(shù)是結(jié)合用于腔外圖像與路線圖圖像之間建立映射的映射技術(shù)來執(zhí)行的，如Steinberg的US 2014/0094691和/或Steinberg的WO 13/175472中所述，兩個(gè)所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文。

應(yīng)注意，盡管本文所述的一些技術(shù)是主要關(guān)于腔外熒光檢查/血管造影圖像和腔內(nèi)圖像描述，但本發(fā)明的范圍包括加以必要的變更后將本文所述的技術(shù)應(yīng)用至其他形式的腔外圖像和腔內(nèi)圖像和/或數(shù)據(jù)。例如，腔外圖像可包括通過熒光檢查、CT、MRI、超聲、PET、SPECT、其他腔外成像技術(shù)或其任何組合生成的圖像。腔內(nèi)圖像可包括通過血管內(nèi)超聲(IVUS)光學(xué)相干斷層掃描(OCT)、近紅外光譜法(NIRS)、血管內(nèi)超聲(IVUS)、支氣管內(nèi)超聲(EBUS)、磁共振(MR)、其他腔內(nèi)成像技術(shù)或其任何組合生成的圖像。腔內(nèi)數(shù)據(jù)可包括與壓力(例如，血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù))、流量、溫度、電活動(dòng)或其任何組合有關(guān)的數(shù)據(jù)。

盡管本文所述的一些技術(shù)主要被描述為對(duì)血管執(zhí)行，但是本申請(qǐng)的范圍包括加以必要的變更后對(duì)血管系統(tǒng)、呼吸道、消化道、泌尿道、病人身體內(nèi)的任何其他管腔結(jié)構(gòu)或病人身體內(nèi)的任何其他合適的解剖結(jié)構(gòu)中的管腔執(zhí)行類似的技術(shù)?？蓱?yīng)用本文所述的技術(shù)的解剖結(jié)構(gòu)的示例包括冠狀血管、冠狀動(dòng)脈病變、血管、血管病變、管腔、管腔病變和/或瓣膜。

本文所述的本發(fā)明的應(yīng)用可采取可從計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì))存取的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，該計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)提供程序代碼以用于由或結(jié)合計(jì)算機(jī)或比如計(jì)算機(jī)處理器28的任何指令執(zhí)行系統(tǒng)使用。出于這個(gè)描述的目的，計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是可包括、存儲(chǔ)、通信、傳播或傳送程序以用于由或結(jié)合指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置使用的任何設(shè)備。所述介質(zhì)可以是電子的、磁性的、光學(xué)的、電磁的、紅外的，或半導(dǎo)體系統(tǒng)(或設(shè)備或裝置)或傳播介質(zhì)。通常，計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)是非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。

計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例包括半導(dǎo)體或固態(tài)存儲(chǔ)器、磁帶、可移除計(jì)算機(jī)磁盤、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、硬盤和光盤。光盤的當(dāng)前示例包括光盤只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、可讀/寫光盤(CD-R/W)和DVD。

適合于存儲(chǔ)和/或執(zhí)行程序代碼的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將包括直接地或通過系統(tǒng)總線間接地聯(lián)結(jié)至存儲(chǔ)器元件(例如，存儲(chǔ)器29)的至少一個(gè)處理器(例如，計(jì)算機(jī)處理器28)。存儲(chǔ)器元件可包括在程序代碼的實(shí)際執(zhí)行期間使用的本地存儲(chǔ)器、大容量存儲(chǔ)設(shè)備和提供至少一些程序代碼的暫時(shí)存儲(chǔ)以便減少在執(zhí)行期間必須自大容量存儲(chǔ)設(shè)備檢索代碼的次數(shù)的高速緩沖存儲(chǔ)器。系統(tǒng)可讀取程序存儲(chǔ)裝置上的創(chuàng)新性指令，并且遵循這些指令來執(zhí)行本發(fā)明的實(shí)施方案的方法。

網(wǎng)絡(luò)適配器可被聯(lián)接至處理器以使處理器能夠變得通過介入私有或公共網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)至其他處理器或遠(yuǎn)程打印機(jī)或存儲(chǔ)裝置。調(diào)制解調(diào)器、電纜調(diào)制解調(diào)器和以太網(wǎng)卡僅是幾個(gè)當(dāng)前可利用的類型的網(wǎng)絡(luò)適配器。

用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的操作的計(jì)算機(jī)程序可用一種或多種編程語言的任何組合撰寫，該一種或多種程序設(shè)計(jì)語言包括如Java、Smalltalk、C++等的面向?qū)ο蟮木幊陶Z言和如C編程語言或類似編程語言的傳統(tǒng)的過程性編程語言。

將理解，圖3A至圖3C、圖5、圖7和圖10中所示的流程圖的每個(gè)框和流程圖中的框的組合可通過計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)。這些計(jì)算機(jī)程序指令可被提供至通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)的處理器(例如，計(jì)算機(jī)處理器28)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行的指令創(chuàng)建用于實(shí)現(xiàn)在流程圖中指定的函數(shù)/動(dòng)作和/或本申請(qǐng)中所述的算法的手段。這些計(jì)算機(jī)程序指令也可被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì))中，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可指導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式發(fā)揮作用，使得存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的指令產(chǎn)生包括實(shí)現(xiàn)流程圖框中指定的函數(shù)/動(dòng)作和算法的指令手段的制品。計(jì)算機(jī)程序指令也可被加載至計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，以使一系列操作步驟將在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行來產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)施的處理，使得在計(jì)算機(jī)和其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)流程圖中指定的函數(shù)/動(dòng)作和/或本申請(qǐng)中所述的算法的處理。

計(jì)算機(jī)處理器28通常是使用計(jì)算機(jī)程序指令編程來產(chǎn)生專用計(jì)算機(jī)的硬件裝置。例如，當(dāng)被編程來執(zhí)行參照?qǐng)D2A至圖2C和圖3A至圖3C所述的算法時(shí)，計(jì)算機(jī)處理器28通常充當(dāng)專用的裝置特定的參數(shù)測(cè)量計(jì)算機(jī)處理器。當(dāng)被編程來執(zhí)行參照?qǐng)D4和圖5所述的算法時(shí)，計(jì)算機(jī)處理器28通常充當(dāng)專用的導(dǎo)絲末端識(shí)別計(jì)算機(jī)處理器。當(dāng)被編程來執(zhí)行參照?qǐng)D7所述的算法時(shí)，計(jì)算機(jī)處理器28通常充當(dāng)專用的對(duì)象識(shí)別計(jì)算機(jī)處理器。當(dāng)被編程來執(zhí)行參照?qǐng)D10所述的算法時(shí)，計(jì)算機(jī)處理器28通常充當(dāng)專用的圖像映射計(jì)算機(jī)處理器。通常，由計(jì)算機(jī)處理器28執(zhí)行的本文所述的操作取決于使用的存儲(chǔ)器技術(shù)而將存儲(chǔ)器29的物理狀態(tài)變換成具有不同的磁極性、電荷等，該存儲(chǔ)器是真實(shí)的物理物品。

本申請(qǐng)的范圍包括將本文所述的設(shè)備和方法與以下申請(qǐng)中的任一申請(qǐng)中所述的設(shè)備和方法組合，所有所述申請(qǐng)通過引用的方式并入本文：

·2008年3月9日提交的名稱為“用于與移動(dòng)的器官一起使用的成像和工具(Imaging and tools for use with moving organs)”的Iddan的國(guó)際申請(qǐng)PCT/IL2008/000316(公開為WO 08/107905)；

·2008年3月10提交的名稱為“用于與移動(dòng)的器官一起使用的成像和工具(Imaging and tools for use with moving organs)”的Iddan的美國(guó)專利申請(qǐng)2/075,252(公開為US 2008/0221440)；

·2009年6月18日提交的名稱為“醫(yī)療工具的步進(jìn)式推送(Stepwise advancement of a medical tool)”的Iddan的國(guó)際申請(qǐng)PCT/IL2009/000610(公開為WO 09/153794)；

·2009年6月18日提交的名稱為“醫(yī)療工具的步進(jìn)式推送(Stepwise advancement of a medical tool)”的Iddan的美國(guó)專利申請(qǐng)12/487,315(公開為US 2009/0306547)；

·Steinberg的美國(guó)專利申請(qǐng)12/666,879(公開為US 2012/0230565)，該申請(qǐng)是2009年11月18日提交的名稱為“用于醫(yī)療過程的圖像處理和工具致動(dòng)(Image processing and tool actuation for medical procedures)”的Cohen的PCT申請(qǐng)PCT/IL2009/001089(公開為WO 10/058398)的美國(guó)國(guó)家階段；

·2010年5月17日提交的名稱為“裝置-血管的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的識(shí)別和呈現(xiàn)(Identification and presentation of device-to-vessel relative motion)”的Cohen的美國(guó)專利申請(qǐng)12/781,366(公開為US 2010/0222671)；

·2011年5月17日提交的名稱為“裝置-血管的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的識(shí)別和呈現(xiàn)(Identification and presentation of device-to-vessel relative motion)”的Cohen的國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/IL2011/000391(公開為WO 11/145094)；

·2011年9月8日提交的Tolkowsky的US 13/228,229(公開為US2012/0004537)，該專利是2011年7月28日提交的名稱為“腔內(nèi)數(shù)據(jù)和腔外成像的共同使用(Co-use of endoluminal data and extraluminal imaging)”的Tolkowsky的國(guó)際申請(qǐng)PCT/IL2011 000612(公開為WO 12/014212)的繼續(xù)申請(qǐng)；

·Barzelay的美國(guó)專利申請(qǐng)14/128,243(公開為US 2014/0140597)，該申請(qǐng)是2012年6月21日提交的名稱為“管腔背景清潔(Luminal background cleaning”的國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/IL2012/000246(公開為WO12/176191)的美國(guó)國(guó)家階段；

·2011年9月8日提交的名稱為“腔內(nèi)數(shù)據(jù)和腔外成像的共同使用(Co-use of endoluminal data and extraluminal imaging)”的Tolkowsky的美國(guó)專利申請(qǐng)13/228,229(公開為US 2012/0004537)；

·2013年12月5日提交的名稱為“腔內(nèi)數(shù)據(jù)和腔外成像的共同使用(Co-use of endoluminal data and extraluminal imaging)”的Steinberg的美國(guó)專利申請(qǐng)14/097,922(公開為US 2014/0094691)，該申請(qǐng)是2013年5月21日提交的名稱為“腔內(nèi)數(shù)據(jù)和腔外成像的共同使用(Co-use of endoluminal data and extraluminal imaging)”的Steinberg的國(guó)際申請(qǐng)PCT/IL2013/050438(公開為WO 13/175472)的繼續(xù)申請(qǐng)；

·2013年12月27提交的名稱為“通過測(cè)量造影劑的速度確定管腔的特性(Determining a characteristic of a lumen by measuring velocity of a contrast agent)”的Tolkowsky的美國(guó)專利申請(qǐng)14/142,082(公開為US2014/0121513)，該申請(qǐng)是2013年6月26日提交的名稱為“管腔器官內(nèi)與流量相關(guān)的圖像處理(Flow-related image processing in luminal organs)”的Tolkowsky的國(guó)際申請(qǐng)PCT/IL2013/050549(公開為WO 14/002095)的繼續(xù)申請(qǐng)；以及

·2015年4月2日提交的名稱為“在醫(yī)療裝置在場(chǎng)的情況下的圖像分析(Image analysis in the presence of a medical device)”的Klaiman的國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/IL2015/050372，該國(guó)際專利申請(qǐng)要求2014年4月10日提交的名稱為“在醫(yī)療裝置在場(chǎng)的情況下的圖像分析(Image analysis in the presence of a medical device)”的Klaiman的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/977,891的優(yōu)先權(quán)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解，本發(fā)明不限于上文已具體示出和描述的那些。而是，本發(fā)明的范圍包括上文所述的各種特征的組合和再組合兩者，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員將在閱讀先前描述后想起的未在本領(lǐng)域中的對(duì)所述各種特征的變化和修改。