醫學成像系統的同步的製作方法

2023-05-19 14:41:56 2

專利名稱：醫學成像系統的同步的製作方法
技術領域：
本發明涉及醫學成像領域。本發明尤其涉及由醫生在患者治療過程期間使用的數據(特別是圖像)的處理。
背景技術：
為了冠狀動脈疾病的診斷和治療，需要分析脈管外形。為此目的，醫生將手術器械引導並部署在患者的脈管系統中，並同時輔以醫學成像系統。所述醫學成像系統允許代表患者脈管系統和手術器械的ニ維圖像QD)的採集、 處理和實時可視化。在這些圖像的幫助下，醫生能夠將器械引導進入脈管系統內。為了診斷，需要探測諸如狹窄(stenosis)(血管的異常變窄)的缺陷。為此，或者為醫生提供已經注射對比劑的、患者的感興趣區域的放射圖像，或者為醫生提供從脈管內傳感器遞送的放射圖像或者從所述傳感器得到的其他數據。有利的是同時提供上述數據，這樣醫生能夠具有對脈管內側的概覽或詳細信息， 也能夠具有全貌圖以幫助引導傳感器。於是產生了同步這兩種類型的數據項的問題那些由醫學成像系統遞送的以及那些由脈管內傳感器遞送的。這些不同的數據項有效地得自具備不同採集速率的兩個分離的成像系統。

發明內容
本發明允許由分離的成像系統遞送的醫學數據的同歩。根據第一方面，本發明涉及ー種用於同步第一連續數據和第二連續數據的介入成像方法，這些數據代表患者感興趣區域並且已由分離的醫學系統採集，數據進一歩對應於所述感興趣區域上兩種不同類型信息，該方法包括一步驟，其用於關於代表患者生理活動的兩個信號對齊不同數據，信號已通過醫學系統在採集數據的公共時標上進行了記錄。根據本發明的第一方面的方法的其它特徵如下-連續數據為連續圖像，其中可對患者的感興趣區域進行可視化；-對齊步驟包括同步代表生理活動的信號，以確定信號間的時間移位；-代表生理活動的信號的同步包括使代表患者生理活動的、對應於每個數據集的信號相關，信號之間的移位對應於最大相關性；-對齊步驟進一歩包括施加確定的時間移位到相對另ー個數據集偏移的數據的採集時間；-代表患者生理活動的信號是患者的心臟運動或呼吸運動；-代表患者生理活動的信號部分地或完全地由非周期外部信號進行調製，該非周期外部信號由位於ー個或其他醫學系統之外的源來生成；-由脈管內圖像傳感器的採集而得到的第一數據集，以及由X射線醫學成像系統的採集而得到的第二圖像集-這些數據是圖像；-它包括顯示來自不同數據系統的數據集的步驟，這些數據集彼此對齊。-它包括採用第一公共時標以通過第一醫學系統採集代表患者生理活動的信號和第一數據集的步驟，以及採用第二公共時標以通過第二醫學系統採集代表患者生理活動的信號和第二數據集的步驟。根據第二方面，本發明涉及電腦程式和機器指令，以實現根據本發明第一方面的方法。根據第三方面，本發明涉及連接到至少兩個醫學成像系統的處理單元，該處理單元包括用以實現根據本發明第一方面的方法的裝置。


本發明的其它特性和優點通過下文的描述將更為明顯，該描述僅僅是說明性的而非限制性的，並且需要結合以下附圖來閱讀，在附圖中-圖1中示出了用以採集患者感興趣區域圖像的兩個醫學成像系統；-圖2中示出了患者感興趣區域的放射成像；-圖3中示出了脈管內成像傳感器遞送圖像；-圖3a和北分別示出了由本發明的分離成像系統遞送的、代表患者生理活動的信號；-圖4示出了依照本發明基於同步信號的圖像同步；-圖5示出了使用根據本發明的方法彼此對齊的圖像。-圖6a和6b示出了根據本發明的方法的步驟。
具體實施例方式圖1示出兩個分離的醫學系統10，20。例如，第一系統和第二系統10、20是醫學成像系統。在該情況下，例如第一醫學成像系統10允許對注射了對比劑的患者(未顯示)感興趣區域11的放射圖像的採集。所述成像系統10例如包括X射線源和面對源設置的探測器，源和探測器通過C臂相連。該探測器可以為半導體圖像傳感器，例如包括在非晶矽的電晶體/光電ニ極管陣列上的碘化銫磷。其他適宜探測器為CCD傳感器，將X射線直接轉換為數位訊號的直接數字探測器。第二醫學成像20包括例如脈管內探針21，預期插入到感興趣區域的動脈中。該探針包括用於採集圖像或者例如溫度的脈管簡單局部特性的傳感器。在這方面，存在不同類型探針。通常，醫生將探針21引導進入到患者感興趣區域中。系統10、20各包括設備12、22，用以採集代表患者生理活動的信號。通過患者生理活動來表示患者的心跳或者呼吸運動。有利地，用於採集代表患者生理活動的信號的設備允許對相同信號類型的採集。另ー方面，用於採集代表患者生理活動的信號的設備沒有被類似的調節，它們具有不同的採集速率。
醫學系統分別包括控制單元13、23和存儲單元14、24。對於第一醫學成像系統10，控制單元13用於例如控制C臂的位置以及圖像採集的多種參數。對於第二醫學系統20，控制單元23用於例如控制圖像或數據採集的多種參數。控制單元13，23可包括讀取器設備(未顯示)，例如磁碟讀取器，⑶-ROM，DVD-ROM 讀取器，或連接端ロ(用以從例如磁碟、⑶-ROM、DVD-ROM或USB快閃記憶體驅動器或更通常的任何可移除存儲器介質，以及通過網絡連接的指令介質(未顯示)中讀取處理方法的指令)。存儲單元14J4允許對採集的圖像/數據進行存儲以及對由每個系統10，20遞送的代表患者生理活動的信號進行存儲。每個醫學系統10，20可進ー步包括顯示單元(未顯示)。可為兩個圖像系統提供單個顯示單元。顯示單元例如是計算機顯示器，監視器，平面屏幕，等離子屏幕或任何其他已知類型的顯示設備。最後，為達到將兩個醫學系統遞送的圖像進行對齊，得自每個系統10，20的數據以及代表患者生理活動的信號被傳送到處理單元30。該處理単元30例如為至少一個處理器，至少ー個微型控制器，至少ー個可編程邏輯控制器，至少ー個專用集成電路，其他可編程電路，或包括例如工作站的計算機的其它設備。作為變形，處理單元30可具有讀取器設備(未顯示)例如磁碟讀取器，⑶-ROM， DVD-ROM讀取器，或連接端ロ(用以從例如磁碟、CD-R0M、DVD_R0M或USB快閃記憶體驅動器或更通常的任何可移除存儲器介質，以及通過網絡連接的指令介質(未顯示)中讀取處理方法的指令)。從每個存儲單元14，24到處理單元30的轉換可通過計算機網絡、通過有線或無線連接而發生。同步方法圖2示出了患者感興趣區域的圖像。在該圖像中，可觀察到脈管200中已插入圖像傳感器201。第一數據集包括這種類型的連續圖像患者感興趣區域的圖像。圖3示出了由圖像傳感器201在例如圖2所示位置採集的脈管200內的圖像。第 ニ數據集包括這種類型的連續圖像。通常，圖像傳感器201能夠採集不是圖像的數據。此目的在於使得自第一醫學成像系統的圖像和得自傳感器201的數據重合。得自醫學系統的數據是分別在相應採集階段期間以第一採集速率和第二採集速率或第一時標和第二時標採集的Acq」 Acq2。這裡採集的數據Acq1. Aq2可為可變類型，並且也可以只是單維度信號、或2維QD)或3維(3D)數據。採集階段也不必須相同。每個醫學系統還記錄ー個或多個生理信號，且每個系統能獨自按照其自身時標定位生理信號的記讀。因此，對於每個醫學系統，在生理信號記錄的相同速率或公共時標上採集數據。附於兩個數據集的生理信號的記錄間隔必須重疊，使得兩個數據集可能同歩。對於給定醫學系統，可能通過代表患者生理活動的信號瞬時來對齊圖像/數據項。處理單元30允許得自不同醫學系統的數據集的同歩。CN 102525520 A為此，在對齊步驟E。期間，代表患者生理活動的信號能引起重合。圖4示出了代表患者生理活動的兩個信號。信號401(上)是由第一醫學系統採集的信號，信號402(下)是由第二醫學系統採集的信號。在該附圖中，這些代表圖像由兩個醫學成像系統採集的圖像，數據為圖像。此外，圖像的採集時間指示為在時間、採集第一組合的圖像A1，在時間t2採集
第一組合的圖像G，在時間t'工採集第二組合的圖像A2，在時間t' 2採集第二組合的圖像
/22，在時間1 3採集第二組合的圖像A2，在時間t' 4採集第二組合的圖像/42。取決於使用的醫學系統，採集在幾秒中內發生，以及在某些情況下可達到大於30秒。可以確定的是，代表患者生理活動的信號儘管得自相同的源，但不具有相同的原
點ο採集不是在相同的時間開始t = 0對於一個，而t』 = 0對於另一個。因此在這兩者之間存在時間移位At，必須要確定這個時間移位以對不同採集時間獲得一個相同的原點。因此，對齊步驟包括將通過每個醫學系統遞送的、代表患者生理活動的信號進行同步。為了同步這些信號，可能通過校正進行處理以確定兩信號之間的任何時間移位 At。一旦完成同步，由於每個數據項可以通過與描述患者生理活動的信號有關的時標來定位，因此可能對齊數據項。對患者生理活動的同步允許對所有數據獲得單個時間參考。對於圖像數據，圖像之間的所述對齊使得脈管內圖像傳感器的位置與位於此處的脈管圖像相聯繫。如上所述，可能將例如溫度的數據項與脈管內傳感器的精確位置相聯繫。因此，給醫生同時提供了兩個數據項，因為已經同時顯示了對齊的數據項。圖5示出了與代表患者生理活動信號(這裡的信號是由第二醫學成像系統採集的)對齊的得自兩個數據集的圖像。為了顯示，Aff，提供了在第一行上用於顯示感興趣區域圖像、第二行上代表患者生理活動的信號以及第三行上脈管內側的圖像。在這種方式下，對應於代表患者生理活動的同步信號作為所有圖像的時間參考。為了對齊數據，可能通過得自外部源的非周期信號來調製代表患者生理活動的信號。對每個生理信號的採集採用相同的非周期信號。這種非周期本質便於信號間的校正，以確定從不同的成像系統遞送的信號之間的任何時間移位。上文中描述的方法可應用於更多數量的醫學系統，並且在此情況下多個同步是可能的。電腦程式上文中描述的方法可有利地以包含實施上述方法的機器指令的電腦程式的方式來實現。配件表圖 110醫學系統11感興趣區域12採集信號的設備13控制單元14存儲單元20醫學系統21脈管內探針22採集信號的設備23控制單元24存儲單元30處理單元圖 2200 脈管201圖像傳感器圖 3300由脈管內圖像傳感器遞送的圖像圖 4401第一醫學系統採集的圖像402第二醫學系統採集的圖像圖 5I1ly /丨第一組合的圖像圖 6AAcq1, Acq2採集的數據艮對齊步驟Aff.顯示步驟圖 6BEcl同步代表生理活動的信號，以確定不同信號之間的時間移位Ec2將確定的時間移位施加到數據集的採集時間
權利要求
1.ー種在介入成像中用於同步第一連續數據和第二連續數據的方法，所述數據代表患者感興趣區域，並已由分離的醫學系統採集以及進一歩對應於所述感興趣區域上的兩種不同類型的信息，所述方法包括對齊步驟(E。)，以使得關於代表所述患者生理活動的兩個信號匹配數據，所述信號已通過所述醫學系統、在用於數據採集的公共時標上進行了記錄。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，連續數據是連續圖像，其中可對所述患者的所述感興趣區域進行可視化。
3.根據前述權利要求的任一項所述的方法，其中，所述對齊步驟(E。)包括同步(EJ代表生理活動的所述信號，以確定所述信號之間的時間移位。
4.根據前述權利要求的任一項所述的方法，其中，代表生理活動的所述信號的所述同步(Eca)包括使代表所述患者生理活動的、對應於每個數據集的所述信號相關，所述信號之間的所述時間移位對應於最大相關性。
5.根據前述權利要求的任一項所述的方法，其中，所述對齊步驟(E。)進ー步包括將所確定的時間移位施加(E。2)到從所述數據集到另ー個數據集偏移的採集時間。
6.根據前述權利要求的任一項所述的方法，其中，代表所述患者生理活動的所述信號是所述患者的心臟運動或呼吸運動。
7.根據前述權利要求的任一項所述的方法，其中，代表所述患者生理活動的所述信號部分地或完全地由外部非周期信號進行調製，所述外部非周期信號由位於ー個或其他所述醫學系統之外的源來生成。
8.根據前述權利要求的任一項所述的方法，其中，第一數據集的數據得自脈管內圖像傳感器的採集，以及其中第二數據集的數據得自X射線醫學成像系統的採集，所述數據是圖像。
9.根據前述權利要求的任一項所述的方法，包括顯示步驟(Aff.)，以顯示彼此對齊的、所述不同數據集的數據。
10.根據前述權利要求的任一項所述的方法，包括在第一公共時標上的、通過第一醫學系統採集的代表所述患者生理活動的信號和第一數據集的採集步驟(Acq1)，和在第二公共時標上的、通過第二醫學系統採集的代表患者生理活動的信號和第二數據集的採集步驟 (Acq2)。
11.電腦程式，其特徵在於，它包括用於實現根據前述權利要求的任一項所述的方法的機器指令。
12.連接到至少兩個醫學成像系統的處理器單元，包括實現根據權利要求1-10的任一項所述的方法的裝置。
全文摘要
本發明名稱為「醫學成像系統的同步」。本發明涉及一種在介入成像中，用於同步第一連續數據和第二連續數據的同步方法，數據代表患者感興趣區域並且已由分離的醫學系統採集以及進一步對應於所述感興趣區域上兩種不同類型的信息，該方法包括一步驟，其用於關於代表患者生理活動的兩個信號使數據彼此對齊，信號已通過醫學系統、在用於數據採集的公共時標上進行了記錄。
文檔編號A61B5/08GK102525520SQ20111046307
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月16日 優先權日2010年12月17日
發明者R·韋蘭 申請人:通用電氣公司