[发明专利]血管内图像中的多模态分割

说明书

本发明提供了一种通过以下方式来检测脉管图像中的感兴趣特征的方法：接收来自第一模态的信息，并且将来自所述第一模态的信息变换到第一坐标空间中；接收来自第二模态的信息，并且将来自所述第二模态的信息变换到第二坐标空间中。将所述第一坐标空间与所述第二坐标空间对齐，以将来自所述第一模态和所述第二模态的信息组合为组合的数据集。所述方法还能够涉及基于所述组合的数据集，来检测脉管图像中的感兴趣特征。

本申请为分案申请，其原申请的申请日是2014年03月07日，申请号为201480012790.3，发明名称为“血管内图像中的多模态分割”。

相关申请的交叉引用

本申请主张2013年3月7日递交的美国临时申请序列号61/774154的利益和优先权，通过引用将其内容并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及检测脉管图像中的感兴趣特征。

背景技术

心血管疾病经常起因于动脉粥样物在血管腔内的沉积，尤其是冠状动脉的动脉腔和其他脉管系统的内壁上的积累，从而导致已知为动脉粥样硬化的状况。这些沉积能够具有广泛变化性质，其中，一些沉积是相对软的，并且其他的是纤维状和/或钙化的。在后者的情况下，沉积经常被称为斑块。这些沉积能够限制血液流动，在更严重的情况下导致心肌梗死。

心血管疾病的评估和随后的处置常常利用各种成像模态来对血管系统的内部进行成像。这些成像模态能够包括X射线透视成像，光学相干断层摄影(OCT)成像，血管内超声(IVUS)成像以及虚拟组织学血管内(VH-IVUS)成像以及其他。X射线透视法使用X射线来获得结构或对象的实时移动图像。OCT使用反射光来创建深度分辨图像。IVUS利用超声回波来采集血管和周围区的图像。VH-IVUS是产生动脉血管的颜色编码图的成像技术，其中，不同组织组分被分派不同的颜色。

尽管所有这些模态以其自身方式是有用的，但是它们也具有它们的局限，尤其是当检测特定感兴趣特征时。例如，常规灰度IVUS不能够用于对放置在血管内部的支架进行成像，而没有值得考虑的困难。此外，常规IVUS也不能够容易地对腔的边界进行成像，这是由于在血管中的血液的存在。这些成像模态的局限能够阻碍针对合适地诊断和处置心血管疾病的努力。

发明内容

本发明提供了一种用于基于从多个成像模态导出的共配准的数据集来检测脉管图像中的感兴趣特征的方法。不同于依赖于仅一个成像模态来检测感兴趣特征的常规成像技术，本发明使用来自多个成像模态的潜在地互补信息，并组合所提取的信息，以方便检测感兴趣特征。本发明然后出于分析目的来使用成像数据的共配准的集合。例如，感兴趣特征可以是心血管支架，这是难以使用常规灰度IVUS来检测的。在该范例中，本发明可以涉及使用常规灰度IVUS来获得包括并且围绕支架的区的图像。信息然后从图像被提取并且被变换为位置数据(即坐标集)。然后利用第二成像模态，例如VH-IVUS，来对相同的区进行成像。尽管在灰度IVUS中的支架难以检测，但是在VH-IVUS中的支架具有可以容易地识别的独特的外观。凭借VH分析，VH-IVUS数据集和灰度IVUS数据集被空间地共配准，从而提供共配准的位置数据的组合的集合。从VH-IVUS提取的特征能够与从灰度IVUS数据提取的特征组合，从而然后训练搜索算法，所述搜索算法能够用于回来识别常规灰度IVUS中的支架。该多模态检测方法的主要益处是利用从互补成像模态获得的额外的信息。该额外的信息可以改进或促进脉管集中的感兴趣特征的检测。

任何成像模态可用于实践本发明，包括灰度IVUS、VH-IVUS、OCT、MRI、X线血管造影以及光声成像。此外，本发明能够被应用于方便使用前述成像模态来检测任何感兴趣特征。感兴趣特征可以是生物学的，例如，血管的边界或壁。感兴趣特征也可以是非生物学的。非生物学感兴趣特征可以包括已被插入到身体腔中的医学设备，例如，支架、球囊或导管。