用于血管内成像的信号处理的制作方法_2

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该护套内时,并不沿这些血管拖动该导管组件102,这些血管可能具有容易破裂的斑块。
[0024]该血管内成像系统100可以包括一个平移机构110。如所示,该平移机构110可以与该导管组件102机械地接合并且被配置成在一个拉回或者其他平移操作过程中在该患者118内的一个受控距离平移该导管组件102。在一些实施例中,该平移机构110可以充当与该导管组件102的一个接口。该平移机构110可以平移该导管组件102的所有或者部分通过该患者118的血管系统。例如,在该导管组件102包括一根附接到该换能器108(其被容纳在一个护套内)上的驱动电缆的一个实施例中,该平移机构110可以用来平移该驱动电缆和换能器108通过该护套,同时保持该护套固定。
[0025]该血管内成像系统100可以包括一个血管内成像引擎112。在一些实施例中,该血管内成像引擎112可以包括一个处理器(诸如一个数字信号处理器(DSP)),一个专用集成电路(ASIC),或者一个现场可编程门阵列(FPGA),一个用户界面120,存储器,一个显示器114等等。该血管内成像引擎112可以从该导管组件102接收图像信息,并且在一些实施例中,该血管内成像引擎112的处理器可以处理该图像信息和/或基于从该导管组件102接收的该图像信息生成一个显示。在不同的实施例中,该血管内成像引擎112可以将该生成的显示呈现在显示器114上和/或将该生成的显示存储在存储器中。在一些实施例中,该显示器114可以被实时更新以便提供该患者118的该血管系统的体内可视化。
[0026]在一些实施例中,该用户界面120可以通过一个系统用户116接收命令和/或显示从该导管组件102获取的血管内成像数据(例如,血管内图像)。该用户界面120可以包括一个带软件的传统PC或PC界面,该软件被配置成与该血管内成像系统100的其他部件通信。在一些实施例中,该用户界面120可以包括可以被配置成显示系统信息和/或来自该导管组件102的成像信号(例如,血管内图像)的该显示器114。在一些实施例中,该用户界面120包括一个触摸屏显示器,该触摸屏显示器可以用于既接收来自一个系统用户116的命令又显示来自该导管组件102的血管内成像数据。
[0027]虽然该血管内成像引擎112可以包括一个处理器,用户界面120,存储器,以及一个显示器114,但是该血管内成像引擎112可以替代地包括适合用于执行在此公开的该血管内成像引擎112的功能的这些或者其他部件的任意组合。例如,该血管内成像引擎112可以包括一个处理器,该处理器被配置成从该导管组件102接收图像信息并且生成一个显示。在此类实施例中,如果任意这样的部件不是该血管内成像引擎112的一部分,该血管内成像引擎112可以与一个用户界面、在其上呈现所生成的显示的显示器114和/或在其中存储所生成的显示的存储器中的任一个通信。
[0028]在一些实施例中,来自该换能器108的模拟图像信息可以被数字化成有待数字化处理的一系列矢量。在一个示例性实施例中,一个单个矢量可以包括N个数据点,每个点对应于距该换能器108的一个距离。可以由M个矢量构建图像,每个矢量对应于一个可旋转换能器108(例如,机械地旋转,相控阵列等)的一个定向。在一个较高层面,具有N个数据点的该M个矢量可以用来在极坐标中构建具有M X N数据点的一个图像。在一些实施例中,每个矢量包括表示从该换能器108向外延伸的一个角度部分的信息。因为由该换能器108发射的基于波的能量的角宽度,来自一个矢量的血管系统的该成像的角度部分的一部分被包括在一个或多个附加矢量中是常见的。换言之,在生成M个矢量的过程中,通过不同矢量表示的成像的角度部分可以彼此重叠。
[0029]在一些实施例中,为了构建一个矢量,该成像引擎可以实时地在一系列点(例如,N个点)处从该换能器108采样数据并且使用每个随后接收的数据点填充该矢量。因此,数据收集的频率对应于该矢量数目,N。如在本文其他地方所论述的,由于当与较低频率相比较时更多的信号损耗或者等效地较低的SNR,一个较高频图像通常具有较高分辨率但是具有较低信号电平。例如,该导管组件102的传输线可以充当一根天线并且从该环境内的各种来源采集电噪声,该血管内成像系统100在该环境中操作。
[0030]在一些优选实施例中,该血管内成像引擎112可以被配置成处理在一个高频下获取的图像信息以便有效地改善该SNR。在一些实施例中,该血管内成像引擎112从该换能器108接收一组高频图像信息,该图像信息包括M个矢量,其中每个矢量包括N个数据点。在一些实施例中,该高频图像信息是成像信息的一个原始帧,该原始帧包括一组原始矢量,该组原始矢量的每个矢量包括一组原始数据点。例如,在各种实例中,高频图像信息可以包括一组4096、2048或1024个原始矢量。例如,每个矢量可以包括一组2560个原始数据点。总的来说,取决于该成像系统,每个矢量可以包括任意数量的数据点。如所论述的,高频数据通常包括大量的噪声,包括高频噪声和低频噪声。在一些实施例中,该血管内成像引擎112可以执行一个或多个处理功能以便从该组图像信息有效地降低该高频噪声和/或低频噪声。
[0031]例如,该血管内成像引擎112可以执行一个或多个计算以用于降低该组图像信息中的噪声。在各种实例中,一个或多个计算可以包括该图像信息内的两个或更多个数据点的比较。总的来说,数据的比较可以包括任意计算操作,该计算操作结合被比较的该一个或多个数据点的值。因此,数据点的比较可以包括组合与这些数据点相关联的值,诸如求和、求平均值,或者确定其他数据集参数,诸如确定一个中间值、众数、一个最小值、一个最大值等等。比较进一步可以包括执行数学功能或者涉及这样的数据的其他功能,例如像基于所比较的值进行的数据的分组或者消除。
[0032]在一些实施例中,该血管内成像引擎112被配置成用于接收来自该组原始矢量的每个矢量并且执行相干滤波以便滤除高频噪声并且改善该图像信息的该SNR。在一些实例中,该相干滤波器被配置成将来自该组原始矢量的矢量分组到具有一个或多个矢量的原始矢量组中并且基于这些原始矢量组中的每个矢量中的数据的比较来生成第一组矢量。在一些实例中,该第一组矢量基于位于类似的径向位置处的该原始矢量组内的每个矢量的数据点彼此之间的比较来生成。也就是说,在相干滤波过程中,矢量可以与类似矢量坐标处的另一个进行比较。在一些实例中,该比较可以包括求该原始矢量组中的处于类似矢量坐标处的这些矢量的平均值。在各种实施例中,该平均值可以是一个加权平均值或者一个标准均值计算。作为该相干滤波的结果,在一些实施例中,该第一组矢量中的每个矢量表示这些原始矢量组中的一个的矢量并且包括具有与该组原始矢量中的每个矢量中的这些组的原始数据点相同数量的数据点的第一组数据点。
[0033]在一个示例性实施例中,每个原始矢量组由两个矢量组成,该两个矢量各自具有N个数据点。在此类实施例中,该组原始矢量可以包括两倍于该第一组矢量的矢量。因此,具有4096、2048或者1024个矢量的这些组的原始矢量可以被对应地滤波成具有2048、1024或者512个矢量的第一组矢量。
[0034]总的来说,相干滤波可以包括组合一个或多个组合中的一个或多个矢量,例如,求平均值。在一些实施例中,一组X个矢量被简单地求平均值以便形成一个单个的、平均矢量。例如,可以在平均矢量中逐点执行求平均值。例如,在每个矢量对应于极坐标中的一个角坐标而每个矢量入口对应于极坐标中的不同的径向位置的实施例中,可以在每个共同的径向位置处执行两个矢量的比较(即,将一个矢量的第η个矢量入口与另一矢量中的第η个矢量入口进行比较)。
[0035]在一些此类实施例中,如果该换能器108向该血管内成像引擎112提供总共M个矢量,求平均值之后所得到的矢量数量将是Μ/Χ。在更复杂的实施例中,可以使用加权平均值或者多个组合中求平均值的各种形式。在一个具体的实例中,一系列四个矢量(vl,v2,v3,
4)可以被处理,这样使得形成四个所得“超级矢量”(81,82,83,84)。一个这样的处理实例如下:
[0036]si= Σ(v2,v3,v4)
[0037]s2= Σ (vl,v3,v4)
[0038]s3= Σ (vl,v2,v4)
[0039]s4= Σ(ν1,ν2,ν3)
[0040]在此实例中,三个独特矢量的每种可能的组合被用来形成所得“超级矢量”。在一些实施例中,每个和可以被缩放来提供一个更常规的平均值。
[0041 ]在前述实例中,四个矢量被处理成四个新矢量,该四个新矢量各自有效地包括该原始四个矢量中的三个的平均值。将存在于所有四个原始矢量中的该图像信息被保留在该新的矢量中,但是将可能存在于少于所有四个原始矢量中的该噪声在该新的矢量中将被显著减弱。因此,这些所得矢量中的每一个已经降低高频噪声,并且求平均值之后所得到的矢量数量仍然
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