BRPI0719032A2 - Sistemas, aparelho de formação de imagem de raio x e método para estimar uma posição em uma imagem de projeção de raio x correspondendo a uma posição de sonda projetada de uma sonda intravascular na hora de adquirir dados da sonda intravascular. - Google Patents

Sistemas, aparelho de formação de imagem de raio x e método para estimar uma posição em uma imagem de projeção de raio x correspondendo a uma posição de sonda projetada de uma sonda intravascular na hora de adquirir dados da sonda intravascular. Download PDF

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Description

“SISTEMA, APARELHO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM DE RAIO X E MÉTODO PARA ESTIMAR UMA POSIÇÃO EM UMA IMAGEM DE PROJEÇÃO DE RAIO X CORRESPONDENDO A UMA POSIÇÃO DE SONDA PROJETADA DE UMA SONDA INTRAVASCULAR NA HORA DE ADQUIRIR DADOS DA SONDA INTRAVASCULAR”
CAMPO DA INVENÇÃO
A invenção relaciona-se a combinar uma imagem de raio X com dados adquiridos intravascularmente. Mais particularmente, a invenção relaciona-se a um sistema para estimar uma posição em uma imagem de projeção de raio X correspondendo a uma posição de sonda projetada de uma sonda intravascular na hora de adquirir dados da sonda intravascular. FUNDAMENTO DA INVENÇÃO
Em exames de cateter do coração, várias imagens de raio X angiográficas do coração são geradas usualmente de várias direções, um agente de contraste tipicamente sendo injetado durante a gravação. Os angiogramas do sistema vascular que são obtidos assim podem ser de ajuda, por exemplo, em localizar o local de uma lesão que é para ser tratada, ou senão eles podem ser usados como mapas de estrada (estáticos) para navegar um cateter durante uma intervenção médica subseqüente.
Além disso, as denominadas sondas de ultrassom intravasculares (sondas de IVUS) são usadas, que podem ser guiadas por exemplo por meio de um cateter por um vaso e gerar imagens de seção de ultrassom transversalmente ao eixo de vaso. Imagens de ultrassom são geradas freqüentemente em uma denominada seqüência de recuo usando uma sonda de IVUS. Neste caso, a sonda de IVUS é puxada pelo vaso a uma velocidade definida enquanto ao mesmo tempo gravando uma série de imagens de ultrassom. As imagens de IVUS provêem informação adicional útil sobre o vaso ou uma lesão de vaso, por exemplo o comprimento de uma seção de vaso afetado por uma doença, a espessura mínima/máxima de um vaso, o tipo de um depósito e similar. WO 2005/024729 expõe um dispositivo, usado para exibir um vaso ou uma seção de um sistema vascular, incluindo os componentes seguintes:
a) uma memória (dados) na qual uma seqüência de imagens de ultrassom intravasculares é armazenada, as imagens de ultrassom sendo
indexadas pelos locais respectivos (x) da sua gravação no vaso. Ditas imagens de ultrassom podem ter sido geradas, por exemplo, com a ajuda de uma sonda de ultrassom intravascular. Em particular, as imagens podem vir de uma seqüência de recuo de IVUS, em que quando a sonda de IVUS está sendo 10 puxada, o local de parada respectivo da sonda de IVUS no vaso é determinado em paralelo por meio de formação de imagem adicional. O último pode ser além disso estimado de imagens existentes do sistema vascular (angiográficos);
b) uma entrada de dados para informação que descreve (pelo menos) um local atual no vaso. Por meio de exemplo, um ponteiro (mouse,
etc.) poderia ser conectado a esta entrada, por meio de qual ponteiro um usuário indica, em um mapa de estrada, um local atual de interesse para ele no vaso, ou senão um dispositivo localizador poderia ser conectado à dita entrada, qual dispositivo localizador detecta, por exemplo por meio de 20 campos magnéticos, o local de parada atual de um dispositivo de intervenção em um cateter;
c) uma unidade de exibição, tal como um monitor, para exibir imagens do vaso.
O dispositivo exposto em WO 2005/024729 incluindo os 25 componentes descritos é além disso projetado para selecionar de dita memória pelo menos uma imagem de ultrassom e exibi-la na unidade de exibição, em que a imagem de ultrassom corresponde ao local atual no vaso indicado na entrada de dados. Por meio de exemplo, uma imagem de ultrassom cujo local de gravação associado é idêntico ao local atual ou não é mais que uma distância predefinida do último, pode ser selecionada da memória. A função de seleção pode ser implementada no dispositivo por exemplo por meio de um microprocessador adequadamente programado.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Seria vantajoso ter um modo melhorado de combinar uma imagem de raio X com dados adquiridos intravascularmente. Para tratar melhor esta preocupação, em um primeiro aspecto da invenção um sistema é apresentado, que inclui:
- um detector de marcador para identificar na imagem de projeção de raio X uma pluralidade de posições projetadas de marcadores, os marcadores estando localizados a distâncias predeterminadas ao longo de uma trajetória de aquisição da sonda intravascular; e
- um interpolador para interpolar as posições projetadas para obter a posição de sonda projetada na trajetória de aquisição, a posição de sonda projetada correspondendo a um local da sonda intravascular na hora de adquirir os dados, em dependência de uma distância ao longo da trajetória de aquisição entre a sonda intravascular na hora de adquirir os dados e pelo menos um dos marcadores.
O sistema pode prover eficientemente a posição projetada da sonda. O interpolador faz desnecessário criar uma representação 3D da trajetória de aquisição e/ou da posição de sonda. A sonda pode ser localizada na imagem de projeção sem a necessidade para adquirir imagens tomadas de múltiplas direções.
O sistema provê informação relativa à qual posição na imagem de raio X os dados correspondem, isto é, onde no corpo os dados eram adquiridos. Esta informação é útil em muitas formas. Por exemplo, facilita exibir os dados em relação à imagem de raio X, e facilita planejamento de tratamento. Uma reconstrução tridimensional do vaso ou equipamento de posicionamento tridimensional não é requerido. A sonda pode ser localizada na imagem de raio X que mostra as posições de marcador.
Os marcadores e a sonda podem ser montados em um único cateter. Alternativamente, os marcadores e a sonda são montados em um ou mais cateteres e/ou fios (guia). Por exemplo, a distância entre os marcadores 5 sucessivos no cateter/fio é conhecida. Os marcadores podem ser pequenos objetos radiopacos para detecção fácil e automática na imagem de raio X.
Os marcadores detectados podem ser transformados em uma trajetória. Os marcadores em uma única imagem de raio X não provêem necessariamente bastante informação para estabelecer a trajetória em 3D; 10 porém, provê informação suficiente para estabelecer a trajetória seguida pela sonda como vista na imagem de raio X. Isto significa que é possível mapear cada ponto na trajetória a um ponto correspondente na imagem de raio X, até mesmo sem conhecer a trajetória tridimensional exata.
Os marcadores e suas posições relativas conhecidas ao longo da trajetória permitem o mapeamento de dados adquiridos com a sonda a locais na imagem de raio X ser relativamente preciso e robusto, enquanto permitindo o procedimento de aquisição e a visão de imagens serem relativamente eficientes e favoráveis a usuário.
Uma concretização inclui um indicador para indicar em uma imagem de projeção angiográfica a posição de sonda projetada, em que a imagem de projeção angiográfica e a imagem de projeção de raio X têm uma mesma orientação de aquisição com respeito a um paciente.
Uma imagem angiográfica de raio X pode ser adquirida além da imagem de raio X provendo uma visão dos marcadores. Ambas as imagens 25 de raio X são adquiridas da mesma perspectiva ou pelo menos de tal modo que as posições nos dois angiogramas possam ser relacionadas espacialmente entre si. Este é por exemplo o caso se as duas imagens fossem adquiridas da mesma orientação, mas com uma ampliação diferente. Neste caso, desde que a posição é conhecida na imagem de raio X mostrando os marcadores, ela pode ser convertida a uma posição no angiograma. A visão dos marcadores e a visão dos vasos também pode ser combinada em uma única imagem de raio X.
Em uma concretização, o interpolador é arranjado para interpolar as posições projetadas dos marcadores ao longo de um vaso projetado visível em uma imagem de projeção angiográfica, em que a imagem de projeção angiográfica e a imagem de projeção de raio X têm uma mesma orientação de aquisição com respeito a um paciente.
O vaso projetado pode ser usado para determinar mais precisamente a trajetória de aquisição entre os marcadores.
Uma concretização inclui meio para estabelecer a distância ao longo da trajetória de aquisição entre a sonda intravascular e pelo menos um dos marcadores em dependência de uma posição de sonda de referência e uma distância ao longo da trajetória de aquisição atravessada pela sonda entre a 15 posição de sonda de referência e o local da sonda intravascular na hora de adquirir os dados.
Este é um modo eficiente para estabelecer a distância ao longo da trajetória de aquisição entre a sonda intravascular e pelo menos um dos marcadores. Por exemplo, o valor de distância de referência corresponde a um 20 ponto de começo ou fim da trajetória de aquisição. Por causa das distâncias relativas predeterminadas dos marcadores ao longo da trajetória, é possível associar uma distância atravessada ao longo da trajetória com uma posição ao longo da trajetória entre dois marcadores sucessivos.
Em uma concretização, a posição de sonda de referência é uma 25 posição de partida de sonda, a trajetória de aquisição é uma trajetória de recuo de sonda, e a distância ao longo da trajetória de aquisição atravessada pela sonda é um comprimento da trajetória de recuo de sonda da posição de partida de sonda à posição da sonda na hora de adquirir os dados. Recuo é um esquema de aquisição eficiente, e é compatível com o sistema publicado. Uma concretização inclui meio para determinar o comprimento da trajetória de recuo de sonda da posição de partida de sonda à posição da sonda na hora de adquirir os dados em dependência de uma velocidade de recuo e uma duração de recuo.
Isto é conveniente no caso de recuo automático.
Em uma concretização, a sonda intravascular é uma sonda de ultrassom intravascular. Sondas de ultrassom intravasculares (IVUS) são usadas geralmente para avaliar severidade de lesão e extensão de lesão. Esta concretização combina raio X e IVUS.
Uma concretização inclui um detector de sonda para
identificar a sonda na imagem de raio X;
em que o interpolador é operativo também em dependência de uma posição da sonda na imagem de raio X e uma distância transcorrida pela sonda entre a posição da sonda na imagem de raio Xea posição da sonda na hora de adquirir os dados.
A sonda identificada pode ser usada como um local de referência de sonda.
Uma concretização inclui:
- uma entrada de usuário para habilitar um usuário selecionar os dados para visão;
- um monitor para exibir os dados selecionados e a imagem de projeção angiográfica; e
um indicador para indicar na imagem de projeção angiográfica a posição da sonda na hora de adquirir os dados.
Isto é um modo conveniente e favorável a usuário de visualizar
o ponto localizado na imagem. Dados podem ser coletados e localizados para muitos locais diferentes, e a entrada de usuário pode permitir a quaisquer dos dados serem selecionados.
Em uma concretização, o indicador é arranjado para também indicar na imagem de raio X uma orientação da sonda na hora de adquirir os dados em dependência de uma direção da trajetória de aquisição na posição da sonda na hora de adquirir os dados.
Mostrar a orientação da sonda adicionalmente ajuda em interpretar os dados. Como a trajetória interpolada está disponível e a orientação da sonda segue a trajetória, ela pode ser usada para determinar a orientação da sonda.
Como um segundo aspecto da invenção, é provido um aparelho de formação de imagem por raio X para estimar uma posição em
uma imagem de projeção de raio X correspondendo a uma posição de sonda projetada de uma sonda intravascular na hora de adquirir dados da sonda intravascular, qual aparelho inclui:
- um gerador de raio X e um detector de raio X para obter a imagem de projeção de raio X;
- uma entrada para receber os dados adquiridos da sonda
intravascular;
- um detector de marcador para identificar na imagem de projeção de raio X uma pluralidade de posições projetadas de marcadores, os marcadores estando localizados a distâncias predeterminadas ao longo de uma
trajetória de aquisição da sonda intravascular; e
- um interpolador para interpolar as posições projetadas para obter a posição de sonda projetada na trajetória de aquisição, a posição de sonda projetada correspondendo a um local da sonda intravascular na hora de adquirir os dados, em dependência de uma distância ao longo da trajetória de
aquisição entre a sonda intravascular na hora de adquirir os dados e pelo menos um dos marcadores.
Esta concretização facilita integração total de raio X e IVUS no laboratório de cateterismo.
Como um terceiro aspecto da invenção, é provido um método de estimar uma posição em uma imagem de projeção de raio X correspondendo a uma posição de sonda projetada de uma sonda intravascular na hora de adquirir dados da sonda intravascular, qual método inclui:
- identificar na imagem de projeção de raio X uma pluralidade de posições projetadas de marcadores, os marcadores estando localizados a
distâncias predeterminadas ao longo de uma trajetória de aquisição da sonda intravascular; e
- interpolar as posições projetadas para obter a posição de sonda projetada na trajetória de aquisição, a posição de sonda projetada
correspondendo a um local da sonda intravascular na hora de adquirir os dados, em dependência de uma distância ao longo da trajetória de aquisição entre a sonda intravascular na hora de adquirir os dados e pelo menos um dos marcadores.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Estes e outros aspectos da invenção serão adicionalmente
elucidados e descritos com referência ao desenho, em que:
Figura 1 mostra que um sistema de raio X de exemplo usado em procedimentos de cateterismo;
Figura 2 mostra um angiograma de raio X e uma imagem de
IVUS;
Figura 3 mostra um diagrama ilustrando posições ao longo de
um vaso; e
Figura 4 ilustra uma concretização.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE CONCRETIZAÇÕES Figura 1 ilustra um sistema de formação de imagem de raio X
100 usado durante intervenções cardiovasculares tais como procedimentos de cateterismo. Durante intervenções cardiovasculares, além de formação de imagem de raio X, formação de imagem de ultrassom intravascular (IVUS) pode ser usada para obter imagens de seção transversal de um vaso contendo informação valiosa sobre a parede de vaso. Formação de imagem de IVUS é executada tipicamente através de recuo por um segmento de vaso, que pode ser motorizado, e pode resultar em milhares de imagens de vaso de seção transversal. Correspondência entre o local onde uma imagem de IVUS 5 particular é tomada e o local correspondente na imagem de raio X do vaso (angiograma) não é normalmente mostrada diretamente ao interventor. Isto faz difícil guiar tratamento que está baseado em locais como visto em raio X. Seria vantajoso se o cardiologista interventor pudesse ver onde uma imagem de IVUS particular é tomada com respeito à árvore de vaso visível em um 10 angiograma.
Figura 2 ilustra um angiograma 202 e uma imagem de IVUS 204. No angiograma 202, três marcadores de linha branca foram desenhados para indicar posições da sonda de IVUS. As duas linhas mais longas indicam a posição de partida e posição de fim da sonda de IVUS, e a linha mais curta 15 indica a posição da sonda na hora de adquirir a imagem de IVUS 204. Estes marcadores correspondem à linha de tempo indicando tempo de começo de aquisição 206, tempo 208 de adquirir a imagem 204, e tempo de fim de aquisição 210. A linha mais curta desenhada no angiograma 202 assim indica a posição dentro do vaso à qual a imagem de IVUS 204 corresponde.
Figura 3 ilustra à esquerda uma visualização 3D de um cateter
com marcadores 302. A direita, a Figura mostra uma imagem de projeção do mesmo cateter com marcadores 302. Os marcadores estão distribuídos equidistantemente no de cateter. Indicadores 304, 306 mostram as posições ao longo do cateter que correspondem a imagens de IVUS sucessivas adquiridas 25 durante uma aquisição de recuo. Porque o recuo é executado com uma velocidade de recuo fixa, a distância entre posições sucessivas ao longo do cateter em espaço 3D é idêntica para cada par de imagens sucessivas. Pode ser visto que, devido à perspectiva, a distância entre as posições na 2D imagem de projeção não é a mesma para todos os pares. Por exemplo, a distância entre as posições 304 é maior do que entre posições 306. Isto ilustra que os marcadores 302 podem ser usados para determinar as posições 304, 306 entre a imagem de projeção 2D.
Métodos conhecidos para registrar imagens de IVUS a 5 imagens de raio X estão baseados em métodos de reconstrução tridimensionais para estabelecer o caminho de recuo do cateter em 3D. Para criar a reconstrução tridimensional, uma aquisição especial é requerida tal como tomografia computadorizada (CT) ou Angiografia Rotacional 3 D (3 D- RA). Alternativamente, pelo menos dois angiogramas de perspectivas 10 diferentes são requeridos. Todas estas aquisições adicionam à dose de raio X e líquidos de agente de contraste aplicados ao paciente.
Métodos de reconstrução 3 D trabalham por exemplo adquirindo uma corrida rotacional e reconstruindo tanto o cateter ou o vaso. Então, no volume reconstruído 3D, a distância pode ser calculada e mapeada 15 de volta em uma imagem estática (única tomada). Também um modelo 3D pode ser criado tomando duas únicas imagens (idealmente 90 graus à parte). Novamente, no volume modelado 3D, medidas de distância podem ser feitas e mapeadas de volta. Todos estes métodos têm em comum que primeiro uma reconstrução 3D precisa ser gerada de pelo menos 2 vistas. Etapas para obter 20 o modelo 3D são complexas e não se adaptam bem no fluxo de trabalho, especialmente o fluxo de trabalho de intervenções cardíacas.
Em uma concretização, uma ou mais imagens de raio X, tomadas com a mesma orientação do suporte de raio X e paciente, são usadas para registro de IVUS. Reconstrução 3D não é precisada. Usando um cateter 25 de IVUS com múltiplos marcadores nele, com distância conhecida entre os marcadores, a perspectiva entre todos os pares de marcadores adjacentes pode ser calculada de uma única imagem de raio X. A imagem de raio X 2D é tomada logo antes de recuo de forma que os marcadores no cateter de IVUS correspondam a locais no caminho de recuo e a sonda como visível na imagem de raio X corresponda a uma posição de partida do recuo. Assumindo uma velocidade de recuo constante, a posição da sonda ao longo do caminho de recuo na hora de adquirir cada quadro de IVUS pode ser estabelecida. Desta informação, o sistema pode estabelecer o número de marcadores que 5 foram passados pela sonda, e o local exato entre dois marcadores sucessivos no cateter. Tendo esta informação, é possível através de interpolação estabelecer o ponto correspondente na trajetória entre os dois marcadores sucessivos na imagem de raio X. Alternativamente, um cateter de IVUS sem marcadores pode ser usado e um fio de guia de marcador pode ser usado que 10 contém marcadores espaçados a distâncias conhecidas. Estes fios de guia de marcador estão extensamente disponíveis no mercado. O fio de guia é inserido pelo lúmen do cateter de IVUS assegurando correspondência dos marcadores no fio de guia com o caminho de recuo.
Usando algoritmos de detecção de marcador automáticos conhecidos, a aplicação pode ser completamente automatizada. Tais algoritmos de detecção de marcador automáticos são conhecidos de "Feature detection with automatic scale selection", por T. Lindeberg, no: "International Journal of Computer Vison", 30(2), páginas 79-116, 1998, referido em seguida como "Lindeberg"; e de "Recognition of radiopaque markers in x-ray images using a neural network as non-linear filter", por M. Egmont-Petersen e T. Arts, em: "Pattem Recogn. Lett.", vol. 20, páginas 521-533, 1999, referido em seguida como "Egmont-Petersen". É possível melhorar a detecção levando em conta a distribuição espacial de marcadores detectados (candidatos) e só considerando marcadores (candidatos) no ou próximo a um ou mais vasos visíveis no angiograma.
Precisar só de uma posição de estrutura de suporte de raio X para registro elimina a exigência para usar um sistema biplanar ou a necessidade para adquirir duas imagens de raio X de duas posições diferentes (idealmente 90 graus à parte) ou uma varredura rotacional e a reconstrução 3D subseqüente. Precisar só de uma ou mais imagens de projeção de uma única posição de estrutura de suporte influencia o fluxo de trabalho do médico de um modo positivo. Isto é até mesmo melhor porque o médico já é usado para adquirir a imagem de angiograma/raio X para propósitos de diagnóstico e para planejamento de tratamento.
Em uma concretização, a estrutura de suporte de raio X é posicionada por um médico e um angiograma é criado injetando o agente de contraste em um vaso (por exemplo artéria) de interesse e adquirindo simultaneamente uma ou mais imagens de raio X. Este angiograma é usado para propósitos de diagnóstico, mas também armazenado em um meio de armazenamento digital para processamento automático. Também, com a estrutura de suporte de raio X na mesma posição, uma ou mais imagens de raio X são adquiridas enquanto uma sonda intravascular foi inserida no vaso de interesse e um cateter ou fio com um ou mais marcadores também foi inserido no vaso de interesse. Vantajosamente, os marcadores e a sonda são presos ao mesmo fio ou cateter intravascular (guia), mas isto não é requerido. Alternativamente, só os marcadores estão presentes no vaso e a sonda não está. A imagem de raio X assim criada contém informação sobre o local dos marcadores ao longo do fio ou cateter, isto é, ao longo do lúmen de vaso. Vantajosamente, o agente de contraste não é injetado enquanto adquirindo a imagem dos marcadores, porque o agente de contraste faz mais difícil detectar automaticamente os marcadores. Alternativamente, os dois tipos de imagens de raio X (angiograma e radiografa com marcadores) podem ser combinados em uma imagem de raio X inserindo os marcadores e/ou sonda antes de injetar o agente de contraste. Porém, algoritmos de detecção atuais têm alguma dificuldade com detectar os marcadores em uma tal imagem.
Também, uma série de imagens de IVUS são adquiridas enquanto puxando o cateter no qual a sonda de IVUS está montada com uma velocidade de recuo fixa. Por causa da velocidade de recuo fixa, é conhecido para cada imagem adquirida quanto o cateter foi tirado do corpo; e conseqüentemente, é conhecido quão distante a sonda viajou ao longo da trajetória de recuo. Esta informação é usada para calcular uma correlação entre as imagens de raio X e as imagens de IVUS.
5 Uma concretização inclui etapas de processamento de imagem
para registrar dados resultando da aquisição de dados. Para facilitar isto, o protocolo de aquisição seguinte pode ser empregado. Este protocolo presume que um segmento de vaso foi selecionado para angiografia e ultrassom intravascular. Primeiro, o angiograma é feito e a série de imagens digitais 10 resultantes é enviada a uma unidade de processamento. É notado que o angiograma pode consistir em uma série de imagens adquiridas seqüencialmente para obter imagens correspondendo a fases diferentes do ciclo cardíaco (ECG). Segundo, o cateter de IVUS é avançado através de um fio de guia. O fio de guia tem marcadores com distância de marcador 15 conhecida (por exemplo, os marcadores estão 1 centímetro à parte). O cateter de IVUS é colocado à posição de partida do recuo. Terceiro, uma série de imagens de raio X é adquirida enquanto o cateter de IVUS está na posição de partida e o braço C está na mesma posição como durante a aquisição de angiograma da primeira etapa; os dados de imagem digital são enviados à 20 unidade de processamento. Quarto, recuo de IVUS contínuo com velocidade de recuo conhecida é executado e os dados de IVUS são enviados à unidade de processamento. A aquisição de dados de IVUS pode ser começada ao mesmo tempo como o recuo. Alternativamente, o começo do recuo pode ser marcado nos dados de IVUS. Quinto, software na unidade de processamento é 25 usado para registrar os dados de IVUS com o angiograma de raio X. Sexto, o usuário pode passar pelos quadros de IVUS e pode ver no angiograma onde as imagens foram tomadas. Sétimo, a intervenção continua.
Em uma concretização, o registro dos dados de IVUS com o angiograma de raio X (referido na quinta etapa do protocolo acima) é executado como segue. Os dados adquiridos incluem uma série de imagens angiográficas, uma série de imagens de raio X adicionais (mostrando os marcadores e/ou sonda), e uma série de dados adquiridos intravascularmente (por exemplo, uma série de imagens de IVUS). Estes dados precisam ser 5 registrados. Uma etapa da registro envolve registrar a série de imagens angiográficas com a série de imagens de raio X adicionais. O propósito deste etapa é combinar imagens correspondendo à mesma fase do ciclo cardíaco. Dados de ECG estão disponíveis para as duas séries de imagens, então estes dados podem ser usados, como apreciado por uma pessoa qualificada na 10 técnica. Técnicas baseadas em imagem para selecionar pares de imagens correspondendo à mesma fase do ciclo cardíaco são conhecidas à pessoa qualificada e não explicadas aqui. Brevemente, estas técnicas usam o fato que os marcadores nas séries adicionais deveriam coincidir com um vaso enchido com agente de contraste nas séries angiográficas. Este registro das séries 15 angiográficas com as séries de raio X adicionais em princípio só mapeia os números de quadros correspondentes. Opcionalmente, uma transformação leve é aplicada para compensar por exemplo movimento respiratório (usando informação de vaso e fio de guia: o fio de guia deveria coincidir com o vaso).
Outra etapa do registro envolve calcular a posição de partida e 20 trajetória de aquisição da sonda. Esta etapa envolve detectar a sonda e/ou marcadores em pelo menos uma imagem da série de imagens de raio X adicionais. Detectando a sonda, uma posição de referência (neste caso a posição de partida) da sonda é estabelecida. Detectando os marcadores, a trajetória que é atravessada pela sonda durante a aquisição intravascular como 25 vista na imagem de raio X é estabelecida. Por elas mesmas, as posições dos marcadores só indicam pontos individuais na trajetória. Porém, por meio de técnicas de adaptação de curva conhecidas, uma trajetória contínua é estabelecida. Estas técnicas de adaptação de curva podem ser melhoradas usando a informação na imagem angiográfica registrada à imagem de raio X adicional, porque a trajetória coincide com um vaso nessa imagem angiográfica. A imagem angiográfica assim pode ser usada para estabelecer a ordem na qual os marcadores são atravessados pela sonda e/ou para refinar a trajetória entre os marcadores. Outra etapa da registro envolve calcular o 5 número de amostras de dados adquiridos intravascularmente (por exemplo o número de imagens de IVUS) adquiridas enquanto a sonda está atravessando de um marcador ao próximo marcador. Este número de amostras de dados pode ser calculado da velocidade com a qual a sonda atravessa (por exemplo a velocidade de recuo de IVUS) e a distância entre marcadores sucessivos no 10 fio/cateter.
Outro etapa do registro envolve associar um angiograma da série angiográfica com uma amostra de dados adquiridos intravascularmente (por exemplo imagem de IVUS). Isto está baseado nos dados de ECG que são registrados junto com as aquisições de imagem e dados. Esta etapa é repetida para todas as adquiridas amostras de dados intravascularmente pertinentes.
Outra etapa do registro envolve estabelecer um ponto no angiograma associado correspondendo à posição da sonda na hora de adquirir a amostra de dados. O número de amostras de dados adquiridas entre o momento qual a sonda começa a se mover e o momento que a amostra de 20 dados sob consideração é adquirida, é usado em combinação com o número computado de amostras de dados adquiridos intravascularmente enquanto a sonda está atravessando de um marcador ao próximo marcador, para obter a posição ao longo do cateter/fio onde a amostra de dados era adquirida. Usando a trajetória entre os marcadores como estabelecida por meio de 25 adaptação de curva, a posição no angiograma correspondendo à posição de sonda é estabelecida.
Em uma concretização, a seqüência de raio X da posição de partida da sonda de IVUS como também formação de imagem de IVUS são ativados por ECG para melhorar a qualidade do registro. O protocolo publicado pode ser usado por cardiologistas interventores que adquirem dados de IVUS em um paciente. O método pode ser usado para qualquer aplicação clínica onde formação de imagem intravascular é executada com uma retirada de um cateter de formação de 5 imagem e precisa ser registrado com dados de projeção 2D.
Embora nesta descrição a ênfase seja em adquirir imagens de IVUS e localização de imagens de IVUS em um angiograma correspondente, o método se estende prontamente a outras modalidades. Em vez de ou além de IVUS, outras modalidades intravasculares podem ser usadas, tais como 10 tomografia de coerência óptica, termografia, espectroscopia, quimiografía, e MRI intravascular. IVUS e outros dados adquiridos podem ser processados para obter por exemplo histologia virtual, elastografia, ou imagens de palpografia.
Figura 4 é um diagrama ilustrando alguns aspectos da 15 invenção. Mostra um sistema 400, por exemplo uma estação de trabalho de processamento de imagens, para mapear dados obtidos por uma sonda intravascular a uma imagem de raio X. E provido para estimar uma posição em uma imagem de projeção de raio X 202 correspondendo a uma posição de sonda projetada de uma sonda intravascular 422 na hora de adquirir dados da 20 sonda intravascular 422 por entrada 424. Os dados adquiridos da sonda intravascular são armazenados em meio de armazenamento 402. A sonda intravascular é por exemplo uma sonda de IVUS, uma sonda de tomografia de coerência óptica (OCT), um termômetro intravascular, ou uma sonda de MRI intravascular. Estas e outras sondas intravasculares são conhecidas na técnica. 25 A imagem de raio X é provida por um sistema de raio X 100 incluindo um gerador de raio X 418 e um detector de raio X 420. O paciente está localizado entre o gerador de raio Xeo detector de raio X para obter uma imagem de raio X do interior do paciente. Tais sistemas de raio X são conhecidos na técnica, por exemplo o Philips Allura FDlO (produzido por Sistemas Médicos Philips) é usado. Os dados de imagem são armazenados em meio de armazenamento 402. Meio de armazenamento 402 pode ser qualquer tipo de memória volátil ou não volátil como conhecido na técnica. Dados de imagem armazenados podem incluir uma série de pelo menos uma imagem de raio X 5 contendo um fio de marcador ou um cateter com marcadores introduzidos em um vaso, por exemplo uma artéria humana, particularmente uma artéria coronária. Também pode incluir uma série de pelo menos um angiograma tomado da mesma perspectiva como a série de imagens de raio X. Será apreciado que um angiograma pode ser um tipo particular de imagem de raio 10 X. Fios de marcador são conhecidos na técnica. Também, uma série de pelo menos uma amostra de dados adquiridos com a sonda intravascular é armazenada. Dados de ECG correspondendo às imagens e amostras de dados também são armazenadas, se disponíveis. Meio de armazenamento 402 também armazena informação auxiliar tal como distâncias predeterminadas de 15 uma pluralidade de marcadores 302 no fio de marcador, e uma distância ao longo da trajetória de aquisição da sonda intravascular relativa a pelo menos um dos marcadores. Esta distância anterior se refere à posição da sonda na hora de adquirir os dados relativos à posição do marcador na hora de adquirir a imagem de raio X.
Pelo menos uma imagem de raio X é alimentada a um detector
de marcador 404. Este detector de marcador identifica na imagem de raio X uma pluralidade de marcadores 302 posicionados nas posições relativas predeterminadas ao longo de uma trajetória de aquisição da sonda intravascular. Detectores de marcador são conhecidos na técnica, por exemplo de Lindeberg e Egmont-Petersen referenciados acima.
Interpolador 408 estabelece uma posição na imagem de raio X correspondendo a uma posição da sonda intravascular na hora de adquirir os dados em dependência da distância ao longo da trajetória de aquisição entre a sonda intravascular e pelo menos um dos marcadores. Interpoladores são conhecidos na técnica. Por exemplo, um interpolador linear ou um interpolador de ranhura pode ser usado. A distância entre a sonda e o marcador é suficiente para saber onde a sonda está relativa aos marcadores. Por exemplo, o interpolador primeiro estabelece dois marcadores sucessivos, 5 onde a posição de sonda está entre os dois marcadores sucessivos. Pode fazer isto porque as distâncias entre os marcadores são conhecidas. Então, a posição exata na imagem de raio X é estabelecida interpolando a trajetória de aquisição projetada entre os dois marcadores sucessivos usando por exemplo interpolação linear ou de ranhura.
Módulo 406 estabelece a distância ao longo da trajetória de
aquisição entre a sonda intravascular e pelo menos um dos marcadores em dependência de uma posição de referência de sonda relativa predeterminada e uma porção da trajetória de aquisição atravessada pela sonda entre a posição de referência de sonda e a sonda intravascular. A posição de referência pode 15 ser uma posição de partida de sonda, a trajetória de aquisição pode ser uma trajetória de recuo de sonda, e a porção da trajetória de aquisição pode ser um comprimento da trajetória de recuo de sonda da posição de partida de sonda na posição da sonda na hora de adquirir os dados. O módulo 406 pode ser arranjado para determinar o comprimento da trajetória de recuo de sonda da 20 posição de partida de sonda à posição da sonda na hora de adquirir os dados em dependência de uma velocidade de recuo e uma duração de recuo.
Um modo alternativo para estabelecer a distância ao longo da trajetória de aquisição entre a sonda intravascular na hora de adquirir os dados e pelo menos um dos marcadores está baseado no comprimento da porção do 25 fio de marcador que é inserido no corpo humano e no comprimento da porção do cateter de sonda que é inserido no corpo humano. Como as posições dos marcadores no fio e a posição da sonda no cateter podem ser medidas antes de inseri-los no paciente, e ambos o fio e a sonda seguem a mesma trajetória pelo lúmen de vaso, isto provê informação suficiente para estabelecer a distância entre a sonda e pelo menos um dos marcadores. Tipicamente, se a aquisição de raio X for executada diretamente antes das aquisições de sonda, a sonda pode ser visível na aquisição de raio X a uma posição de partida de uma trajetória de recuo. Nesse caso, um detector de sonda 424 é usado para identificar na imagem de raio X a sonda intravascular 422. Isto pode ser baseado nos mesmos algoritmos usados em detector de marcador 404. Adicionalmente, detecção de crista e casamento de modelo podem ser usados como será apreciado por uma pessoa qualificada. O interpolador 408 usa a posição achada da sonda de ultrassom intravascular na imagem de raio X. Isto é especialmente útil se a distância ao longo da trajetória de aquisição à primeira posição de marcador encontrada for conhecida, para estabelecer as posições de sonda ao longo desta primeira porção da trajetória de aquisição.
Um módulo de interação de usuário 410 inclui uma entrada de usuário 412 tal como um teclado e mouse ou um dispositivo de entrada dedicado para habilitar um usuário selecionar os dados para visão. O usuário pode selecionar uma imagem de raio X; em resposta, o sistema mostrará essa imagem de raio X junto com os dados adquiridos intravascularmente correspondendo à fase de ECG da imagem de raio X, e marcará as posições na imagem de raio X correspondendo aos dados adquiridos intravascularmente mostrados (por exemplo por meio de indicadores numéricos). Alternativamente, o usuário seleciona uma amostra de dados; em resposta, o módulo 410 mostra essa amostra de dados junto com a imagem de raio X correspondendo à fase de ECG da amostra de dados, e marca nisso a posição da aquisição intravascular. Para esse fim, um monitor 414 e indicador 416 são providos. Indicador 416 também pode indicar na imagem de raio X uma orientação da sonda na hora de adquirir os dados em dependência de uma direção da trajetória de aquisição na posição pertinente. Por exemplo, o indicador 416 inclui instruções de computador para representar objetos de computação gráfica tais como setas para apontar à posição da sonda na imagem de raio X. Tais instruções de computador incluem por exemplo chamadas para rotinas de biblioteca OpenGL conhecidas na técnica.
Em uma concretização, o sistema 400 é integrado em um aparelho de formação de imagem de raio X 100, por exemplo o Philips Allura FD10 supracitado. O equipamento de raio X inclui um gerador de raio X e um detector de raio X para obter pelo menos uma imagem de raio X, uma entrada para receber dados obtidos por uma sonda intravascular (por exemplo uma conexão de rede ou usando interconectividade complacente com DICOM como conhecido na técnica), um detector de marcador para identificar na imagem de raio X uma pluralidade de marcadores posicionados a posições relativas predeterminadas ao longo de uma trajetória de aquisição da sonda intravascular, e meio para estabelecer uma posição na imagem de raio X correspondendo a uma posição da sonda intravascular na hora de adquirir os dados em dependência dos marcadores identificados, das posições relativas predeterminadas, e uma posição predeterminada da sonda intravascular relativa a pelo menos um dos marcadores identificados.
Será apreciado que a invenção também se estende a programas de computador, particularmente programas de computador no ou sobre um 20 portador, adaptados para pôr a invenção em prática. O programa pode estar na forma de código fonte, código de objeto, uma fonte intermediária de código e código de objeto tal como forma parcialmente compilada, ou em qualquer outra forma adequada para uso na implementação do método de acordo com a invenção. O portador pode ser qualquer entidade ou dispositivo capaz de levar 25 o programa. Por exemplo, o portador pode incluir um meio de armazenamento, tal como uma ROM, por exemplo um CD ROM ou uma ROM de semicondutor, ou um meio de gravação magnético, por exemplo um disco flexível ou disco rígido. Adicionalmente, o portador pode ser um portador transmissível tal como um sinal elétrico ou óptico, que pode ser levado por cabo elétrico ou óptico ou por rádio ou outros meios. Quando o programa é concretizado em um tal sinal, o portador pode ser constituído por tal cabo ou outro dispositivo ou meio. Alternativamente, o portador pode ser um circuito integrado no qual o programa está embutido, o circuito integrado sendo adaptado para executar, ou para uso no desempenho do método pertinente.
Deveria ser notado que as concretizações supracitadas ilustram em lugar de limitar a invenção, e que aqueles qualificados na técnica poderão projetar muitas concretizações alternativas sem partir da extensão das reivindicações anexas. Nas reivindicações, qualquer sinal de referência colocado entre parênteses não deverá ser interpretado como limitando a reivindicação. Uso do verbo "inclui" e suas conjugações não exclui a presença de elementos ou etapas diferentes daquelas declaradas em uma reivindicação. O artigo "um" precedendo um elemento não exclui a presença de uma pluralidade de tais elementos. A invenção pode ser implementada por meio de hardware incluindo vários elementos distintos, e por meio de um computador adequadamente programado. Na reivindicação de dispositivo enumerando vários meios, vários destes meios podem ser concretizados por um e o mesmo item de hardware. O mero fato que certas medidas são recitadas em reivindicações dependentes mutuamente diferentes, não indica que uma combinação destas medidas não pode ser usada com vantagem.

Claims (12)

1. Sistema (400) para estimar uma posição em uma imagem de projeção de raio X correspondendo a uma posição de sonda projetada de uma sonda intravascular (422) na hora de adquirir dados da sonda intravascular (422), caracterizado pelo fato de que inclui: - um detector de marcador (404) para identificar na imagem de projeção de raio X uma pluralidade de posições projetadas de marcadores (302), os marcadores estando localizados a distâncias predeterminadas ao longo de uma trajetória de aquisição da sonda intravascular; e - um interpolador (408) para interpolar as posições projetadas para obter a posição de sonda projetada na trajetória de aquisição, a posição de sonda projetada correspondendo a um local da sonda intravascular (422) na hora de adquirir os dados, em dependência de uma distância ao longo da trajetória de aquisição entre a sonda intravascular (422) na hora de adquirir os dados e pelo menos um dos marcadores (302).
2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente inclui um indicador (416) para indicar em uma imagem de projeção angiográfica a posição de sonda projetada, em que a imagem de projeção angiográfica e a imagem de projeção de raio X têm uma mesma orientação de aquisição com respeito a um paciente.
3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o interpolador é arranjado para interpolar as posições projetadas dos marcadores ao longo de um vaso projetado visível em uma imagem de projeção angiográfica, em que a imagem de projeção angiográfica e a imagem de projeção de raio X têm uma mesma orientação de aquisição com respeito a um paciente.
4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente inclui meio (406) para estabelecer a distância ao longo da trajetória de aquisição entre a sonda intravascular e pelo menos um dos marcadores em dependência de uma posição de sonda de referência e uma distância ao longo da trajetória de aquisição atravessada pela sonda entre a posição de sonda de referência e o local da sonda intravascular na hora de adquirir os dados.
5. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a posição de sonda de referência é uma posição de partida de sonda, a trajetória de aquisição é uma trajetória de recuo de sonda, e a distância ao longo da trajetória de aquisição atravessada pela sonda é um comprimento da trajetória de recuo de sonda da posição de partida de sonda à posição da sonda na hora de adquirir os dados.
6. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que adicionalmente inclui: - meio para determinar o comprimento da trajetória de recuo de sonda da posição de partida de sonda à posição da sonda na hora de adquirir os dados em dependência de uma velocidade de recuo e uma duração de recuo.
7. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a sonda intravascular é uma sonda de ultrassom intravascular.
8. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente inclui: - um detector de sonda (424) para identificar a sonda na imagem de raio X; em que o interpolador também é operativo em dependência de uma posição da sonda na imagem de raio X e uma distância transcorrida pela sonda entre a posição da sonda na imagem de raio Xea posição da sonda na hora de adquirir os dados.
9. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que adicionalmente inclui: - uma entrada de usuário (412) para habilitar um usuário selecionar dados para visão; e - um mostrador (414) para exibir os dados selecionados e a imagem de projeção angiográfica incluindo a posição de sonda projetada indicada.
10. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o indicador é arranjado para também indicar na imagem de raio X uma orientação da sonda na hora de adquirir os dados em dependência de uma direção da trajetória de aquisição na posição da sonda na hora de adquirir os dados.
11. Aparelho de formação de imagem de raio X (100) para estimar uma posição em uma imagem de projeção de raio X correspondendo a uma posição de sonda projetada de uma sonda intravascular na hora de adquirir dados da sonda intravascular, caracterizado pelo fato de que inclui: - um gerador de raio X (418) e um detector de raio X (420) para obter a imagem de projeção de raio X; - uma entrada (424) para receber os dados adquiridos da sonda intravascular (422); - um detector de marcador (404) para identificar na imagem de projeção de raio X uma pluralidade de posições projetadas de marcadores (302), os marcadores estando localizados a distâncias predeterminadas ao longo de uma trajetória de aquisição da sonda intravascular; e - um interpolador (408) para interpolar as posições projetadas para obter a posição de sonda projetada na trajetória de aquisição, a posição de sonda projetada correspondendo a um local da sonda intravascular na hora de adquirir os dados, em dependência de uma distância ao longo da trajetória de aquisição entre a sonda intravascular na hora de adquirir os dados e pelo menos um dos marcadores.
12. Método para estimar uma posição em uma imagem de projeção de raio X correspondendo a uma posição de sonda projetada, a posição de sonda projetada correspondendo a uma localização de uma sonda intravascular na hora de adquirir dados da sonda intravascular, caracterizado pelo fato de que inclui: - identificar na imagem de projeção de raio X uma pluralidade de posições projetadas de marcadores (302), os marcadores estando localizados a distâncias predeterminadas ao longo de uma trajetória de aquisição da sonda intravascular; e - interpolar as posições projetadas para obter a posição de sonda projetada na trajetória de aquisição, a posição de sonda projetada correspondendo a um local da sonda intravascular na hora de adquirir os dados, em dependência de uma distância ao longo da trajetória de aquisição entre a sonda intravascular na hora de adquirir os dados e pelo menos um dos marcadores.
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