[发明专利]一种四维心脏心功能参数自动获取方法

说明书

技术领域

本发明涉及临床辅助诊断领域，特别涉及一种四维心脏心功能参数自动获取方法。

背景技术

由于人体结构的复杂性和不同个体间的差异性，使得医学图像病变计算机自动检测成为一大难题。目前，临床上检测的用于评价心脏心功能的参数主要有心室舒张末期容积、收缩末期容积、射血分数、心肌质量、每搏输出量以及Tei指数（心肌做功指数）。心室容积是临床心功能评价的基础，因此精确地计算心室容积是心功能评价的前提条件。传统的左心室容积主要有以下两种：（1）面积-长度法，该方法将心室假设成一个长椭圆体，通过测量椭圆的面积和长度来计算体积；（2）Simpson法，该方法将左心室腔沿长轴均匀地分成若干连续的圆柱体,左心室容积等于各圆柱体容积的总和。传统方法的缺陷在于需要对心室的集合形状进行假设，由于心室并不是规则的椭圆体或者圆柱体，而且计算的容积包括乳头肌和肌小梁所占据的心腔，所以计算出来的心室容积精度不够，因此不能准确的反映心脏的病理现象，有可能导致误诊或错诊的严重后果。

在现有技术中基于手动分割方法获取四维心脏心功能参数是指医生利用临床知识在医学图像上勾画出感兴趣的轮廓，其分割精度相比普通的自动分割方法要高，但是十分耗时且工作量大，每分割出一个完整时相所需要的时间在一小时左右，且受人为因素的影响较大，不同医生分割同一数据的结果不同，同一医生在不同时刻分割出的结果不同，这些缺陷导致的结果是诊断的差异性大、且操作具有不可重复性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种四维心脏心功能参数自动获取方法，通过该方法可以获取到更为精确的心脏心功能参数。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种四维心脏心功能参数自动获取方法，包括以下步骤：

（1）获取各个时相的四维心脏CT图像；

（2）利用分割方法对获取的每个时相的四维心脏CT图像切片进行自动分割，获得切片中左心室、右心室、左心房、右心房、冠状动脉以及心肌的轮廓；

（3）采用体素容积叠加法得到CT图像切片中左心室、右心室、左心房、右心房、冠状动脉以及心肌轮廓内各个时相的体素容积，具体步骤如下：

（3-1）获取CT图像在各个时相包含的切片数，获取各个时相的每个切片中各个部分轮廓内所包含的体素个数；

（3-2）计算时相a的各个切片中某一部分轮廓内的单个体素容积_ΔV_i：

（3-3）将步骤（3-2）中得到的时相a各个切片某一部分轮廓内的单个体素容积_ΔV_i分别乘以相应切片中某一部分轮廓内体素的个数X_i，得到时相a各个切片中某一部分轮廓内体素的容积Z_i；

（3-4）根据步骤（3-3）得到时相a各个切片中某一部分轮廓内的体素容积Z_i，然后将此时相a的各个切片中某一部分轮廓内的体素容积相加，得到时相a的所有切片中某一部分轮廓内的体素容积V_a；

（3-5）重复执行步骤（3-2）至（3-4）得到各个时相的所有切片中某一部分轮廓内的体素容积；

（3-6）依据步骤（3-1）至（3-5）获得在各个时相的所有切片中左心室、右心室、左心房、右心房、冠状动脉以及心肌轮廓内体素容积，即为左心室、右心室、左心房、右心房、冠状动脉以及心肌在各个时相的体素容积；其中上述步骤中的某一部分指的是左心室、右心室、左心房、右心房、冠状动脉或心肌；

（4）通过左心室、右心室、左心房、右心房、冠状动脉以及心肌在各个时相的体素容积判断出心脏的舒张期和收缩期，从而获取得到心脏的心功能参数。

优选的，所述步骤（3-2）中_ΔV_i为：

_ΔV_i=_ΔS_i*m*n,(i＝1，2,3...K)；

其中(m,n)为时相a中相邻切片的同一像素空间，_ΔS_i为时相a的第i个与第i+1个相邻切片扫描位置之间的距离；_ΔV_i为时相a的第i个切片中某一部分轮廓内的单个体素容积；

其中_ΔS_i为：