[发明专利]心脏电影成像量化方法、呼气末期图像确定方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及心脏成像技术领域，具体而言，涉及一种心脏电影成像量化方法、呼气末期图像确定方法及装置。

背景技术

心脏实时电影成像无需稳定心电信号触发和受试者屏气配合，在心脏功能测量方面具有良好的应用前景。但是受试者自由呼吸会引起各图像层面的空间位置错配，导致心脏体积测量出现明显偏差。现有技术通常需要手动翻阅每个层面的所有图像，人工确定呼气末期阶段，并依据心室的变化选定用于心脏功能分析的心脏舒张末期(ED，End-Diastolic)和心脏收缩末期(ES，End-Systolic)图像，而后导入传统分析软件，再手动勾勒心室内膜轮廓，进而获取心脏功能数值。

上述现有技术依赖人工干预，流程繁琐耗时，严重影响了实时电影成像的临床实用性。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种心脏电影成像量化方法、呼气末期图像确定方法及装置，以提高临床使用效率和价值。

第一方面，本发明实施例提供了一种心脏电影成像的量化方法，包括：从心脏电影成像所得的每层图像中，基于图像分割算法和图形拟合算法，获取呼气末期阶段每层的ED图像和ES图像对应的心室内膜轮廓；根据每层的所述ED图像和所述ES图像对应的心室内膜轮廓，确定所述心脏电影成像对应心室的量化参数，所述量化参数至少包括以下之一：每层的心室容积、所述心室的体积、所述心室的每搏输出量和所述心室的射血分数。

进一步地，从心脏电影成像所得的每层图像中，基于图像分割算法和图形拟合算法，获取呼气末期阶段每层的ED图像和ES图像对应的心室内膜轮廓包括：

对心脏电影成像的每层图像分别进行下述操作：基于图像分割算法和图形拟合算法，获取当前层中每幅图像的心室内膜轮廓和所述心室内膜轮廓的心室质心；基于所述心脏电影成像对应受试者的心率确定一个心动周期内包含的图像数目；按照时序连续的方式，将所述当前层图像划分为多个图像集单元；每个所述图像集单元中的图像个数为所述图像数目；根据各个所述图像集单元内图像的心室质心运动位移趋势，确定呼气末期阶段对应的所述图像集单元；根据呼气末期阶段对应的所述图像集单元中各个图像的心室内膜轮廓的大小，确定呼气末期阶段所述当前层的ED图像和ES图像。

进一步地，基于分割算法和图形拟合算法，获取当前层中每幅图像的心室内膜轮廓和心室质心包括：对于当前层中的每幅图像，分别从当前图像选定的种子点开始，按照K均值聚类分割算法和椭圆拟合算法获取所述当前图像的心室内膜轮廓和所述心室内膜轮廓的心室质心。

进一步地，根据各个所述图像集单元内图像的心室质心运动位移趋势，确定呼气末期阶段对应的所述图像集单元包括：依次统计各个所述图像集单元中各个图像的心室质心，沿所述受试者头-脚方向上的运动位移信号；应用低通滤波器从所述运动位移信号中提取出各个所述图像集单元的呼吸运动信号；将最靠近所述受试者头部方向的所述呼吸运动信号对应的图像集单元，确定为呼气末期阶段对应的所述图像集单元。

进一步地，根据呼气末期阶段对应的所述图像集单元中各个图像的心室内膜轮廓的大小，确定呼气末期阶段所述当前层的ED图像和ES图像包括：获取呼气末期阶段对应的所述图像集单元中各个图像的心室内膜轮廓的面积；将最大面积对应的图像确定为呼气末期阶段所述当前层的ED图像，将最小面积对应的图像确定为呼气末期阶段所述当前层的ES图像。

进一步地，根据每层的所述ED图像和所述ES图像对应的心室内膜轮廓，确定所述心脏电影成像对应心室的量化参数包括：获取每层的所述ED图像和所述ES图像对应的心室内膜轮廓的心室面积；将每层的所述ED图像和所述ES图像的心室面积与层厚相乘，得到每层的心室容积；将所述ED图像和所述ES图像相位下每层的所述心室容积相加，得到所述心室的心脏舒张末期体积EDV和心脏收缩末期体积ESV；计算所述心室的每搏输出量SV＝EDV-ESV；计算所述心室的射血分数EF＝SV/EDV。

第二方面，本发明实施例还提供一种心脏电影成像中呼气末期图像的确定方法，包括：基于图像分割算法和图形拟合算法，获取当前层中每幅图像的心室内膜轮廓和所述心室内膜轮廓的心室质心，其中，所述当前层为心脏电影成像中的任意一个成像层面；基于所述心脏电影成像对应受试者的心率确定一个心动周期内包含的图像数目；按照时序连续的方式，将所述当前层图像划分为多个图像集单元；每个所述图像集单元中的图像个数为所述图像数目；根据各个所述图像集单元内图像的心室质心运动位移趋势，确定呼气末期阶段对应的所述图像集单元。