專利名稱：一種基于追蹤心肌邊緣測(cè)定心肌供血狀況的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)定心肌供血狀況的方法，尤其涉及對(duì)心肌背向散射積分起伏程度(以下簡(jiǎn)稱CVIB)進(jìn)行成像后測(cè)定心肌供血狀況的方法，屬于醫(yī)學(xué)超聲技術(shù)領(lǐng)域，特別用于心肌的超聲組織定征，即心肌缺血的檢測(cè)。
背景技術(shù)：
冠心病和心肌梗塞在人群中的發(fā)病率非常高，尤其在中老年人群中，是當(dāng)今社會(huì)的主要致死病因。經(jīng)臨床研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)冠心病或心肌梗塞患者，在患病初期，均有心肌缺血癥狀。因此，如果能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)他們的心肌缺血癥狀，找出心肌缺血的位置，就可能更及時(shí)地采取治療措施，對(duì)預(yù)防和救治冠心病或心肌梗塞的病人提供技術(shù)上的幫助。
大量實(shí)驗(yàn)研究表明，心肌的超聲背向散射積分(以下簡(jiǎn)稱IB)可以成為一個(gè)定量診斷心肌缺血的新參數(shù)。在實(shí)驗(yàn)中可以觀察到，IB隨心動(dòng)周期出現(xiàn)周期性的起伏，一般稱這種周期性起伏的幅度為CVIB。一般來(lái)說(shuō)，正常心肌的CVIB值較大，缺血心肌的CVIB值較小。如果能夠得到心肌在整個(gè)心動(dòng)周期的IB曲線，并計(jì)算CVIB值，就可以對(duì)心肌供血狀況有一個(gè)基本了解。
中國(guó)專利ZL98203234.X公開(kāi)了一種二維CVIB成像方法，其原理是用顏色對(duì)不同的CVIB值進(jìn)行編碼(比如用從藍(lán)色漸變到紅色對(duì)應(yīng)CVIB值從3dB變化到12dB)；在B超圖上選取關(guān)注區(qū)域(ROI)，并計(jì)算出關(guān)注區(qū)域內(nèi)每一心肌質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)的CVIB值；然后選取對(duì)應(yīng)心舒末期的一幀B超圖像，對(duì)ROI內(nèi)的心肌質(zhì)點(diǎn)以與其對(duì)應(yīng)的CVIB值為成像因子按預(yù)先設(shè)定的編碼進(jìn)行著色。顏色表示了心肌的供血狀況，由于它是和以灰度表示的B超圖像融合在一起的，B超圖包含的是心臟的結(jié)構(gòu)信息，這樣心臟的供血信息和結(jié)構(gòu)信息在一張圖中有機(jī)地融合在一起，可以很直觀地表現(xiàn)出關(guān)注區(qū)域在心臟中的相對(duì)位置及其供血功能情況。
上述方法從理論上講，應(yīng)該對(duì)關(guān)注區(qū)域內(nèi)每一心肌質(zhì)點(diǎn)分別進(jìn)行追蹤，計(jì)算各自的IB曲線和CVIB，最后成像。然而，由于追蹤心肌質(zhì)點(diǎn)比較困難，所以已有專利技術(shù)在成像時(shí)假定心肌的運(yùn)動(dòng)可以忽略，計(jì)算關(guān)注區(qū)域內(nèi)某心肌質(zhì)點(diǎn)A的IB曲線時(shí)，是找出各幀B超圖像位置和A點(diǎn)重合的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的射頻信號(hào)，形成IB曲線，計(jì)算CVIB，這樣的計(jì)算方式在某些情況下會(huì)產(chǎn)生誤判。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種測(cè)定心肌供血狀況的方法，通過(guò)對(duì)關(guān)注區(qū)域內(nèi)的心肌邊緣進(jìn)行自動(dòng)追蹤，在此基礎(chǔ)上對(duì)關(guān)注區(qū)域內(nèi)所有心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀B超圖像上的位置進(jìn)行追蹤，以實(shí)現(xiàn)二維CVIB成像，提高CVIB成像的準(zhǔn)確度，避免傳統(tǒng)CVIB成像方法可能出現(xiàn)誤判的情況。
本發(fā)明提出的基于追蹤心肌邊緣測(cè)定心肌供血狀況的方法，包括以下步驟(1)建立背向散射積分起伏程度與顏色的映射表；(2)掃描被測(cè)對(duì)象心臟，連續(xù)采集超聲射頻信號(hào)；(3)根據(jù)上述超聲射頻信號(hào)，重建反映掃描區(qū)域結(jié)構(gòu)的B超圖像序列；
(4)在上述B超圖像序列的第一幀中選取矩形關(guān)注區(qū)域；(5)對(duì)上述關(guān)注區(qū)域內(nèi)的心肌邊緣在各幀的位置進(jìn)行追蹤；(6)根據(jù)上述追蹤到的心肌邊緣在各幀B超圖像中的位置，對(duì)關(guān)注區(qū)域內(nèi)所有心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀位置進(jìn)行計(jì)算；(7)根據(jù)上述關(guān)注區(qū)域內(nèi)每一心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀圖像中的位置，找出各心肌質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻對(duì)應(yīng)的射頻信號(hào)段，根據(jù)射頻信號(hào)段計(jì)算各心肌質(zhì)點(diǎn)的背向散射積分曲線；(8)根據(jù)關(guān)注區(qū)域內(nèi)每個(gè)心肌質(zhì)點(diǎn)的背向散射積分曲線，計(jì)算各心肌質(zhì)點(diǎn)的背向散射積分起伏程度，根據(jù)上述映射表，得到與關(guān)注區(qū)域內(nèi)每個(gè)心肌質(zhì)點(diǎn)的供血狀況相對(duì)應(yīng)的顏色圖像；(9)將上述顏色圖像與上述B超圖像序列的第一幀相融合，得到關(guān)注區(qū)域內(nèi)每個(gè)心肌質(zhì)點(diǎn)的供血狀況圖。
上述方法中追蹤心肌邊緣在其余各幀B超圖像上的位置的方法，其過(guò)程包括以下步驟(1)將B超圖像序列上選取的矩形關(guān)注區(qū)域從原圖像中分離，得到一組子圖像；(2)從上述子圖像的第一幀上勾畫出心肌邊緣的初始輪廓線；(3)對(duì)子圖像和初始輪廓線進(jìn)行坐標(biāo)變換、圖像翻轉(zhuǎn)和合并，形成封閉的心肌邊緣和初始輪廓線；(4)用主動(dòng)輪廓線模型法，根據(jù)上述封閉的初始輪廓線對(duì)相應(yīng)的封閉心肌邊緣進(jìn)行邊緣檢測(cè)；(5)對(duì)上述檢測(cè)到的邊緣，進(jìn)行坐標(biāo)變換、圖像翻轉(zhuǎn)和合并的逆變換，得到原始子圖像中的心肌邊緣；(6)以本次檢測(cè)到的心肌邊緣作為下一幀的子圖像的初始輪廓線，重復(fù)步驟(3)到(5)，得到各幀B超圖像上關(guān)注區(qū)域內(nèi)的心肌邊緣。
上述方法中，根據(jù)心肌邊緣在各幀B超圖像中的位置，對(duì)關(guān)注區(qū)域內(nèi)所有心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀位置進(jìn)行計(jì)算的方法，當(dāng)掃描視圖為左心室短軸時(shí)，其過(guò)程包括以下步驟(1)根據(jù)追蹤到的心肌邊緣，擬合得到左心室在各幀B超圖像的中心；(2)計(jì)算第一幀B超圖像中，待追蹤的心肌質(zhì)點(diǎn)和左心室中心的連線與水平方向的夾角θ；(3)計(jì)算各幀中以左心室中心為端點(diǎn)的與水平方向夾角為θ的射線與心內(nèi)膜及心外膜的交點(diǎn)；(4)設(shè)心肌在徑向?yàn)榫鶆蚴湛s，計(jì)算待追蹤心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀B超圖像上的位置。
當(dāng)掃描視圖為左心室長(zhǎng)軸時(shí)，其過(guò)程包括以下步驟(1)根據(jù)追蹤到的心肌邊緣，擬合得到左心室在各幀B超圖像的中心、心肌邊緣與左心室中心構(gòu)成的扇形角度以及扇形的兩邊界位置；(2)計(jì)算第一幀B超圖像中，待追蹤的心肌質(zhì)點(diǎn)和左心室中心之間的連線與扇形左邊界的夾角α1；(3)根據(jù)上述夾角α1，計(jì)算待追蹤心肌質(zhì)點(diǎn)和左心室中心的連線在其余各幀中與扇形左邊界的夾角αi，i代表B超圖像序列的幀序數(shù)；(4)計(jì)算各幀中，以左心室的中心為端點(diǎn)的、和扇形左邊界的夾角為αi的射線與心內(nèi)膜及心外膜的交點(diǎn)；(5)設(shè)心肌在徑向?yàn)榫鶆蚴湛s，計(jì)算待追蹤心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀B超圖像上的位置。
利用本發(fā)明提出的測(cè)定心肌供血狀況的方法，分別對(duì)正常人，心肌缺血病人，按照本發(fā)明所說(shuō)CVIB成像方法進(jìn)行CVIB成像。成像結(jié)果顯示，對(duì)于正常人，選取任何位置的心肌作為關(guān)注區(qū)域，關(guān)注區(qū)域內(nèi)心肌標(biāo)注的顏色主要均是紅色和綠色，表明心肌正常，而對(duì)心肌缺血的病人，成像結(jié)果顯示，在缺血位置的心肌顏色被標(biāo)注上了藍(lán)色，表明缺血，其它位置以紅色和綠色為主，表明正常。這說(shuō)明本發(fā)明所提出方法能夠有效地區(qū)分正常心肌和缺血心肌。另外，用本發(fā)明所提測(cè)定心肌供血狀況的方法和已有專利的方法分別對(duì)缺血對(duì)象的心肌進(jìn)行CVIB成像，結(jié)果表明，對(duì)已有專利報(bào)導(dǎo)方法可能導(dǎo)致誤判的情況，用本發(fā)明所提方法能夠有效避免誤判。


圖1為本發(fā)明方法中重建的B超圖像，矩形框代表所選取的關(guān)注區(qū)域，其中圖1(a)為長(zhǎng)軸視圖，圖1(b)短軸視圖。
圖2為用主動(dòng)輪廓線模型法對(duì)非封閉邊界進(jìn)行檢測(cè)的示意圖。其中(a)為原始圖像的一部分，矩形框?yàn)殛P(guān)注區(qū)域，曲線為初始輪廓；(b)為關(guān)注區(qū)域包含子圖像經(jīng)旋轉(zhuǎn)后形成的正直矩形圖像；(c)為從圖(b)直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到極坐標(biāo)的結(jié)果；(d)為將圖(c)翻轉(zhuǎn)、合并示意圖；(e)為合并結(jié)果；(f)用Snakes方法對(duì)圖(e)追蹤得到的邊界(g)-(i)為(c)到(e)的逆變換；(i)圖中曲線段為最后追蹤到的心外膜。
圖3為左心室短軸視圖中，利用心肌邊緣在各幀B超圖像位置對(duì)關(guān)注區(qū)域內(nèi)心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀B超圖像中位置進(jìn)行追蹤的示意圖。
圖4為左心室長(zhǎng)軸視圖中，利用心肌邊緣在各幀B超圖像位置對(duì)關(guān)注區(qū)域內(nèi)心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀B超圖像中位置進(jìn)行追蹤的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出的基于追蹤心肌邊緣測(cè)定心肌供血狀況的方法，包括以下步驟(1)建立背向散射積分起伏程度與顏色的映射表。用從藍(lán)色漸變到綠色再漸變到紅色來(lái)對(duì)應(yīng)CVIB值由低到高的變化。即藍(lán)色代表心肌缺血，紅色代表心肌供血狀況正常。
(2)掃描被測(cè)對(duì)象心臟，連續(xù)采集超聲射頻信號(hào)。本發(fā)明一實(shí)施例中，用常用B超設(shè)備的探頭對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行掃描，從B超設(shè)備內(nèi)部電路提取波束合成后的射頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大，用高速數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集，一般要求采集時(shí)間超過(guò)1秒，采樣率10M，本發(fā)明一實(shí)施例使用的是AD-LINK公司的PCI-9812數(shù)據(jù)采集卡。
(3)根據(jù)上述超聲射頻信號(hào)，重建反映掃描區(qū)域結(jié)構(gòu)的B超圖像序列。重建B超圖像序列的方法為對(duì)射頻信號(hào)去直流后，做HILBERT變換，然后按照B超系統(tǒng)中的DSC算法，即可形成最后圖像。
(4)在上述B超圖像序列的第一幀中選取關(guān)注區(qū)域，一般對(duì)短軸視圖，選取關(guān)注區(qū)域應(yīng)該包含整個(gè)左心室壁，對(duì)長(zhǎng)軸視圖，關(guān)注區(qū)域選取左心室后壁。有關(guān)關(guān)注區(qū)域選取位置見(jiàn)圖1(a)和圖1(b)的矩形框。
(5)對(duì)上述關(guān)注區(qū)域內(nèi)的心肌邊緣在各幀的位置進(jìn)行追蹤。對(duì)關(guān)注區(qū)域內(nèi)的心肌邊緣用基于Snakes的方法進(jìn)行追蹤，對(duì)短軸視圖封閉的心肌邊緣，用傳統(tǒng)Snakes方法進(jìn)行邊緣檢測(cè)、追蹤即可，對(duì)長(zhǎng)軸視圖，心肌邊緣是非封閉的，不能直接使用Snakes方法，所以用本發(fā)明提出的針對(duì)非封閉邊界的Snakes法進(jìn)行追蹤。
(6)根據(jù)上述追蹤到的心肌邊緣在各幀B超圖像中的位置，對(duì)關(guān)注區(qū)域內(nèi)所內(nèi)所有心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀位置進(jìn)行計(jì)算。
(7)根據(jù)上述關(guān)注區(qū)域內(nèi)每一心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀圖像中的位置，找出各心肌質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻對(duì)應(yīng)的射頻信號(hào)段，根據(jù)射頻信號(hào)段計(jì)算各心肌質(zhì)點(diǎn)的背向散射積分曲線。計(jì)算IB的公式為
IB(t0)=10log10(∫t0-Δtt0+Δtx2(t)dt)----(1)]]>公式(1)中，x(t)是指射頻信號(hào)。
(8)根據(jù)關(guān)注區(qū)域內(nèi)每個(gè)心肌質(zhì)點(diǎn)的背向散射積分曲線，計(jì)算各心肌質(zhì)點(diǎn)的背向散射積分起伏程度，根據(jù)上述映射表，得到與關(guān)注區(qū)域內(nèi)每個(gè)心肌質(zhì)點(diǎn)的供血狀況相對(duì)應(yīng)的顏色圖像。計(jì)算CVIB可以采取公開(kāi)文獻(xiàn)的任何一種方法，本實(shí)施例使用一階傅立葉級(jí)數(shù)法，其過(guò)程為CVIB＝4*max(|X(k)|)/N (2)其中，N是IB序列的長(zhǎng)度，X(k)是長(zhǎng)度為N的IB序列在頻域10*N點(diǎn)的CZT變換。
(9)將上述顏色圖像與上述B超圖像序列的第一幀相融合，得到關(guān)注區(qū)域內(nèi)每個(gè)心肌質(zhì)點(diǎn)的供血狀況圖。融合方式為在上述B超圖像序列的第一幀所標(biāo)注的點(diǎn)，以其CVIB值對(duì)應(yīng)的顏色進(jìn)行著色即可。
上述方法中追蹤非封閉的心肌邊緣在其余各幀B超圖像上的位置的方法，其過(guò)程包括以下步驟(1)將B超圖像序列上選取的矩形關(guān)注區(qū)域從原圖像中分離，得到一組子圖像。即將圖2(a)中紅色矩形框中的部分單獨(dú)分離出來(lái)，如果選擇的非正直矩形區(qū)域，可以經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)形成正直矩形，如果圖2(b)所示。
(2)從上述子圖像的第一幀上勾畫出心肌邊緣的初始輪廓線。一般可以利用常規(guī)計(jì)算機(jī)繪軟件進(jìn)行手工勾劃。
(3)對(duì)子圖像和初始輪廓線進(jìn)行坐標(biāo)變換、圖像翻轉(zhuǎn)和合并，形成封閉的心肌邊緣和初始輪廓線。首先對(duì)矩形關(guān)注區(qū)域?qū)嵤闹苯亲鴺?biāo)到極坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，在極坐標(biāo)中圖像的角度范圍為90度(類似于扇掃B超中的DSC過(guò)程)。為了轉(zhuǎn)換方便，首先將關(guān)注區(qū)域進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使傾斜的矩形變成豎直的矩形(圖2(b))，直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換結(jié)果見(jiàn)圖2(c)。把2(c)的圖形分別進(jìn)行上下、左右、180度翻轉(zhuǎn)，得到四幅圖(見(jiàn)圖2(d))，將四幅圖合并，得到圖形轉(zhuǎn)換最后結(jié)果(圖2(e))。對(duì)于初始化輪廓，我們也進(jìn)行了同樣的操作，結(jié)果見(jiàn)圖2(e)中的虛線。經(jīng)過(guò)這一步，最后我們得到的圖像上就有了封閉的邊界和封閉的初始輪廓線。
(4)用主動(dòng)輪廓線模型法，根據(jù)上述封閉的初始輪廓線對(duì)相應(yīng)的封閉心肌邊緣進(jìn)行邊緣檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)圖2(f)。
(5)對(duì)上述檢測(cè)到的邊緣，進(jìn)行坐標(biāo)變換、圖像翻轉(zhuǎn)和合并的逆變換，得到原始子圖像中的心肌邊緣。這個(gè)過(guò)程和由圖2(a)到圖2(e)的過(guò)程正好相反，每一步變換的結(jié)果參見(jiàn)圖2(g)，圖2(h)，圖2(i)，最終追蹤到的關(guān)注區(qū)域內(nèi)心外膜的位置如圖2(i)所示。
(6)以本次檢測(cè)到的心肌邊緣作為下一幀的子圖像的初始輪廓線，重復(fù)步驟(3)到(5)，得到各幀B超圖像上關(guān)注區(qū)域內(nèi)的心肌邊緣。
對(duì)左心長(zhǎng)軸非封閉的心內(nèi)膜和心外膜都可以使用以上方法，實(shí)行對(duì)心內(nèi)膜和心外膜在不同幀的位置進(jìn)行追蹤。
上述方法中，根據(jù)心肌邊緣在各幀B超圖像中的位置，對(duì)關(guān)注區(qū)域內(nèi)所有心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀位置進(jìn)行計(jì)算的方法，當(dāng)掃描視圖為左心室短軸時(shí)，參見(jiàn)圖3，其過(guò)程包括以下步驟(1)根據(jù)追蹤到的心肌邊緣，擬合得到左心室在各幀B超圖像的中心(Ox[i]，Oy[i])。擬合方式為找出和心肌邊緣各點(diǎn)的距離方差最小的點(diǎn)即是中心點(diǎn)。圖3中的(Ox[1]，Oy[1])和(Ox[i]，Oy[i])分別為第1幀和第i幀擬合得到的左心室中心。
(2)計(jì)算第一幀B超圖像中，待追蹤的心肌質(zhì)點(diǎn)和左心室中心的連線與水平方向的夾角θ，如圖3所示，計(jì)算公式為θ＝atan2(y[1]-Oy[1]，x[1]-Ox[1]) (1)式(1)中，x[1]，y[1]是指待追蹤心肌質(zhì)點(diǎn)在第一幀的坐標(biāo)，Ox[1]，Oy[1]是左心室在第一幀的中心坐標(biāo)，atan2是MATLAB函數(shù)，返回的是0~2π的角度。
(3)計(jì)算各幀中以左心室中心為端點(diǎn)的與水平方向夾角為θ的射線與心內(nèi)膜及心外膜的交點(diǎn)(xi[i]，yi[i])和(xo[i]，yo[i])。，此處i為B超圖像序列的幀序數(shù)。我們假設(shè)心肌整體是沒(méi)有旋轉(zhuǎn)的，所以待追蹤的心肌質(zhì)點(diǎn)在其余各幀中和左心室的連線與水平方向的夾角也是θ，因此，待追蹤心肌質(zhì)點(diǎn)應(yīng)該在(xi[i]，yi[i])和(xo[i]，yo[i])連線上。參見(jiàn)圖3(b)。
(4)設(shè)心肌在徑向?yàn)榫鶆蚴湛s，計(jì)算待追蹤心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀B超圖像上的位置。計(jì)算公式為x[i]＝xi[i]+(xo[i]-xi[i])·(x[1]-xi[1])/(xo[1]-xi[1]) (2)y[i]＝y(tǒng)i[i]+(yo[i]-y[i])·(y[1]-yi[1])/(yo[1]-yi[1]) (3)以上以在第一幀坐標(biāo)(x[1]，y[1])的待追蹤的心肌質(zhì)點(diǎn)為例，描述了短軸視圖中利用心肌邊緣計(jì)算其在其余幀位置的過(guò)程。對(duì)關(guān)注區(qū)域內(nèi)其余心肌質(zhì)點(diǎn)實(shí)施同樣過(guò)程，就完成了關(guān)注區(qū)域內(nèi)所有心肌質(zhì)點(diǎn)的追蹤。
當(dāng)掃描視圖為左心室長(zhǎng)軸時(shí)，其過(guò)程包括以下步驟(1)根據(jù)追蹤到的心肌邊緣，擬合得到左心室在各幀B超圖像的中心、心肌邊緣與左心室中心構(gòu)成的扇形角度θ[i](i代表B超圖像序列的幀序數(shù))以及扇形的兩邊界位置。圖4(a)和圖4(b)顯示了第1幀和第i幀左心室中心，心肌邊緣和左心室中心構(gòu)成的扇形。
(2)計(jì)算第一幀B超圖像中，待追蹤的心肌質(zhì)點(diǎn)和左心室中心之間的連線與扇形左邊界的夾角α1；(3)根據(jù)上述夾角α1，計(jì)算待追蹤心肌質(zhì)點(diǎn)和左心室中心的連線在其余各幀中與扇形左邊界的夾角αi，i代表B超圖像序列的幀序數(shù)。假定扇形的弧度變化是均勻的，則α[i]＝α[1]*θ[1]/θ[i] (4)(4)計(jì)算各幀中，以左心室的中心為端點(diǎn)的、和扇形左邊界的夾角為αi的射線與心內(nèi)膜及心外膜的交點(diǎn)(xi[i]，yi[i])，(xo[i]，yo[i])。
(5)設(shè)心肌在徑向?yàn)榫鶆蚴湛s，計(jì)算得到待追蹤心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀B超圖像上的位置。計(jì)算公式按照公式(2)和公式(3)即可。
以上以在第一幀坐標(biāo)(x[1]，y[1])的待追蹤的心肌質(zhì)點(diǎn)為例，描述了長(zhǎng)軸視圖中利用心肌邊緣計(jì)算其在其余幀位置的過(guò)程。對(duì)關(guān)注區(qū)域內(nèi)其余心肌質(zhì)點(diǎn)實(shí)施同樣過(guò)程，就完成了關(guān)注區(qū)域內(nèi)所有心肌質(zhì)點(diǎn)的追蹤。
權(quán)利要求
1.一種基于追蹤心肌邊緣測(cè)定心肌供血狀況的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)建立背向散射積分起伏程度與顏色的映射表；(2)掃描被測(cè)對(duì)象心臟，連續(xù)采集超聲射頻信號(hào)；(3)根據(jù)上述超聲射頻信號(hào)，重建反映掃描區(qū)域結(jié)構(gòu)的B超圖像序列；(4)在上述B超圖像序列的第一幀中選取矩形關(guān)注區(qū)域；(5)對(duì)上述關(guān)注區(qū)域內(nèi)的心肌邊緣在各幀的位置進(jìn)行追蹤；(6)根據(jù)上述追蹤到的心肌邊緣在各幀B超圖像中的位置，對(duì)關(guān)注區(qū)域內(nèi)所有心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀位置進(jìn)行計(jì)算；(7)根據(jù)上述關(guān)注區(qū)域內(nèi)每一心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀圖像中的位置，找出各心肌質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻對(duì)應(yīng)的射頻信號(hào)段，根據(jù)射頻信號(hào)段計(jì)算各心肌質(zhì)點(diǎn)的背向散射積分曲線；(8)根據(jù)關(guān)注區(qū)域內(nèi)每個(gè)心肌質(zhì)點(diǎn)的背向散射積分曲線，計(jì)算各心肌質(zhì)點(diǎn)的背向散射積分起伏程度，根據(jù)上述映射表，得到與關(guān)注區(qū)域內(nèi)每個(gè)心肌質(zhì)點(diǎn)的供血狀況相對(duì)應(yīng)的顏色圖像；(9)將上述顏色圖像與上述B超圖像序列的第一幀相融合，得到關(guān)注區(qū)域內(nèi)每個(gè)心肌質(zhì)點(diǎn)的供血狀況圖。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中追蹤心肌邊緣在其余各幀B超圖像上的位置的方法，其過(guò)程包括以下步驟(1)將B超圖像序列上選取的矩形關(guān)注區(qū)域從原圖像中分離，得到一組子圖像；(2)從上述子圖像的第一幀上勾畫出心肌邊緣的初始輪廓線；(3)對(duì)子圖像和初始輪廓線進(jìn)行坐標(biāo)變換、圖像翻轉(zhuǎn)和合并，形成封閉的心肌邊緣和初始輪廓線；(4)用主動(dòng)輪廓線模型法，根據(jù)上述封閉的初始輪廓線對(duì)相應(yīng)的封閉心肌邊緣進(jìn)行邊緣檢測(cè)；(5)對(duì)上述檢測(cè)到的邊緣，進(jìn)行坐標(biāo)變換、圖像翻轉(zhuǎn)和合并的逆變換，得到原始子圖像中的心肌邊緣；(6)以本次檢測(cè)到的心肌邊緣作為下一幀的子圖像的初始輪廓線，重復(fù)步驟(3)到(5)，得到各幀B超圖像上關(guān)注區(qū)域內(nèi)的心肌邊緣。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于根據(jù)心肌邊緣在各幀B超圖像中的位置，對(duì)關(guān)注區(qū)域內(nèi)所有心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀位置進(jìn)行計(jì)算的方法，當(dāng)掃描視圖為左心室短軸時(shí)，其過(guò)程包括以下步驟(1)根據(jù)追蹤到的心肌邊緣，擬合得到左心室在各幀B超圖像的中心；(2)計(jì)算第一幀B超圖像中，待追蹤的心肌質(zhì)點(diǎn)和左心室中心的連線與水平方向的夾角θ；(3)計(jì)算各幀中以左心室中心為端點(diǎn)的與水平方向夾角為θ的射線與心內(nèi)膜及心外膜的交點(diǎn)；(4)設(shè)心肌在徑向?yàn)榫鶆蚴湛s，計(jì)算待追蹤心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀B超圖像上的位置。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于根據(jù)心肌邊緣在各幀B超圖像中的位置，對(duì)關(guān)注區(qū)域內(nèi)所有心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀位置進(jìn)行計(jì)算的方法，當(dāng)掃描視圖為左心室長(zhǎng)軸時(shí)，其過(guò)程包括以下步驟(1)根據(jù)追蹤到的心肌邊緣，擬合得到左心室在各幀B超圖像的中心、心肌邊緣與左心室中心構(gòu)成的扇形角度以及扇形的兩邊界位置；(2)計(jì)算第一幀B超圖像中，待追蹤的心肌質(zhì)點(diǎn)和左心室中心之間的連線與扇形左邊界的夾角α1；(3)根據(jù)上述夾角α1，計(jì)算待追蹤心肌質(zhì)點(diǎn)和左心室中心的連線在其余各幀中與扇形左邊界的夾角αi，i代表B超圖像序列的幀序數(shù)；(4)計(jì)算各幀中，以左心室的中心為端點(diǎn)的、和扇形左邊界的夾角為αi的射線與心內(nèi)膜及心外膜的交點(diǎn)；(5)設(shè)心肌在徑向?yàn)榫鶆蚴湛s，計(jì)算待追蹤心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀B超圖像上的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于追蹤心肌邊緣測(cè)定心肌供血狀況的方法，屬于醫(yī)學(xué)超聲技術(shù)領(lǐng)域。本方法首先建立背向散射積分起伏程度與顏色的映射表；掃描被測(cè)對(duì)象心臟，連續(xù)采集超聲射頻信號(hào)，重建反映掃描區(qū)域結(jié)構(gòu)的B超圖像序列；在其第一幀中選取矩形關(guān)注區(qū)域，對(duì)其心肌邊緣在各幀的位置進(jìn)行追蹤；對(duì)關(guān)注區(qū)域內(nèi)所有心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀位置進(jìn)行計(jì)算；計(jì)算各心肌質(zhì)點(diǎn)的背向散射積分曲線以及背向散射積分起伏程度，根據(jù)映射表，得到關(guān)注區(qū)域內(nèi)每個(gè)心肌質(zhì)點(diǎn)的供血狀況圖。本發(fā)明所提出方法能夠有效地區(qū)分正常心肌和缺血心肌。另外，用本發(fā)明所提測(cè)定心肌供血狀況的方法和已有專利的方法分別對(duì)缺血對(duì)象的心肌進(jìn)行CVIB成像，并能夠有效避免誤判。
文檔編號(hào)A61B8/00GK1586404SQ20041006276
公開(kāi)日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月9日
發(fā)明者白凈, 蔣勇, 張永紅 申請(qǐng)人:清華大學(xué)