專利名稱：一種測(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，利用圖像相關(guān)自動(dòng)跟蹤心肌質(zhì)點(diǎn)的技術(shù)，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關(guān)注區(qū)域，并對(duì)關(guān)注區(qū)域內(nèi)代表心肌的像素進(jìn)行標(biāo)注；(5)對(duì)上述關(guān)注區(qū)域內(nèi)的所有心肌質(zhì)點(diǎn)，用圖像相關(guān)法對(duì)它們?cè)谄溆喔鲙瑘D像中的位置進(jìn)行追蹤，得到每一心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀圖像中的位置；(6)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；(7)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；(8)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。
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。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出的測(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)明的實(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1秒，采樣率10M，本發(fā)明的實(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從射頻信號(hào)濾除直流分量后，做希爾伯特(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，并對(duì)關(guān)注區(qū)域內(nèi)代表心肌的像素進(jìn)行標(biāo)注。標(biāo)注方法可采取手動(dòng)方式，利用Windows畫筆等程序進(jìn)行，也可以用以Snakes為基礎(chǔ)的邊緣檢測(cè)算法檢測(cè)邊緣后自動(dòng)標(biāo)注。
(5)對(duì)上述關(guān)注區(qū)域內(nèi)的所有心肌質(zhì)點(diǎn)(即所標(biāo)注的點(diǎn))，用圖像相關(guān)法對(duì)它們?cè)谄溆喔鲙瑘D像中的位置進(jìn)行追蹤，得到每一心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀圖像中的位置。
(6)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)為射頻信號(hào)。
(7)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，其過程為CVIB＝4*max(|X(k)|)/N (2)其中，N為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。
(8)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圖像所標(biāo)注的點(diǎn)上，以其CVIB值對(duì)應(yīng)的顏色進(jìn)行著色即可。
權(quán)利要求
1.一種測(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關(guān)注區(qū)域，并對(duì)關(guān)注區(qū)域內(nèi)代表心肌的像素進(jìn)行標(biāo)注；(5)對(duì)上述關(guān)注區(qū)域內(nèi)的所有心肌質(zhì)點(diǎn)，用圖像相關(guān)法對(duì)它們?cè)谄溆喔鲙瑘D像中的位置進(jìn)行追蹤，得到每一心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀圖像中的位置；(6)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；(7)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；(8)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。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測(cè)定心肌供血狀況的方法，屬于醫(yī)學(xué)超聲領(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)，以重建反映掃描區(qū)域結(jié)構(gòu)的B超圖像序列，從第一幀中選取關(guān)注區(qū)域，對(duì)其中代表心肌的像素進(jìn)行標(biāo)注；用圖像相關(guān)法對(duì)標(biāo)注點(diǎn)在其余各幀圖像中的位置進(jìn)行追蹤，根據(jù)心肌質(zhì)點(diǎn)在各幀圖像中的位置，找出不同時(shí)刻對(duì)應(yīng)的射頻信號(hào)段，以計(jì)算各心肌質(zhì)點(diǎn)的背向散射積分曲線；并計(jì)算各心肌質(zhì)點(diǎn)的背向散射積分起伏程度，與映射表結(jié)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。本發(fā)明方法可有效區(qū)分正常心肌和缺血心肌，并能夠有效避免誤判。
文檔編號(hào)A61B8/00GK1586406SQ20041006276
公開日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)