一種測定心肌供血狀況的方法
2023-10-18 04:18:19 1
專利名稱：一種測定心肌供血狀況的方法
技術領域：
本發明涉及一種測定心肌供血狀況的方法，尤其涉及對心肌背向散射積分起伏程度(以下簡稱CVIB)進行成像後測定心肌供血狀況的方法，屬於醫學超聲領域，特別用於心肌的超聲組織定徵，即心肌缺血的檢測。
背景技術：
冠心病和心肌梗塞在人群中的發病率非常高，尤其在中老年人群中，是當今社會的主要致死病因。經臨床研究發現，大多數冠心病或心肌梗塞患者，在患病初期，均有心肌缺血症狀。因此，如果能夠及時發現他們的心肌缺血症狀，找出心肌缺血的位置，就可能更及時地採取治療措施，對預防和救治冠心病或心肌梗塞的病人提供技術上的幫助。
大量實驗研究表明，心肌的超聲背向散射積分(以下簡稱IB)可以成為一個定量診斷心肌缺血的新參數。在實驗中可以觀察到，IB隨心動周期出現周期性的起伏，一般稱這種周期性起伏的幅度為CVIB。一般來說，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心動周期的IB曲線，並計算CVIB值，就可以對心肌供血狀況有一個基本了解。
中國專利ZL98203234.X公開了一種二維CVIB成像方法，其原理是用顏色對不同的CVIB值進行編碼(比如用從藍色漸變到紅色對應CVIB值從3dB變化到12dB)；在B超圖上選取關注區域(ROI)，並計算出關注區域內每一心肌質點在一個心動周期內的CVIB值；然後選取對應心舒末期的一幀B超圖像，對ROI內的心肌質點以與其對應的CVIB值為成像因子按預先設定的編碼進行著色。顏色表示了心肌的供血狀況，由於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構信息，這樣心臟的供血信息和結構信息在一張圖中有機地融合在一起，可以很直觀地表現出關注區域在心臟中的相對位置及其供血功能情況。
上述方法從理論上講，應該對關注區域內每一心肌質點分別進行追蹤，計算各自的IB曲線和CVIB，最後成像。然而，由於追蹤心肌質點比較困難，所以已有專利技術在成像時假定心肌的運動可以忽略，計算關注區域內某心肌質點A的IB曲線時，是找出各幀B超圖像位置和A點重合的點所對應的射頻信號，形成IB曲線，計算CVIB，這樣的計算方式在某些情況下會產生誤判。
發明內容
本發明的目的是提出一種測定心肌供血狀況的方法，利用圖像相關自動跟蹤心肌質點的技術，以實現二維CVIB成像，提高CVIB成像的準確度，避免傳統CVIB成像方法可能出現誤判的情況。
本發明提出的測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)掃描被測對象心臟，連續採集超聲射頻信號；(3)根據上述超聲射頻信號，重建反映掃描區域結構的B超圖像序列；(4)在上述B超圖像序列的第一幀中選取關注區域，並對關注區域內代表心肌的像素進行標註；(5)對上述關注區域內的所有心肌質點，用圖像相關法對它們在其餘各幀圖像中的位置進行追蹤，得到每一心肌質點在各幀圖像中的位置；(6)根據上述關注區域內每一心肌質點在各幀圖像中的位置，找出各心肌質點在不同時刻對應的射頻信號段，根據射頻信號段計算各心肌質點的背向散射積分曲線；(7)根據關注區域內每個心肌質點的背向散射積分曲線，計算各心肌質點的背向散射積分起伏程度，根據上述映射表，得到與關注區域內每個心肌質點的供血狀況相對應的顏色圖像；(8)將上述顏色圖像與上述B超圖像序列的第一幀相融合，得到關注區域內每個心肌質點的供血狀況圖。
利用本發明提出的測定心肌供血狀況的方法，分別對正常人，心肌缺血病人，按照本發明所說CVIB成像方法進行CVIB成像。成像結果顯示，對於正常人，選取任何位置的心肌作為關注區域，關注區域內心肌標註的顏色主要均是紅色和綠色，表明心肌正常，而對心肌缺血的病人，成像結果顯示，在缺血位置的心肌顏色被標註上了藍色，表明缺血，其它位置以紅色和綠色為主，表明正常。這說明本發明所提出方法能夠有效地區分正常心肌和缺血心肌。另外，用本發明所提測定心肌供血狀況的方法和已有專利的方法分別對缺血對象的心肌進行CVIB成像，結果表明，對已有專利報導方法可能導致誤判的情況，用本發明所提方法能夠有效避免誤判。
具體實施例方式
本發明提出的測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。用從藍色漸變到綠色再漸變到紅色來對應CVIB值由低到高的變化。即藍色代表心肌缺血，紅色代表心肌供血狀況正常。
(2)掃描被測對象心臟，連續採集超聲射頻信號。本發明的實施例中，用常用B超設備的探頭對被測對象進行掃描，從B超設備內部電路提取波束合成後的射頻信號，經過放大，用高速數據採集卡進行採集，一般要求採集時間超過1秒，採樣率10M，本發明的實施例使用的是AD-LINK公司的PCI-9812數據採集卡。
(3)根據上述超聲射頻信號，重建反映掃描區域結構的B超圖像序列。重建B超圖像序列的方法為從射頻信號濾除直流分量後，做希爾伯特(HILBERT)變換，然後按照B超系統中的DSC算法，即可形成最後圖像。
(4)在上述B超圖像序列的第一幀中選取關注區域，並對關注區域內代表心肌的像素進行標註。標註方法可採取手動方式，利用Windows畫筆等程序進行，也可以用以Snakes為基礎的邊緣檢測算法檢測邊緣後自動標註。
(5)對上述關注區域內的所有心肌質點(即所標註的點)，用圖像相關法對它們在其餘各幀圖像中的位置進行追蹤，得到每一心肌質點在各幀圖像中的位置。
(6)根據上述關注區域內每一心肌質點在各幀圖像中的位置，找出各心肌質點在不同時刻對應的射頻信號段，根據射頻信號段計算各心肌質點的背向散射積分曲線。計算IB的公式為IB(t0)=10log10(t0-tt0+tx2(t)dt)----(1)]]>公式(1)中，x(t)為射頻信號。
(7)根據關注區域內每個心肌質點的背向散射積分曲線，計算各心肌質點的背向散射積分起伏程度，根據上述映射表，得到與關注區域內每個心肌質點的供血狀況相對應的顏色圖像。計算CVIB可以採取公開文獻的任何一種方法，本實施例使用一階傅立葉級數法，其過程為CVIB＝4*max(|X(k)|)/N (2)其中，N為IB序列的長度，X(k)是長度為N的IB序列在頻域10*N點的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，得到關注區域內每個心肌質點的供血狀況圖。融合方式為在上述B超圖像序列的第一幀圖像所標註的點上，以其CVIB值對應的顏色進行著色即可。
權利要求
1.一種測定心肌供血狀況的方法，其特徵在於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)掃描被測對象心臟，連續採集超聲射頻信號；(3)根據上述超聲射頻信號，重建反映掃描區域結構的B超圖像序列；(4)在上述B超圖像序列的第一幀中選取關注區域，並對關注區域內代表心肌的像素進行標註；(5)對上述關注區域內的所有心肌質點，用圖像相關法對它們在其餘各幀圖像中的位置進行追蹤，得到每一心肌質點在各幀圖像中的位置；(6)根據上述關注區域內每一心肌質點在各幀圖像中的位置，找出各心肌質點在不同時刻對應的射頻信號段，根據射頻信號段計算各心肌質點的背向散射積分曲線；(7)根據關注區域內每個心肌質點的背向散射積分曲線，計算各心肌質點的背向散射積分起伏程度，根據上述映射表，得到與關注區域內每個心肌質點的供血狀況相對應的顏色圖像；(8)將上述顏色圖像與上述B超圖像序列的第一幀相融合，得到關注區域內每個心肌質點的供血狀況圖。
全文摘要
本發明涉及一種測定心肌供血狀況的方法，屬於醫學超聲領域。本方法首先建立背向散射積分起伏程度與顏色的映射表；掃描被測對象心臟，連續採集超聲射頻信號，以重建反映掃描區域結構的B超圖像序列，從第一幀中選取關注區域，對其中代表心肌的像素進行標註；用圖像相關法對標註點在其餘各幀圖像中的位置進行追蹤，根據心肌質點在各幀圖像中的位置，找出不同時刻對應的射頻信號段，以計算各心肌質點的背向散射積分曲線；並計算各心肌質點的背向散射積分起伏程度，與映射表結合得到關注區域內每個心肌質點的供血狀況圖。本發明方法可有效區分正常心肌和缺血心肌，並能夠有效避免誤判。
文檔編號A61B8/00GK1586406SQ20041006276
公開日2005年3月2日 申請日期2004年7月9日 優先權日2004年7月9日
發明者白淨, 蔣勇, 張永紅 申請人:清華大學