自動(dòng)左心室功能評(píng)價(jià)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種用于自動(dòng)左心室(LV)內(nèi)邊界檢測(cè)的方法，所述方法包括：對(duì)超聲心動(dòng)圖執(zhí)行圖像映射，以產(chǎn)生多層圖像映射；通過(guò)將所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較暗層像素歸為L(zhǎng)V腔并將所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較亮層像素歸為心肌，將所述圖像映射轉(zhuǎn)變?yōu)槎祱D像；應(yīng)用徑向?yàn)V波于所述二值圖像中心肌的輪廓，以提取所述LV的近似內(nèi)邊界；并對(duì)所述近似內(nèi)邊界執(zhí)行形狀建模，以確定所述LV內(nèi)邊界。
【專(zhuān)利說(shuō)明】自動(dòng)左心室功能評(píng)價(jià)
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及自動(dòng)左心室(LV)功能評(píng)價(jià)。
[0002]發(fā)明背景
[0003]超聲心動(dòng)圖是一種用于心臟疾病臨床診斷的重要的、廣泛使用的成像技術(shù)。由于其低成本和非侵入的性質(zhì)，超聲波成像是現(xiàn)代診斷成像設(shè)備不可分割的部分，允許對(duì)包括LV功能的心血管系統(tǒng)定性和定量地性能評(píng)價(jià)。
[0004]由于成人的許多心臟疾病會(huì)導(dǎo)致LV功能的異常，所述LV功能評(píng)價(jià)是幾乎每一種超聲心動(dòng)圖檢查的非常重要的一部分。LV收縮功能參數(shù)通常是由專(zhuān)家定性地檢查，并經(jīng)目測(cè)評(píng)估。整體的定量的LV評(píng)估，當(dāng)執(zhí)行時(shí)，通常從心臟的兩個(gè)平面，即一四室平面和兩室平面進(jìn)行，通過(guò)從每一個(gè)平面選擇心動(dòng)周期在舒張末期(ED)和在收縮末期(ES)的兩幀，之后進(jìn)行人工追蹤LV邊界。LV ED和ES容積及射血分?jǐn)?shù)(EF)由具體算法計(jì)算。由于這項(xiàng)技術(shù)是依賴(lài)于操作者且費(fèi)時(shí)的，其在日常實(shí)踐中很少使用。
[0005]因此，自動(dòng)LV邊界檢測(cè)已經(jīng)是在過(guò)去十年中很多超聲心動(dòng)圖研究的主題。自動(dòng)LV邊界檢測(cè)將不僅允許對(duì)LV收縮功能的快速、準(zhǔn)確、和穩(wěn)固的超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)，還將提供關(guān)于在整個(gè)心動(dòng)周期中LV功能的額外定量信息。
[0006]自動(dòng)LV輪廓檢測(cè)可被描述為分割問(wèn)題一從血液中分離肌肉的問(wèn)題，其經(jīng)常被認(rèn)為是超聲圖像中的艱巨任務(wù)。`LV的實(shí)際輪廓可能與由疊加在圖像上并隱藏目標(biāo)組織的斑點(diǎn)噪聲造成的局部的偽邊緣混淆，或?qū)嶋H輪廓可能會(huì)模糊并部分丟失。
[0007]文獻(xiàn)中LV邊界檢測(cè)的突出方法是基于簡(jiǎn)單的假設(shè)，即組成圖像的不同部分由邊界限定。因此，邊界像素(邊緣)可通過(guò)提取和分組圖像中不同部分之間的過(guò)渡區(qū)的點(diǎn)獲得，以形成封閉邊界。
[0008]利用不同的方法，已經(jīng)提出許多算法用于LV邊界檢測(cè)和追蹤。一些方法涉及變形模型族，其中，利用用戶(hù)輸入提供的初始輪廓，將參數(shù)化輪廓跨心動(dòng)周期變形。參見(jiàn)McInerney T.和 Terzopoulos D.，“Deformable Models in Medical Image Analysis:A Survey”，Medical Image Analysis I (1996) 91-108，其討論了由 Μ.Kass、A.Witkin和 D.Terzopoulos 提出的 “snakes” 方法的應(yīng)用，“Snakes:Active Contour Models”，International Journal on Computer Vision，vol.1(4)，pp.321-331，1988。
[0009]其他方法是基于預(yù)先定義的形狀模型擬合已檢測(cè)出的邊界，但是經(jīng)常要求用戶(hù)輸入至少三個(gè)點(diǎn)。參見(jiàn)，例如，Chenal等的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公布號(hào)2002/0072671中公開(kāi)了獲取超聲波圖像，定位圖像中解剖標(biāo)志，和擬合痕跡于涉及解剖特征的組織邊界。
[0010]另外的方法，基于從共生矩陣獲取的特征，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將圖像中的每一個(gè)像素歸類(lèi)。參見(jiàn)，例如，M.Sussnerλ N.Budil 和 Τ.Strohmer.“Contour detection usingartificial neuronal network presegmentation^, Proc.Computers in Cardiology,pp.737-740，Vienna 1995。
[0011]除了整體的LV評(píng)價(jià)之外，還經(jīng)常評(píng)價(jià)節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)性能。對(duì)不同LV室壁節(jié)段的收縮的評(píng)價(jià)是重要的，因?yàn)槿毖孕呐K病(IHD)患者通常具有節(jié)段性的而非整體的室壁收縮異常。識(shí)別這種異常具有重要的臨床意義。節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)的評(píng)價(jià)通常經(jīng)目測(cè)以定性的方式評(píng)價(jià)，其對(duì)專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)具有很強(qiáng)的依賴(lài)性。因此，節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)的定量評(píng)價(jià)具有重要意義。
[0012]組織多普勒成像(TDI)是定量超聲心動(dòng)圖的技術(shù)，其采用多普勒原理測(cè)量心肌運(yùn)動(dòng)速度。參見(jiàn) Carolyn Υ.Ho 和 Scott D.Solomon, “A Clinician，s Guide to TissueDoppler Imaging”,Circulation 2006 ;113:e396_e398。多普勒超聲心動(dòng)圖依賴(lài)于檢測(cè)從移動(dòng)物體反射的超聲波信號(hào)的頻率的偏移。傳統(tǒng)的多普勒技術(shù)評(píng)價(jià)血流速度。在TDI中，相同的多普勒原理被用于定量心肌組織運(yùn)動(dòng)，及測(cè)量多普勒應(yīng)變和應(yīng)變速率。
[0013]如同所有的多普勒技術(shù)，TDI測(cè)量與超聲波束方向平行的運(yùn)動(dòng)；進(jìn)一步地，基于多普勒的方法從固定的束位置獲取組織速度信息，其可能是不準(zhǔn)確的因?yàn)樾呐K是不斷移動(dòng)的。因此，TDI不是常規(guī)地用于局部室壁運(yùn)動(dòng)評(píng)價(jià)；然而，發(fā)現(xiàn)其通過(guò)測(cè)量在二尖瓣環(huán)處的整體縱向的左心室(LV)舒張，在評(píng)價(jià)舒張功能方面是有用的。
[0014]非多普勒二維(2D)應(yīng)變成像是具有競(jìng)爭(zhēng)力的方法，其中，心肌內(nèi)的穩(wěn)定特征通過(guò)心動(dòng)周期被追蹤，以提供展示二維中肌肉收縮和舒張的應(yīng)變速率信息。參見(jiàn)，例如，Lysyansky等的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公布號(hào)2004/0143189。使用這種方法時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)一些困難。特征的空間模式保留其至少兩幀的可能性，且在斑點(diǎn)噪聲不存在時(shí)可能甚至更多。因此，在某一頻率，特征必須被重新選擇并與某一運(yùn)動(dòng)模型擬合。運(yùn)動(dòng)模型應(yīng)該被小心使用，由于室壁運(yùn)動(dòng)模式隨著組織的損害而變化且受到其他物理參數(shù)諸如血液流動(dòng)力的影響。
[0015]發(fā)明概述
[0016]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，提供了用于自動(dòng)左心室(LV)內(nèi)邊界檢測(cè)的方法，所述方法包括:對(duì)超聲心動(dòng)圖執(zhí)行圖像映射，以產(chǎn)生多層圖像映射；通過(guò)把所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較暗層的像素歸為L(zhǎng)V腔和把所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較亮層的像素歸為心肌，將所述圖像映射轉(zhuǎn)變?yōu)槎祱D像；應(yīng)用徑向?yàn)V波(radial filter)于所述二值圖像中心肌的輪廓，以提取LV的近似內(nèi)邊界；并對(duì)所述近似內(nèi)邊界執(zhí)行形狀建模，以確定所述LV內(nèi)邊界。
`[0017]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，還提供了超聲波成像裝置，包括:超聲波探頭，所述超聲波探頭被配置以獲取超聲心動(dòng)圖；和處理單元，所述處理單元連接到所述探頭，且所述處理單元被配置以自動(dòng)緊密地靠近出現(xiàn)在所述超聲心動(dòng)圖中的左心室(LV)內(nèi)邊界，所述靠近是基于所述LV的預(yù)處理的超聲心動(dòng)圖的形狀建模。
[0018]在一些實(shí)施方案中，所述多層圖像映射包括3-層圖像映射，且其中所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較暗層包括兩個(gè)較暗層且所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較亮層包括一個(gè)較亮層。
[0019]在一些實(shí)施方案中，所述方法還包括，在執(zhí)行所述圖像映射之前自動(dòng)檢測(cè)所述超聲心動(dòng)圖中的感興趣區(qū)域，其中所述感興趣區(qū)域圍住LV。
[0020]在一些實(shí)施方案中，所述自動(dòng)檢測(cè)感興趣區(qū)域包括:產(chǎn)生倒置的二值版本的超聲心動(dòng)圖；計(jì)算倒置的二值版本中白色像素的列直方圖；和定義列直方圖的兩個(gè)最小點(diǎn)之間界定的區(qū)域?yàn)楦信d趣區(qū)域。
[0021]在一些實(shí)施方案中，所述圖像映射包括用逐段直方圖均衡化分割所述超聲心動(dòng)圖。
[0022]在一些實(shí)施方案中，所述逐段直方圖均衡化包括確定LV的中心軸和，基于所述直方圖中的熵水平，將出現(xiàn)在所述超聲心動(dòng)圖中的LV劃分為多個(gè)位于中心軸的外側(cè)(lateral side)和中隔側(cè)(septal side)的矩形段。
[0023]在一些實(shí)施方案中，所述超聲心動(dòng)圖包括頂端視圖超聲心動(dòng)圖。
[0024]在一些實(shí)施方案中，所述頂端視圖包括兩室頂端視圖，其中任選地，所述多層圖像映射包括3至5層圖像映射。[0025]在一些實(shí)施方案中，所述頂端視圖包括四室頂端視圖，其中任選地，所述多層圖像映射包括3-層圖像映射，且其中所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較暗層包括兩個(gè)較暗層且所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較亮層包括一個(gè)較量層。
[0026]在一些實(shí)施方案中，所述超聲心動(dòng)圖包括長(zhǎng)軸視圖超聲心動(dòng)圖。
[0027]在一些實(shí)施方案中，所述超聲心動(dòng)圖包括短軸視圖超聲心動(dòng)圖。
[0028]在一些實(shí)施方案中，所述方法還包括，在執(zhí)行所述圖像映射之前，減少所述超聲心動(dòng)圖的噪聲。
[0029]在一些實(shí)施方案中，所述減少噪聲包括對(duì)所述超聲心動(dòng)圖采用中值濾波(medianfilter)。
[0030]在一些實(shí)施方案中，所述方法還包括，在應(yīng)用所述徑向?yàn)V波之前，用二值形態(tài)學(xué)細(xì)化所述二值圖像。
[0031]在一些實(shí)施方案中，所述方法還包括，在應(yīng)用所述徑向?yàn)V波之前，清除位于LV腔中的像素點(diǎn)殘留。
[0032]在一些實(shí)施方案中，所述方法還包括，在執(zhí)行所述形狀建模之前，計(jì)算LV的近似內(nèi)邊界的極坐標(biāo)。
[0033]在一些實(shí)施方案中，所述形狀建模包括對(duì)所述LV的近似內(nèi)邊界的極坐標(biāo)執(zhí)行的6階多項(xiàng)式插值。
[0034]在一些實(shí)施方案中，所述超聲心動(dòng)圖包括舒張末期超聲心動(dòng)圖，且其中所述方法還包括跨包含收縮末期超聲心動(dòng)圖的連續(xù)的超聲心動(dòng)圖追蹤確定的LV內(nèi)邊界。
[0035]在一些實(shí)施方案中，所述舒張末期的時(shí)刻和所述收縮末期的時(shí)刻中的至少一個(gè)是基于跨包括舒張末期時(shí)刻和收縮末期時(shí)刻的連續(xù)的超聲心動(dòng)圖對(duì)確定的LV內(nèi)邊界執(zhí)行的初步的追蹤步驟確定的。
[0036]在一些實(shí)施方案中，所述舒張末期的時(shí)刻和所述收縮末期的時(shí)刻中的至少一個(gè)是基于與心動(dòng)周期的超聲心動(dòng)圖相關(guān)的心電圖(ECG)信號(hào)確定的。
[0037]在一些實(shí)施方案中，所述方法還包括基于每一次心跳的舒張末期超聲心動(dòng)圖和收縮末期超聲心動(dòng)圖的計(jì)算的容積的比率，用Simpson法計(jì)算LV的射血分?jǐn)?shù)(EF)。
[0038]在一些實(shí)施方案中，所述追蹤包括采用金字塔形光流法的追蹤。
[0039]在一些實(shí)施方案中，所述方法還包括在LV中隔側(cè)對(duì)近似內(nèi)邊界執(zhí)行4階多項(xiàng)式插值，和在LV外側(cè)對(duì)近似內(nèi)邊界執(zhí)行拋物線插值。
[0040]在一些實(shí)施方案中，所述方法還包括沿著連續(xù)的超聲心動(dòng)圖中的至少一些超聲心動(dòng)圖計(jì)算LV的容積，以制作心動(dòng)周期的容積曲線。
[0041]在一些實(shí)施方案中，所述方法還包括，基于所述容積曲線，計(jì)算LV的充盈速率曲線。
[0042]在一些實(shí)施方案中，所述方法還包括，基于所述充盈速率曲線，計(jì)算選自以下組成的組的整體舒張功能參數(shù):快速充盈速率峰值參數(shù)(“E”)、心房充盈速率峰值參數(shù)(“A”)、“E”/ “A”比率、至“E”的加速時(shí)間(從“Mo”)、從“E”的減速時(shí)間(“DT”)、和等容舒張時(shí)間(“IVRT”)。
[0043]在一些實(shí)施方案中，所述方法還包括，基于所述充盈速率曲線，計(jì)算選自以下組成的組的整體收縮功能參數(shù):舒張末期容積(“EDV”)、收縮末期容積(“ESV”)、射血分?jǐn)?shù)(“EF”)和每搏輸出量(“SV”)。
[0044]在一些實(shí)施方案中，所述方法還包括，通過(guò)求導(dǎo)確定的LV內(nèi)邊界的角位移曲線來(lái)檢測(cè)LV的局部室壁運(yùn)動(dòng)異常。
[0045]在一些實(shí)施方案中，所述方法還包括，通過(guò)求導(dǎo)確定的LV內(nèi)邊界的角位移曲線，計(jì)算選自以下組成的組的整體舒張功能=Ea和Aa。
[0046]在一些實(shí)施方案中，所述處理單元還被配置以:對(duì)超聲心動(dòng)圖執(zhí)行圖像映射，以產(chǎn)生多層圖像映射；通過(guò)把所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較暗層的像素歸為L(zhǎng)V腔和把所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較亮層的像素歸為心肌，將所述圖像映射轉(zhuǎn)變?yōu)槎祱D像；應(yīng)用徑向?yàn)V波于所述二值圖像中心肌的輪廓，以提取LV的近似內(nèi)邊界。
[0047]在一些實(shí)施方案中，所述處理單元還被配置以，在執(zhí)行圖像映射之前自動(dòng)檢測(cè)所述超聲心動(dòng)圖中的感興趣區(qū)域，其中所述感興趣區(qū)域圍住LV。
[0048]在一些實(shí)施方案中，所述處理單元還被配置以，在執(zhí)行圖像映射之前減少所述超聲心動(dòng)圖的噪聲。
[0049]在一些實(shí)施方案中,所述減少噪聲包括對(duì)所述超聲心動(dòng)圖采用中值濾波。
[0050]在一些實(shí)施方案中，所述處理單元還被配置以，在應(yīng)用徑向?yàn)V波之前，用二值形態(tài)學(xué)細(xì)化所述二值圖像。
[0051]在一些實(shí)施方案中，所述處理單元還被配置以，在應(yīng)用徑向?yàn)V波之前，清除位于LV腔中的像素點(diǎn)殘留。
[0052]在一些實(shí)施方案中，所述處理單元還被配置以，在執(zhí)行形狀建模之前，計(jì)算LV的近似內(nèi)邊界的極坐標(biāo)。
[0053]在一些實(shí)施方案中，所述舒張末期的時(shí)刻和所述收縮末期的時(shí)刻中的至少一個(gè)是基于與心動(dòng)周期的超聲心動(dòng)圖相關(guān)的心電圖(ECG)信號(hào)確定的。
[0054]在一些實(shí)施方案中，所述舒張末期的時(shí)刻和所述收縮末期的時(shí)刻中的至少一個(gè)是由所述處理單元，基于跨包括舒張末期時(shí)刻和收縮末期時(shí)刻的連續(xù)的超聲心動(dòng)圖對(duì)確定的LV內(nèi)邊界執(zhí)行的初步跟蹤步驟確定的。
[0055]在一些實(shí)施方案中，所述處理單元還被配置以，基于每一次心跳的舒張末期超聲心動(dòng)圖和收縮末期超聲心動(dòng)圖的計(jì)算的容積的比率，用Simpson法計(jì)算LV的射血分?jǐn)?shù)(EF)。
[0056]在一些實(shí)施方案中，所述處理單元還被配置以，在LV中隔側(cè)對(duì)近似內(nèi)邊界執(zhí)行4階多項(xiàng)式插值，和在LV外側(cè)對(duì)近似內(nèi)邊界執(zhí)行拋物線插值。
[0057]在一些實(shí)施方案中，所述處理單元還被配置以，沿著連續(xù)的超聲心動(dòng)圖中的至少一些超聲心動(dòng)圖計(jì)算LV的容積，以制作心動(dòng)周期的容積曲線。
[0058]在一些實(shí)施方案中，所述處理單元還被配置以，基于所述容積曲線，計(jì)算LV的充盈速率曲線。[0059]在一些實(shí)施方案中，所述處理單元還被配置以，基于所述充盈速率曲線，計(jì)算選自以下組成的組的整體舒張功能參數(shù):快速充盈峰值速度參數(shù)(“E”)、心房充盈峰值速度參數(shù)(“Α”)、‘?”/ “Α”比率、至“Ε”的加速時(shí)間(從“Mo”)、從“E”的減速時(shí)間(“DT”)、和等容舒張時(shí)間(“IVRT”)。
[0060]在一些實(shí)施方案中，所述處理單元還被配置以，基于所述充盈速率曲線，計(jì)算選自以下組成的組的整體收縮功能參數(shù):舒張末期容積(“EDV”)、收縮末期容積(“ESV”)、射血分?jǐn)?shù)(“EF”)和每搏輸出量(“SV”)。
[0061]在一些實(shí)施方案中，所述處理單元還被配置以，通過(guò)求導(dǎo)確定的LV內(nèi)邊界的角位移曲線來(lái)檢測(cè)LV的局部室壁運(yùn)動(dòng)異常。 [0062]在一些實(shí)施方案中，所述處理單元還被配置以，通過(guò)求導(dǎo)確定的LV內(nèi)邊界的角位移曲線，計(jì)算選自以下組成的組的整體舒張功能:Ea和Aa。
[0063]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，還提供了一種用于左心室(LV)內(nèi)邊界自動(dòng)建模的方法，所述方法包括基于對(duì)粗略標(biāo)記內(nèi)邊界的極坐標(biāo)點(diǎn)執(zhí)行的6階多項(xiàng)式插值，對(duì)內(nèi)邊界的形狀自動(dòng)建模。
[0064]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，還提供了一種設(shè)備，包括處理單元，所述處理單元被配置為基于對(duì)粗略標(biāo)記內(nèi)邊界的極坐標(biāo)點(diǎn)執(zhí)行的6階多項(xiàng)式插值，對(duì)左心室(LV)內(nèi)邊界自動(dòng)建模。
[0065]附圖簡(jiǎn)述
[0066]在所提到的附圖中闡述示例性的實(shí)施方案。附圖中顯示的組件的尺寸和特征，通常為了方便和展示的清晰來(lái)選擇且并不一定按比例顯示。附圖在下面列出。
[0067]圖1顯示用于自動(dòng)LV內(nèi)邊界檢測(cè)方法的流程圖；
[0068]圖2顯示典型的心尖4-室視圖超聲心動(dòng)圖；
[0069]圖3顯示指示倒置的二值超聲心動(dòng)圖的每一列中白色像素?cái)?shù)量的直方圖；
[0070]圖4顯示帶有標(biāo)記圍住LV的感興趣區(qū)域的邊界框的二值倒置圖像；
[0071]圖5顯示在閾值化其3-層映射圖像前驅(qū)(predecessor)之后的二值圖像；
[0072]圖6顯示獲取的心肌的內(nèi)側(cè)和外側(cè)輪廓；
[0073]圖7顯示應(yīng)用徑向?yàn)V波結(jié)果的圖；
[0074]圖8顯示用點(diǎn)粗略標(biāo)記LV內(nèi)邊界的圖,及使用6階多項(xiàng)式插值這些點(diǎn)的圖；
[0075]圖9顯示隨時(shí)間推移的LV的容積曲線；
[0076]圖10顯示基于容積曲線的LV的充盈速率曲線；
[0077]圖11顯示常規(guī)舒張功能參數(shù)的可視化展示；
[0078]圖12顯示角位移曲線，指示半徑作為角度和時(shí)間的函數(shù)；
[0079]圖13顯示舒張期位移曲線和收縮期位移曲線的疊加；
[0080]圖14顯示位于二尖瓣環(huán)外側(cè)的LV內(nèi)邊界的點(diǎn)隨時(shí)間推移的角位移導(dǎo)數(shù)；
[0081]圖15顯示超聲成像系統(tǒng)；
[0082]圖16顯示充盈速率曲線，所述充盈速率曲線顯示正常的E/A比率；
[0083]圖17顯示充盈速率曲線，所述充盈速率曲線顯示升高的E/A比率；
[0084]圖18顯示二尖瓣環(huán)處的角位移導(dǎo)數(shù)，顯示Ea和Aa的正常模式的波；
[0085]圖19顯示二尖瓣環(huán)處的角位移導(dǎo)數(shù)，顯示Ea和Aa的減速模式的波；
[0086]圖20顯示中隔區(qū)的角位移導(dǎo)數(shù)，顯示收縮和舒張速度的正常模式；和[0087]圖21顯示中隔區(qū)的角位移導(dǎo)數(shù)，顯示嚴(yán)重降低的收縮和舒張組織速度。
[0088]詳述
[0089]本發(fā)明的一個(gè)方面涉及用于自動(dòng)檢測(cè)心電圖中左心室(LV)內(nèi)邊界的方法。所述方法包括LV形狀的有益的形狀建模，基于采用圖像處理技術(shù)獲得的近似邊界的極坐標(biāo)系的多項(xiàng)式插值。即，對(duì)粗略標(biāo)記內(nèi)邊界的極坐標(biāo)中的點(diǎn)執(zhí)行多項(xiàng)式插值。任選地，多項(xiàng)式插值是基于6階多項(xiàng)式，其目前已被發(fā)現(xiàn)以大的準(zhǔn)確性界定LV內(nèi)邊界。
[0090]用于確定近似邊界的圖像處理技術(shù)，可包括對(duì)原始的超聲心動(dòng)圖執(zhí)行的一系列步驟，目的是為了使其處于允許有效應(yīng)用多項(xiàng)式插值的準(zhǔn)備水平。
[0091]任選的、有益的、初步步驟可包括，在超聲心動(dòng)圖中自動(dòng)檢測(cè)圍住LV的感興趣區(qū)域(ROI)。憑借此ROI的檢測(cè)，本方法可直接應(yīng)用于超聲心動(dòng)圖，在相關(guān)區(qū)域的初步界定中不需要人為干預(yù)。 [0092]在第一幅超聲心動(dòng)圖中，任選地是舒張末期(ED)的，檢測(cè)LV邊界之后，所述邊界可被沿著相同心動(dòng)周期的一系列連續(xù)的超聲心動(dòng)圖追蹤，直到收縮末期(ES)。為更好的統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著結(jié)果，所述追蹤還可以延續(xù)到額外的心動(dòng)周期，直到全部接收到的超聲心動(dòng)圖。隨后，在ED和ES檢測(cè)到的邊界可被用于計(jì)算LV的射血分?jǐn)?shù)(EF)，任選地使用Simpson方法。
[0093]追蹤的結(jié)果還可用于制作LV的時(shí)間容積曲線，且，任選地，從容積曲線導(dǎo)出充盈速率曲線。此外，追蹤可使計(jì)算指示收縮和/或舒張功能的一組參數(shù)成為可能。這些參數(shù)中的至少一些通常要求使用多普勒超聲裝置，但是在本文中憑借有益的追蹤使之成為可能。這樣的參數(shù)可包括，例如，快速充盈期充盈速率峰值(參數(shù)“E”)、心房收縮期充盈速率峰值(參數(shù)“A”)、E/A比率、加速時(shí)間、減速時(shí)間、等容舒張時(shí)間(IVRT)、及“TDI”參數(shù)諸如“Ea”波、“Aa”波，等。
[0094]此外，本文還公開(kāi)了 LV局部室壁運(yùn)動(dòng)異常的檢測(cè)。該檢測(cè)可基于在兩個(gè)或多個(gè)連續(xù)的超聲心動(dòng)圖中的LV內(nèi)邊界的節(jié)段的位置、及不同節(jié)段點(diǎn)的組織速度的比較。
[0095]現(xiàn)在參照?qǐng)D1，其顯示根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，用于自動(dòng)左心室(LV)內(nèi)邊界檢測(cè)的方法100的流程圖。
[0096]最初，提供了一組一個(gè)或多個(gè)超聲心動(dòng)圖102(也被稱(chēng)作“圖像”)，諸如來(lái)自超聲波成像裝置。任選地，這些超聲心動(dòng)圖102的其中之一，顯示舒張末期時(shí)刻的那一個(gè)，被選作用于LV邊界檢測(cè)的初始超聲心動(dòng)圖。舒張末期超聲心動(dòng)圖通常包括最大量血液并呈現(xiàn)最少量運(yùn)動(dòng)，及因此呈現(xiàn)諸如模糊現(xiàn)象和噪聲的最小量。LV邊界最初在此舒張末期心電圖中被檢測(cè)，且僅僅后來(lái)在心動(dòng)周期的其他心電圖中。
[0097]舒張末期時(shí)刻可通過(guò)執(zhí)行方法100的首次、初步通過(guò)區(qū)塊106-120 (下面進(jìn)一步被討論)來(lái)鑒定，以能夠估計(jì)每一個(gè)超聲心動(dòng)圖102中的LV容積，假定超聲心動(dòng)圖是在舒張末期時(shí)刻呈現(xiàn)最大容積。然而，應(yīng)該注意，由于此初步通過(guò)始于任意的超聲心動(dòng)圖，其可能不是舒張末期超聲心動(dòng)圖，此通過(guò)的結(jié)果可能是不準(zhǔn)確的且不能被信任的。因此，在此初步通過(guò)期間估計(jì)的LV容積僅用于舒張末期時(shí)刻的確定，其隨后，憑借以舒張末期超聲心動(dòng)圖開(kāi)始，使可靠得多的第二輪通過(guò)成為可能。
[0098]確定舒張末期時(shí)刻的另一個(gè)選擇是通過(guò)依賴(lài)與超聲心動(dòng)圖相關(guān)或嵌入超聲心動(dòng)圖像本身的心電圖(ECG)信號(hào)。
[0099]為了簡(jiǎn)單的描述，術(shù)語(yǔ)“超聲心動(dòng)圖102”，當(dāng)其出現(xiàn)在以后的描述中，涉及舒張末期超聲心動(dòng)圖。盡管如此，其明確地意味著方法100的各個(gè)步驟可被執(zhí)行于心動(dòng)周期其他階段的超聲心動(dòng)圖。
[0100]圖2顯示示例性的超聲心動(dòng)圖200，其典型地接收自超聲波成像裝置。本文討論的超聲心動(dòng)圖，諸如圖1的超聲心動(dòng)圖102，任選地由超聲波探頭在心尖途徑(apicalapproach)捕獲的，其以四室心尖視圖顯示心臟。心尖視圖可以是四室或是不同的心尖平面，諸如兩室平面。然而，圖1的方法100，隨著參數(shù)的一些調(diào)整，還適用于心臟的其他平面包括短軸平面和長(zhǎng)軸平面超聲心動(dòng)圖。在任何一種情況下，產(chǎn)生的超聲心動(dòng)圖顯示比LV內(nèi)邊界檢測(cè)所需要的更大的區(qū)域。此外，方法100的以下步驟可依賴(lài)于工作區(qū)域的準(zhǔn)確界定，且通常要求工作區(qū)域被限制在LV區(qū)域。因此，可能需要確定超聲心動(dòng)圖102中感興趣區(qū)域(R0I)。這可通過(guò)人工執(zhí)行，或更有利的多地，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，通過(guò)全自動(dòng)過(guò)程執(zhí)行。
[0101]在任選區(qū)塊104中，自動(dòng)檢測(cè)超聲心動(dòng)圖102中感興趣區(qū)域(R0I)，并產(chǎn)生僅包括R0I的圖像。R0I檢測(cè)可基于多個(gè)步驟。首先，任選地通過(guò)Otsu方法執(zhí)行粗略的圖像分割(參見(jiàn) Nobuyuki Otsu.1979.“A threshold selection method from gray-levelhistograms”.1EEE Trans.Sys.，Man.，Cyber.9:62-66)，得到二值圖像?？蓪⒍祱D像倒置，且可計(jì)算白色像素的列直方圖?，F(xiàn)在參照?qǐng)D3，其顯示指示超聲心動(dòng)圖每一列中白色像素?cái)?shù)量的直方圖300。直方圖300呈現(xiàn)兩個(gè)“最小值”:一個(gè)302，其是R0I的左側(cè)末端(任選地中隔LV壁)，及另外一個(gè)304，其是R0I的右側(cè)末端(任選地外側(cè)LV壁)。在兩個(gè)最小值之間的區(qū)域是主要的LV腔面積。圖4形象化地顯示了這個(gè)。顯示了二值的、倒置的圖像400，具有邊界框410標(biāo)記的LV 402 (由腔面積404、左邊緣406和右邊緣408組成)，是R0I。
[0102] 返回參考圖1。在區(qū)塊106，一系列圖像處理技術(shù)可被應(yīng)用于超聲心動(dòng)圖102，使其處于允許使用多項(xiàng)式插值以有效的形狀建模的準(zhǔn)備水平，其最終確定LV邊界。關(guān)于超聲心動(dòng)圖102，應(yīng)該注意的是，顯示超聲波患者檢查的最普通的方式是被稱(chēng)作B-型的。在B-型超聲波圖像中，回聲幅度通過(guò)強(qiáng)度(或灰度尺度)表現(xiàn)，而術(shù)語(yǔ)“圖像”是指二維強(qiáng)度函數(shù)I (X，y)，其中X和y是空間坐標(biāo)。深色代表液體且亮色代表固體。在諸如超聲心動(dòng)圖102的LV圖像中，特征為亮色的心肌，圍住充有血液并因此特征為暗色的腔。對(duì)于大多數(shù)超聲波圖像，灰度值分布不好且，事實(shí)上，對(duì)比常常沿著中隔壁和外側(cè)壁而變化。
[0103]通常LV圖像分割及尤其是LV邊界檢測(cè)，可能因此被看作從血液中分離組織的過(guò)程。區(qū)塊106的一系列圖像處理技術(shù)可開(kāi)始于減少噪聲108。斑點(diǎn)噪聲是超聲波圖像中眾所周知的干擾。由于此噪聲，超聲波圖像通常地以隨機(jī)的尺寸和強(qiáng)度的“污點(diǎn)”的形式，呈現(xiàn)顆粒狀的外觀。此噪聲隱藏目標(biāo)組織并打破其輪廓。在一個(gè)實(shí)施方案中，可采用中值濾波執(zhí)行減少斑點(diǎn)噪聲，且產(chǎn)生的圖像是模糊的，尤其是在邊緣周?chē)驮肼暡课?。因此，過(guò)濾后的圖像特征為三個(gè)主要灰度組:亮的(組織)、暗的(血液)及中間值(模糊噪聲)。
[0104]然后，圖像建模110可被執(zhí)行于超聲心動(dòng)圖102，以產(chǎn)生多層圖像映射，從其中，任選地，多層被重新映射到較少層的圖像映射。例如，重新映射的圖像映射可將其像素映射到三層強(qiáng)度(或“暗度”):黑、灰和白?？蛇x地，圖像映射可進(jìn)行僅一次，直接到所期望的最終的灰色層的數(shù)量。參數(shù)諸如壁的厚度、壁的方向和/或類(lèi)似的可影響決定如何執(zhí)行圖像映射一諸如重復(fù)多少次映射(如果真要做)及每一次映射應(yīng)該產(chǎn)生多少灰色層。舉例來(lái)說(shuō)，在四室視圖中，三個(gè)灰度層可以是適當(dāng)?shù)模窃趦墒乙晥D中，3-5個(gè)灰度層可以是更適當(dāng)?shù)摹?br> [0105]—般來(lái)說(shuō),灰度強(qiáng)度圖像中像素值的分布可通過(guò)灰度直方圖來(lái)表不，灰度直方圖定義為h (n) = k (g)，(O≤g≤1，I≤η≤256)，其中k是圖像中灰度級(jí)g的數(shù)量，且h是歸一化的圖像直方圖。
[0106]直方圖均衡化是眾所周知的對(duì)比增強(qiáng)的方法，其將具有L灰度值的MxN輸入圖像映射為均勻分布的輸出圖像，以所需的直方圖形式:
[0107]hd(n) = (I <n<Q(I)
[0108]本發(fā)明的圖像映射Iio可包括分割超聲心動(dòng)圖102，同時(shí)采用逐段直方圖均衡化將像素映射。在分割過(guò)程中，超聲心動(dòng)圖102可相對(duì)于頂點(diǎn)被分為兩半。當(dāng)視圖是以心尖四室類(lèi)型時(shí)，超聲心動(dòng)圖102可被分為中隔半和外側(cè)半。每一半可根據(jù)熵的變化進(jìn)一步再分為更小的區(qū)域。熵由內(nèi)積定義為:E = -hftansp°se(log(h))，其中h是歸一化的圖像直方圖。同質(zhì)區(qū)域的閾值可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇。當(dāng)E-Estart < I時(shí)區(qū)域被定義為同質(zhì)，其中E是區(qū)域的總熵且Estart是區(qū)域的初始熵。每一個(gè)同質(zhì)區(qū)域均衡成，例如，三層，如表1所示:
[0109]表1
[0110]
【權(quán)利要求】
1.一種用于自動(dòng)左心室(LV)內(nèi)邊界檢測(cè)的方法，所述方法包括: 對(duì)超聲心動(dòng)圖執(zhí)行圖像映射，以產(chǎn)生多層圖像映射； 通過(guò)把所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較暗層的像素歸為L(zhǎng)V腔和把所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較亮層的像素歸為心肌，將所述圖像映射轉(zhuǎn)變?yōu)槎祱D像； 應(yīng)用徑向?yàn)V波于所述二值圖像中心肌的輪廓，以提取LV的近似內(nèi)邊界；和 對(duì)所述近似內(nèi)邊界執(zhí)行形狀建模，以確定LV內(nèi)邊界。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多層圖像映射包括3-層圖像映射，且其中所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較暗層包括兩個(gè)較暗層且所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較亮層包括一個(gè)較亮層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括，在執(zhí)行所述圖像映射之前自動(dòng)檢測(cè)所述超聲心動(dòng)圖中的感興趣區(qū)域，其中所述感興趣區(qū)域圍住LV。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述感興趣區(qū)域的自動(dòng)檢測(cè)包括: 產(chǎn)生倒置的二值版本的超聲心動(dòng)圖； 計(jì)算所述倒置的二值版本中白色像素的列直方圖；和 定義所述列直方圖的兩個(gè)最小點(diǎn)之間界定的區(qū)域?yàn)樗龈信d趣區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述圖像映射包括用逐段直方圖均衡化分割所述超聲心動(dòng)圖。`
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述逐段直方圖均衡化包括確定LV的中心軸和，基于所述直方圖中的熵水平，將出現(xiàn)在所述超聲心動(dòng)圖中的LV劃分為多個(gè)位于中心軸的外側(cè)和中隔側(cè)的矩形段。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述超聲心動(dòng)圖包括頂端視圖超聲心動(dòng)圖。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述頂端視圖包括四室頂端視圖。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述多層圖像映射包括3-層圖像映射，且其中所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較暗層包括兩個(gè)較暗層且所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較亮層包括一個(gè)較亮層。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述頂端視圖包括兩室頂端視圖。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述多層圖像映射包括3至5-層圖像映射。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述超聲心動(dòng)圖包括長(zhǎng)軸視圖超聲心動(dòng)圖。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述超聲心動(dòng)圖包括短軸視圖超聲心動(dòng)圖。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括，在執(zhí)行所述圖像映射之前，減少所述超聲心動(dòng)圖的噪聲。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述噪聲的減少包括對(duì)所述超聲心動(dòng)圖采用中值濾波。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括，在應(yīng)用所述徑向?yàn)V波之前，用二值形態(tài)學(xué)細(xì)化所述二值圖像。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括，在應(yīng)用所述徑向?yàn)V波之前，清除位于LV腔中的像素點(diǎn)殘留。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括，在執(zhí)行所述形狀建模之前，計(jì)算LV的近似內(nèi)邊界的極坐標(biāo)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述形狀建模包括對(duì)所述LV的近似內(nèi)邊界的極坐標(biāo)執(zhí)行的6階多項(xiàng)式插值。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述超聲心動(dòng)圖包括舒張末期超聲心動(dòng)圖，且其中所述方法還包括跨包含收縮末期超聲心動(dòng)圖的連續(xù)的超聲心動(dòng)圖追蹤確定的LV內(nèi)邊界。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述舒張末期的時(shí)刻和所述收縮末期的時(shí)刻中的至少一個(gè)是基于跨包括舒張末期時(shí)刻和收縮末期時(shí)刻的連續(xù)的超聲心動(dòng)圖對(duì)確定的LV內(nèi)邊界執(zhí)行的初步的追蹤步驟確定的。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述舒張末期的時(shí)刻和所述收縮末期的時(shí)刻中的至少一個(gè)是基于與心動(dòng)周期的超聲心動(dòng)圖相關(guān)的心電圖(ECG)信號(hào)確定的。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括，基于每一次心跳的舒張末期超聲心動(dòng)圖和收縮末期超聲心動(dòng)圖的計(jì)算的容積的比率，用Simpson法計(jì)算LV的射血分?jǐn)?shù)(EF)。
24.根據(jù)權(quán)利要 求20所述的方法，其中所述追蹤包括采用金字塔形光流法的追蹤。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，還包括在LV中隔側(cè)對(duì)所述近似內(nèi)邊界執(zhí)行4階多項(xiàng)式插值，和在LV外側(cè)對(duì)所述近似內(nèi)邊界執(zhí)行拋物線插值。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括沿著所述連續(xù)的超聲心動(dòng)圖中的至少一些超聲心動(dòng)圖計(jì)算LV的容積，以制作心動(dòng)周期的容積曲線。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，還包括，基于所述容積曲線，計(jì)算LV的充盈速率曲線。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，還包括，基于所述充盈速率曲線，計(jì)算選自以下組成的組的整體舒張功能參數(shù):快速充盈速率峰值參數(shù)(“E”)、心房充盈速率峰值參數(shù)(“A”)、“E”/ “A”比率、至“E”的加速時(shí)間(從“Mo”)、從“E”的減速時(shí)間(“DT”)、和等容舒張時(shí)間(“IVRT”)。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，還包括，基于所述充盈速率曲線，計(jì)算選自以下組成的組的整體收縮功能參數(shù):舒張末期容積(“EDV”)、收縮末期容積(“ESV”)、射血分?jǐn)?shù)(“EF”)和每搏輸出量(“SV”)。
30.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括通過(guò)求導(dǎo)確定的LV內(nèi)邊界的角位移曲線來(lái)檢測(cè)LV的局部室壁運(yùn)動(dòng)異常。
31.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括，通過(guò)求導(dǎo)確定的LV內(nèi)邊界的角位移曲線來(lái)計(jì)算選自以下組成的組的整體舒張功能:Ea和Aa。
32.—種超聲波成像裝置，包括:超聲波探頭，所述超聲波探頭被配置用于獲取超聲心動(dòng)圖；和處理單元，所述處理單元連接到所述探頭，且所述處理單元被配置以自動(dòng)緊密地靠近出現(xiàn)在所述超聲心動(dòng)圖中的左心室(LV)的內(nèi)邊界，所述靠近是基于預(yù)處理的LV的超聲心動(dòng)圖的形狀建模。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的超聲波成像裝置，其中所述處理單元還被配置以:對(duì)所述超聲心動(dòng)圖執(zhí)行圖像映射，以產(chǎn)生多層圖像映射；通過(guò)把所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較暗層的像素歸為L(zhǎng)V腔和把所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較亮層的像素歸為心肌，將所述多層圖像映射轉(zhuǎn)變?yōu)槎祱D像；應(yīng)用徑向?yàn)V波于所述二值圖像中心肌的輪廓，以提取LV的近似內(nèi)邊界。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的超聲波成像裝置，其中所述多層圖像映射包括3-層圖像映射，且其中所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較暗層包括兩個(gè)較暗層且所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較亮層包括一個(gè)較亮層。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的超聲波成像裝置，其中所述圖像映射包括用逐段直方圖均衡化來(lái)分割所述超聲心動(dòng)圖。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的超聲波成像裝置，其中所述處理單元還被配置以，在執(zhí)行所述圖像映射之前，自動(dòng)檢測(cè)所述超聲心動(dòng)圖中的感興趣區(qū)域，其中所述感興趣區(qū)域圍住LV0
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的超聲波成像裝置，其中所述感興趣區(qū)域的自動(dòng)檢測(cè)包括: 產(chǎn)生倒置的二值版本的超聲心動(dòng)圖； 計(jì)算所述倒置的二值版本中白色像素的列直方圖；和 定義所述列直方圖的兩個(gè)最小點(diǎn)之間界定的區(qū)域?yàn)楦信d趣區(qū)域。
38.根據(jù)權(quán)利要求33所述的超聲波成像裝置，其中所述超聲心動(dòng)圖包括頂端視圖超聲心動(dòng)圖。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的超聲波成像裝置，其中所述頂端視圖包括四室頂端視圖。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的超聲波成像裝置，其中所述多層圖像映射包括3-層圖像映射，且其中所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較暗層包括兩個(gè)較暗層且所述圖像映射的一個(gè)或多個(gè)較亮層包括一個(gè)較亮層。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的超聲波成像裝置，所述頂端視圖包括兩室頂端視圖。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的超聲波成像裝置，其中所述多層圖像映射包括3至5-層圖像映射。
43.根據(jù)權(quán)利要求32所述的超聲波成像裝置，其中所述超聲心動(dòng)圖包括長(zhǎng)軸視圖超聲心動(dòng)圖。
44.根據(jù)權(quán)利要求32所述的超聲波成像裝置，其中所述超聲心動(dòng)圖包括短軸視圖超聲心動(dòng)圖。
45.根據(jù)權(quán)利要求33所述的超聲波成像裝置，其中所述處理單元還被配置以，在執(zhí)行所述圖像映射之前，減少所述超聲心動(dòng)圖的噪聲。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的超聲波成像裝置，其中所述噪聲的減少包括對(duì)所述超聲心動(dòng)圖采用中值濾波。
47.根據(jù)權(quán)利要求35所述的超聲波成像裝置，其中所述直方圖均衡化還包括確定LV的中心軸和，基于所述直方圖中的熵水平，將出現(xiàn)在所述超聲心動(dòng)圖中的LV劃分為多個(gè)位于中心軸外側(cè)和中隔側(cè)的矩形段。
48.根據(jù)權(quán)利要求33所述的超聲波成像裝置，其中所述處理單元還被配置以，在應(yīng)用所述徑向?yàn)V波之前，用二值形態(tài)學(xué)細(xì)化所述二值圖像。
49.根據(jù)權(quán)利要求33所述的超聲波成像裝置，其中所述處理單元還被配置以，在應(yīng)用所述徑向?yàn)V波之前，清除位于LV腔中的像素點(diǎn)殘留。
50.根據(jù)權(quán)利要求32所述的超聲波成像裝置，其中所述處理單元還被配置以，在執(zhí)行所述形狀建模之前，計(jì)算所述LV的近似內(nèi)邊界的極坐標(biāo)。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的超聲波成像裝置，其中所述形狀建模包括對(duì)所述LV的近似內(nèi)邊界的極坐標(biāo)執(zhí)行的6階多項(xiàng)式插值。
52.根據(jù)權(quán)利要求32所述的超聲波成像裝置，其中所述超聲心動(dòng)圖包括舒張末期超聲心動(dòng)圖，且其中所述處理單元還被配置以跨包括收縮末期超聲心動(dòng)圖的連續(xù)的超聲心動(dòng)圖追蹤所述LV內(nèi)邊界。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的超聲波成像裝置，其中所述舒張末期的時(shí)刻和所述收縮末期的時(shí)刻中的至少一個(gè)是由所述處理單元基于與心動(dòng)周期的超聲心動(dòng)圖相關(guān)的心電圖(ECG)信號(hào)確定的。
54.根據(jù)權(quán)利要求52所述的超聲波成像裝置，其中所述舒張末期的時(shí)刻和收縮末期的時(shí)刻中的至少一個(gè)是由所述處理單元，基于跨包括所述舒張末期時(shí)刻和收縮末期時(shí)刻的連續(xù)的超聲心動(dòng)圖對(duì)所述確定的LV內(nèi)邊界執(zhí)行的初步追蹤步驟確定的。
55.根據(jù)權(quán)利要求52所述的超聲波成像裝置，其中所述處理單元還被配置以，基于每一次心跳的所述舒張末期超聲心動(dòng)圖和所述收縮末期超聲心動(dòng)圖的計(jì)算的容積的比率，用Simpson法計(jì)算LV的射血分?jǐn)?shù)(EF)。
56.根據(jù)權(quán)利要求52所述的超聲波成像裝置，其中所述追蹤包括采用金字塔形光流法的追蹤。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的超聲波成像裝置，其中所述處理單元還被配置以，在LV中隔側(cè)對(duì)所述近似內(nèi)邊界執(zhí)行4階多項(xiàng)式插值，和在LV外側(cè)對(duì)所述近似內(nèi)邊界執(zhí)行拋物線插值。
58.根據(jù)權(quán)利要求52所述的超聲波成像裝置，其中所述處理單元還被配置以，沿著所述連續(xù)的超聲心動(dòng)圖中的至少一些超聲心動(dòng)圖計(jì)算LV的容積，以制作心動(dòng)周期的容積曲線。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的超聲波成像裝置，其中所述處理單元還被配置以，基于所述容積曲線，計(jì)算LV的充盈速率曲線。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的超聲波成像裝置，其中所述處理單元還被配置以，基于所述充盈速率曲線，計(jì)算選自以下組成的組的整體舒張功能參數(shù):快速充盈峰值流速參數(shù)(“E”)、心房充盈峰值流速參數(shù)(“A”)、“E”/ “A”比率、至“E”的加速時(shí)間(從“Mo”)、從“E”的減速時(shí)間(“DT”)、和等容舒張時(shí)間(“IVRT”)。
61.根據(jù)權(quán)利要求59所述的超聲波成像裝置，其中所述處理單元還被配置以，基于所述充盈速率曲線，計(jì)算選自以下組成的組的整體收縮功能參數(shù):舒張末期容積(“EDV”)、收縮末期容積(“ESV”)、射血分?jǐn)?shù)(“EF”)和每搏輸出量(“SV”)。
62.根據(jù)權(quán)利要求52所述的超聲波成像裝置，其中所述處理單元還被配置以，通過(guò)求導(dǎo)確定的LV內(nèi)邊界的角位移曲線，檢測(cè)LV的局部室壁運(yùn)動(dòng)異常。
63.根據(jù)權(quán)利要求52所述的超聲波成像裝置，其中所述處理單元還被配置以，通過(guò)求導(dǎo)確定的LV內(nèi)邊界的角位移曲線，計(jì)算選自以下組成的組的整體舒張功能:Ea和Aa。
64.一種用于左心室(LV)內(nèi)邊界自動(dòng)建模的方法，所述方法包括基于對(duì)粗略標(biāo)記內(nèi)邊界的極坐標(biāo)點(diǎn)執(zhí)行的6階多項(xiàng)式插值，對(duì)內(nèi)邊界的形狀自動(dòng)建模。
65.一種設(shè)備，包括處理單元，所述處理單元被配置為基于對(duì)粗略標(biāo)記內(nèi)邊界的極坐標(biāo)點(diǎn)執(zhí)行的6階多項(xiàng)式插值，對(duì)左心室(LV)內(nèi)邊界自動(dòng)建模。
【文檔編號(hào)】A61B5/024GK103732134SQ201180063572
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月29日
【發(fā)明者】雨果·古特曼, 諾亞·利爾, 瑪麗娜·雅各比 申請(qǐng)人:迪亞卡帝奧有限公司