本發(fā)明涉及電阻抗成像，特別涉及一種通氣與血流灌注的匹配指標(biāo)的計(jì)算方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、電阻抗成像(electrical?impedance?tomography，eit)是一種非侵入性的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，它通過向人體施加安全電流，然后在體表測量響應(yīng)的電壓，重建人體內(nèi)部組織的電阻抗分布，從而提供全新的生理信息。電阻抗成像具有成本低、無輻射和操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)床旁的可持續(xù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測。因此，電阻抗成像在呼吸監(jiān)測以及心血管疾病診斷等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

2、正常情況下，人體應(yīng)當(dāng)同時(shí)具備適當(dāng)?shù)姆尾客饬亢头尾垦髁浚彝夂脱鞯目臻g分布應(yīng)當(dāng)相對(duì)均勻，以確保肺部的各個(gè)區(qū)域能夠有效地進(jìn)行氣體交換。肺部通氣和血流的匹配失調(diào)是反映許多疾病的重要因素，例如肺栓塞、急性呼吸窘迫綜合癥、慢性阻塞性肺疾病及肺水腫等。

3、目前評(píng)估肺部的通氣與血流灌注匹配性可以通過核素肺通氣灌注顯像和電阻抗成像等方法。核素肺通氣灌注顯像通過靜脈或吸入方式將放射性核素標(biāo)記的顯像劑引入體內(nèi)，參與人體的生理代謝過程，并獲得肺灌注顯像和肺通氣顯像，但核素肺通氣灌注顯像存在輻射暴露的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)人體的配合度要求較高，因此，根據(jù)核素肺通氣灌注顯像來評(píng)估人體肺部的通氣與血流灌注匹配性的應(yīng)用受限。

4、此外，電阻抗成像設(shè)備采集到的人體胸腔內(nèi)電阻抗變化具有通氣相關(guān)信號(hào)及血流灌注相關(guān)信號(hào)，其中，通氣相關(guān)信號(hào)主要反映人體肺部的通氣狀態(tài)，血流灌注相關(guān)信號(hào)主要反映人體肺部的血流灌注狀態(tài)，通過將這兩種信號(hào)提取出來，可以實(shí)時(shí)反映人體肺部的通氣與血流灌注的區(qū)域分布。然而，該技術(shù)中的肺部通氣與血流灌注的匹配性，主要是根據(jù)電阻抗成像設(shè)備采集到的電阻抗信號(hào)進(jìn)行主觀的經(jīng)驗(yàn)判斷，尚缺少簡單易行、合理客觀的量化指標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種通氣與血流灌注的匹配指標(biāo)的計(jì)算方法和裝置。

2、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種通氣與血流灌注的匹配指標(biāo)的計(jì)算方法，所述方法包含以下步驟：

3、s1、利用電阻抗成像設(shè)備采集人體胸腔的電阻抗信號(hào)；

4、s2、從所述電阻抗信號(hào)中提取通氣相關(guān)信號(hào)和血流灌注相關(guān)信號(hào)，基于所述通氣相關(guān)信號(hào)和所述血流灌注相關(guān)信號(hào)分別繪制通氣相關(guān)電阻抗圖像和血流灌注相關(guān)電阻抗圖像；

5、s3、根據(jù)所述通氣相關(guān)電阻抗圖像和所述血流灌注相關(guān)電阻抗圖像的像素點(diǎn)值計(jì)算通氣與血流灌注的匹配指標(biāo)。

6、在一些實(shí)施例中，所述匹配指標(biāo)包括匹配指數(shù)，所述匹配指數(shù)的計(jì)算式為：

7、

8、其中，mi為所述匹配指數(shù)；v(i)為所述通氣相關(guān)電阻抗圖像的第i個(gè)像素點(diǎn)值；p(i)為所述血流灌注相關(guān)電阻抗圖像的第i個(gè)像素點(diǎn)值；n為像素點(diǎn)數(shù)。

9、在一些實(shí)施例中，所述匹配指標(biāo)還包括死腔通氣指數(shù)和肺內(nèi)分流指數(shù)，其中，所述死腔通氣指數(shù)的計(jì)算式為：

10、

11、其中，di為所述死腔通氣指數(shù)；k為歸一化因子。

12、在一些實(shí)施例中所述肺內(nèi)分流指數(shù)的計(jì)算式為：

13、

14、其中，si為所述肺內(nèi)分流。

15、在一些實(shí)施例中，所述歸一化因子k的計(jì)算式為：

16、

17、其中，為所述通氣相關(guān)電阻抗圖像的最大像素點(diǎn)值；為所述血流灌注相關(guān)電阻抗圖像的最大像素點(diǎn)值；是所述通氣相關(guān)電阻抗圖像的平均像素點(diǎn)值；是所述血流灌注相關(guān)電阻抗圖像的平均像素點(diǎn)值。

18、在一些實(shí)施例中，mi＝(1-di)×(1-si)。

19、在一些實(shí)施例中，所述根據(jù)所述通氣相關(guān)電阻抗圖像和所述血流灌注相關(guān)電阻抗圖像的像素點(diǎn)值計(jì)算通氣與血流灌注的匹配指標(biāo)，包括：

20、將所述通氣相關(guān)電阻抗圖像劃分為rv個(gè)子區(qū)域，將所述血流灌注相關(guān)電阻抗圖像劃分為rp個(gè)子區(qū)域；其中，所述rv和所述rp的取值相等；

21、當(dāng)rv＝rp＝1時(shí)，將整個(gè)所述通氣相關(guān)電阻抗圖像和整個(gè)所述血流灌注相關(guān)電阻抗圖像的像素點(diǎn)值進(jìn)行計(jì)算，得到整個(gè)肺部的所述通氣與血流灌注的匹配指標(biāo)；

22、當(dāng)rv＝rp＞1時(shí)，將所述通氣相關(guān)電阻抗圖像劃分出來的rv個(gè)子區(qū)域和所述血流灌注相關(guān)電阻抗圖像劃分出來的rp個(gè)子區(qū)域的像素點(diǎn)值分別對(duì)應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，得到局部肺部的所述通氣與血流灌注的匹配指標(biāo)。

23、第二方面，本公開還提供一種通氣與血流灌注圖像匹配指數(shù)的計(jì)算裝置，所述計(jì)算裝置包括：

24、電阻抗信號(hào)采集模塊，被配置為利用電阻抗成像設(shè)備采集人體胸腔的電阻抗信號(hào)；

25、電阻抗信號(hào)成像模塊，被配置為從所述電阻抗信號(hào)中提取通氣相關(guān)信號(hào)和血流灌注相關(guān)信號(hào)，基于所述通氣相關(guān)信號(hào)和所述血流灌注相關(guān)信號(hào)分別繪制通氣相關(guān)電阻抗圖像和血流灌注相關(guān)電阻抗圖像；

26、指標(biāo)計(jì)算模塊，被配置為根據(jù)所述通氣相關(guān)電阻抗圖像和所述血流灌注相關(guān)電阻抗圖像的像素點(diǎn)值計(jì)算通氣與血流灌注的匹配指標(biāo)。

27、第三方面，本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的通氣與血流灌注的匹配指標(biāo)的計(jì)算方法。

28、第四方面，本公開還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有至少一個(gè)指令，所述至少一個(gè)指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的通氣與血流灌注的匹配指標(biāo)的計(jì)算方法。

29、本發(fā)明的有益效果如下：

30、本發(fā)明提出一種通氣與血流灌注的匹配指標(biāo)的計(jì)算方法，該方法根據(jù)通氣相關(guān)電阻抗圖像和血流灌注相關(guān)電阻抗圖像的像素點(diǎn)值可以有選擇的計(jì)算人體肺部的整體和/或局部的通氣與血流灌注的匹配指標(biāo)，其中，該匹配指標(biāo)包括通氣與血流灌注的匹配指數(shù)，根據(jù)該匹配指數(shù)，可以準(zhǔn)確且客觀的反應(yīng)人體肺部通氣與血流灌注的匹配性。或者，該匹配指標(biāo)包括通氣與血流灌注的匹配指數(shù)、通氣與血流灌注的死腔通氣指數(shù)以及通氣與血流灌注的肺內(nèi)分流指數(shù)。其中，根據(jù)通氣與血流灌注的匹配指數(shù)、死腔通氣指數(shù)以及肺內(nèi)分流指數(shù)這三個(gè)指數(shù)，可以更加精確的反應(yīng)通氣與血流灌注的匹配性。相較于相關(guān)技術(shù)中對(duì)人體肺部通氣與血流灌注的匹配性的評(píng)價(jià)主要是基于經(jīng)驗(yàn)主觀判斷，本發(fā)明提供了一種簡單易行、準(zhǔn)確率高且合理客觀的量化指標(biāo)。

技術(shù)特征：

1.一種通氣與血流灌注的匹配指標(biāo)的計(jì)算方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算方法，其特征在于，所述匹配指標(biāo)包括匹配指數(shù)，所述匹配指數(shù)的計(jì)算式為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算方法，其特征在于，所述匹配指標(biāo)還包括死腔通氣指數(shù)和肺內(nèi)分流指數(shù)，其中，所述死腔通氣指數(shù)的計(jì)算式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的計(jì)算方法，其特征在于，所述肺內(nèi)分流指數(shù)的計(jì)算式為：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的計(jì)算方法，其特征在于，所述歸一化因子k的計(jì)算式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的計(jì)算方法，其特征在于，mi＝(1-di)×(1-si)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算方法，其特征在于，所述根據(jù)所述通氣相關(guān)電阻抗圖像和所述血流灌注相關(guān)電阻抗圖像的像素點(diǎn)值計(jì)算通氣與血流灌注的匹配指標(biāo)，包括：

8.一種通氣與血流灌注的匹配指數(shù)的計(jì)算裝置，其特征在于，所述計(jì)算裝置包括：

9.一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有至少一個(gè)指令，所述至少一個(gè)指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的通氣與血流灌注的匹配指標(biāo)的計(jì)算方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種通氣與血流灌注的匹配指標(biāo)的計(jì)算方法和裝置，所述方法包括以下步驟：利用電阻抗成像設(shè)備采集人體胸腔的電阻抗信號(hào)；從電阻抗信號(hào)中提取通氣相關(guān)信號(hào)和血流灌注相關(guān)信號(hào)，基于通氣相關(guān)信號(hào)和血流灌注相關(guān)信號(hào)分別繪制通氣相關(guān)電阻抗圖像和血流灌注相關(guān)電阻抗圖像；根據(jù)通氣相關(guān)電阻抗圖像和血流灌注相關(guān)電阻抗圖像的像素點(diǎn)值計(jì)算通氣與血流灌注的匹配指標(biāo)。

技術(shù)研發(fā)人員：張昕,趙旋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京華睿博視醫(yī)學(xué)影像技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10