心脏功能评估方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种心脏功能评估方法和装置，其中，该方法包括：选取N幅连续的心脏左心室超声图像；对N幅连续的心脏左心室超声图像进行纹理匹配分析，以获取不同时刻心脏左心室内血液流动的位移矢量图；根据不同时刻心脏左心室内血液流动的位移矢量图，和超声图像获取的时间间隔，计算得到不同时刻心脏左心室内的血液速度矢量分布图；根据不同时刻心脏左心室内的血液速度矢量分布图，计算得到心脏左心室内的涡旋参数，并根据涡旋参数对心脏功能进行评估。本发明专利技术解决了现有技术中评估心脏功能的成本高、耗时长、对人体伤害大、精度较低的技术问题，达到了有效降低评估成本、减少评估时间、降低对人体的伤害和提高评估结果准确度的技术效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物医学超声
，特别涉及一种心脏功能评估方法和装置。
技术介绍
心脑血管疾病严重危害人类健康，已成为日益迫切的重大社会公共问题。心脏的 功能是否正常也成为了人们重点关注的问题。 目前用于心脏功能测量的方法主要包括：左室造影、放射性核素心血池显像和超 声心动图。临床公认左室造影为心脏功能评价的"金标准"，而超声心动图因其简便易行、准 确可靠而成为临床评价心脏功能的常用方法。 然而，尽管左室造影在评价心脏功能方面存在很好的效果，但是左室造影需要将 导管深入心室内部，属于有创的介入性治疗，导管或导丝试图穿过置换过的瓣膜可致缠绕 或瓣环的移位，而且对于心肌梗死后或心腔扩大怀疑有左心室血栓形成、或室壁瘤形成的 患者该操作仍具有一定的危险性。 放射性核素心血池显像，因为利用了磁共振成像的方法，成像的速度较慢，费用昂 贵，不能够对心脏进行实时的成像，其次对人体注入放射性核素，对人体会有一定的危害。 尽管目前超声心动图测量左室收缩功能的方法较多，结果较为准确，但临床上仍 然有一些实际情况，难以对左室收缩功能进行准确的评价，例如：心脏节律紊乱，尤其是心 房颤动的病人，特别是心力衰竭合并心房颤动的病人，临床上要求准确评价心功能，心力衰 竭合并二尖瓣和主动脉瓣严重关闭不全的心功能评价，以及肥厚型心肌病左室射血分数的 假正常等，这些都是超声心动图心脏功能评价的难点。 针对现有技术中，评估心脏功能的成本高、耗时长、对人体伤害大、精度较低的技 术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种心脏功能评估方法，以解决现有技术中评估心脏功能的 成本高、耗时长、对人体伤害大、精度较低的技术问题，该方法包括： 选取N幅连续的心脏左心室超声图像，其中，N大于等于3 ; 对所述N幅连续的心脏左心室超声图像进行纹理匹配分析，以获取不同时刻心脏 左心室内血液流动的位移矢量图； 根据所述不同时刻心脏左心室内血液流动的位移矢量图，和超声图像获取的时间 间隔，计算得到不同时刻心脏左心室内的血液速度矢量分布图； 根据所述不同时刻心脏左心室内的血液速度矢量分布图，计算得到心脏左心室内 的涡旋参数； 根据计算得到的心脏左心室内的涡旋参数，对心脏功能进行评估。 在一个实施例中，对所述N幅连续的心脏左心室超声图像进行纹理匹配分析，以 获取不同时刻心脏左心室内血液流动的位移矢量图，包括： 将所述N幅连续的心脏左心室超声图中的每幅图像按照相同方式划分为多个分 析窗口； 从第一幅超声图像开始，重复执行以下操作，直至获得N-I幅超声图像的二维位 移矢量分布图：将当前的超声图像的每个分析窗口与该超声图像的下一幅图像对应的分析 窗口，进行二维互相关运算，获得当前的超声图像的所有分析窗口所代表的血流的位移矢 量图，然后对得到的位移矢量图进行多次迭代：先通过位移梯度来精确计算位移，再利用二 维标准互相关算法采用比前一迭代小的分析窗口来获得比前一次迭代高的空间分辨率，且 在每一次位移计算后，都通过错误矢量剔除算法来获得更高精度的位移估计； 将获得的N-I幅超声图像的二维位移矢量分布图，作为不同时刻心脏左心室内血 液流动的位移矢量图。 在一个实施例中，所述涡旋参数包括：涡旋的涡量、涡旋的深度、涡旋的横向位置、 涡旋的长度、涡旋的宽度、整个心室区域的涡旋相对强度、和涡旋区域的涡旋相对强度。 在一个实施例中，根据所述不同时刻心脏左心室内的血液速度矢量分布图，计算 得到心脏左心室内的涡旋参数，包括： 根据所述不同时刻心脏左心室内的血液速度矢量分布图，按照以下公式计算得到 N_1幅超声图像中每一点的祸量：【主权项】1. 一种心脏功能评估方法，其特征在于，包括： 选取N幅连续的心脏左心室超声图像，其中，N大于等于3 ; 对所述N幅连续的心脏左心室超声图像进行纹理匹配分析，以获取不同时刻心脏左心 室内血液流动的位移矢量图； 根据所述不同时刻心脏左心室内血液流动的位移矢量图，和超声图像获取的时间间 隔，计算得到不同时刻心脏左心室内的血液速度矢量分布图； 根据所述不同时刻心脏左心室内的血液速度矢量分布图，计算得到心脏左心室内的涡 旋参数； 根据计算得到的心脏左心室内的涡旋参数，对心脏功能进行评估。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述N幅连续的心脏左心室超声图像进行 纹理匹配分析，以获取不同时刻心脏左心室内血液流动的位移矢量图，包括： 将所述N幅连续的心脏左心室超声图中的每幅图像按照相同方式划分为多个分析窗P; 从第一幅超声图像开始，重复执行以下操作，直至获得N-1幅超声图像的二维位移矢 量分布图：将当前的超声图像的每个分析窗口与该超声图像的下一幅图像对应的分析窗 口，进行二维互相关运算，获得当前的超声图像的所有分析窗口所代表的血流的位移矢量 图，然后对得到的位移矢量图进行多次迭代：先通过位移梯度来精确计算位移，再利用二维 标准互相关算法采用比前一迭代小的分析窗口来获得比前一次迭代高的空间分辨率，且在 每一次位移计算后，都通过错误矢量剔除算法来获得更高精度的位移估计； 将获得的N-1幅超声图像的二维位移矢量分布图，作为不同时刻心脏左心室内血液流 动的位移矢量图。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述涡旋参数包括：涡旋的涡量、涡旋的深 度、涡旋的横向位置、涡旋的长度、涡旋的宽度、整个心室区域的涡旋相对强度、和涡旋区域 的涡旋相对强度。4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述不同时刻心脏左心室内的血液速 度矢量分布图，计算得到心脏左心室内的涡旋参数，包括： 根据所述不同时刻心脏左心室内的血液速度矢量分布图，按照以下公式计算得到N-1 幅超声图像中每一点的祸量：其中，《表不祸量，￥!￡表不某一点x方向的速度分量，vy表不某一点y方向的速度分 量； 按照以下公式，根据对所述N-1幅超声图像相同位置的涡量值组成的序列进行傅里叶 变化，得到超声图像各个位置的零阶谐波和一阶谐波《根据零阶谐波计算涡旋的位置和形状信息； 根据一阶谐波和零阶谐波《 计算整个心室区域的涡旋相对强度和涡旋区域的涡 旋相对强度。5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据零阶谐波《 ^计算涡旋的位置和形状信 息，包括： 按照以下公式，对零阶谐波进行积分：根据积分结果按照以下公式，计算涡旋的深度VD:根据积分结果按照以下公式，计算涡旋横向的位置VT:根据积分结果D〇和涡旋的深度VD，按照以下公式，计算涡旋的长度VL:根据积分结果D〇和涡旋横向的位置VT，按照以下公式，计算涡旋的宽度VW:其中，Hlv表示左心室长轴方向顶部和底部之间的距离，x、y表示笛卡尔坐标，h、s表示 生物学坐标，其中，h表示左心室的底部和顶部之间的方向，s表示与左心室的底部和顶部 之间的方向垂直的方向。6. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据一阶谐波《i和零阶谐波《 ^，计算整个 左心室区域的涡旋相对强度和涡旋区域的涡旋相对强度，包括： 按照以下公式，对零阶谐波进行积分：根据积分结果和一阶谐波，按照以下公式，计算整个左心室区域的涡旋相对强度RS：1其中，S1表示整个心脏左心室区域； 根据积分结果和一阶谐波《i，按照以下公式，计算涡旋区域的涡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种心脏功能评估方法，其特征在于，包括：选取N幅连续的心脏左心室超声图像，其中，N大于等于3；对所述N幅连续的心脏左心室超声图像进行纹理匹配分析，以获取不同时刻心脏左心室内血液流动的位移矢量图；根据所述不同时刻心脏左心室内血液流动的位移矢量图，和超声图像获取的时间间隔，计算得到不同时刻心脏左心室内的血液速度矢量分布图；根据所述不同时刻心脏左心室内的血液速度矢量分布图，计算得到心脏左心室内的涡旋参数；根据计算得到的心脏左心室内的涡旋参数，对心脏功能进行评估。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑海荣，牛丽丽，周伟，钱明，孟龙，肖杨，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44