心脏磁共振实时电影成像的数据处理方法及系统

摘要

本发明提供了一种心脏磁共振实时电影成像的数据处理方法和系统。所述方法包括：获取选定的成像层面，读取所述成像层面的图像；获取所述图像上设置的参考线；获取所述参考线的信号轮廓随采集时间的动态变化图；从所述动态变化图中获取呼气末期开始和结束的时间区间；通过所述动态变化图计算所述时间区间内的左心室直径，并根据所述左心室直径确定舒张末期心脏相位和收缩末期心脏相位；提取所述舒张末期心脏相位和所述收缩末期心脏相位对应的图像并保存。采用本发明能提高数据处理速度。

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振成像处理技术，特别是涉及心脏磁共振实时电影成像的 数据处理方法及系统。

背景技术

心脏磁共振电影成像是临床上较为常用的测量心脏功能的成像方法，一般 在一个心动周期内采集部分K空间数据。由于完整的K空间数据在多个心动周期 内完成，因而该方法对于呼吸运动较为敏感。为了消除呼吸运动对成像质量的 影响，受试者在扫描过程中需要反复多次屏气。这一要求在患有严重心脏疾病、 呼吸疾病和小儿身上难以实现，因此该方法具有较大的临床局限性。

心脏磁共振实时电影成像通过技术适当降低空间分辨率、采用并行成像技 术及特殊的重建算法（例如滑窗方法、回波共享方法等），在一个心动周期内即 可完成全部K空间数据的采集，因此图像质量受呼吸运动的影响较小，可以在受 试者自由呼吸状态下实现数据采集，大大提高了心脏电影成像的临床应用范围。

然而，实时电影成像中呼吸运动会导致同一层面在不同心脏相位以及不同 层面之间的空间位置不匹配，为后续的心脏功能测量引入误差。为了解决心脏 磁共振实时电影成像中由于呼吸运动导致的层面错位问题，通常采用的做方法 是翻阅所有采集的图像，通过目测，手动选取在呼气末期（即呼吸运动最小） 时的心脏舒张末期和收缩末期图片。但是该处理方法较为繁琐费时，大大降低 了其临床使用效率和应用价值。

发明内容

基于此，有必要针对数据处理较慢的问题，提供一种处理速度较快的心脏 磁共振实时电影成像的数据处理方法。

同时，还有必要提供一种处理速度较快的心脏磁共振实时电影成像的数据 处理系统。

一种心脏磁共振实时电影成像的数据处理方法，包括：

获取选定的成像层面，读取所述成像层面的图像；

获取所述图像上设置的参考线；

获取所述参考线的信号轮廓随采集时间的动态变化图；

从所述动态变化图中获取呼气末期开始和结束的时间区间；

通过所述动态变化图计算所述时间区间内的左心室直径，并根据所述左心 室直径确定舒张末期心脏相位和收缩末期心脏相位；

提取所述舒张末期心脏相位和所述收缩末期心脏相位对应的图像并保存。

一种心脏磁共振实时电影成像的数据处理系统，包括：

成像层面选择模块，用于获取选定的成像层面，读取成像层面的图像；

参考线设置模块，用于获取图像上设置的参考线；

动态变化图提取模块，用于获取参考线的信号轮廓随采集时间的动态变化 图；

时间区间确定模块，用于从动态变化图中获取呼气末期开始和结束的时间 区间；

左心室直径计算模块，用于通过动态变化图计算时间区间内的左心室直径， 并根据左心室直径确定舒张末期心脏相位和收缩末期心脏相位；

图像保存模块，用于提取舒张末期心脏相位和收缩末期心脏相位对应的图 像并保存。

采用本方案的方法和系统，读取成像层面上的图像，并在该图像上设置参 考线，得出参考线的信号轮廓随采集时间的动态变化图，通过计算在时间区间 内的左心室直径确定舒张末期心脏相位和收缩末期心脏相位，快速的处理心脏 磁共振实时电影成像的数据，无需人工手动选取，处理更为简便且效率更高。

附图说明

图1为心脏磁共振实时电影成像的数据处理方法的流程图；

图2为成像层面的图像；

图3为参考线的信号轮廓随采集时间的动态变化图；

图4为左心室直径大小动态变化图；

图5为心脏磁共振实时电影成像的数据处理系统的结构框图。

具体实施方式

在心脏磁共振电影成像过程中，由于呼吸运动会导致同一层面在不同心脏 相位以及不同层面之间的空间位置不匹配，需要选取在呼气末期（即呼吸运动 最小）时的心脏舒张末期和心脏收缩末期图片。

心脏磁共振实时电影成像的数据处理方法，参阅附图1~4包括：

S10：获取选定的成像层面，读取成像层面的图像。心脏磁共振电影成像， 首先需要在心动周期内采集K空间数据，选定某一个成像层面，按照扫描时间 顺序自动读取该成像层面的所有图像。在本方案中，对于成像层面的选择不做 限定，例如成像层面的选择可以是用户设定。在其它实施例中，该图像是T2加 权图。

S20：获取图像上设置的参考线。在生成的图像中，设置了参考线。结合附 图2，参考线经过胸壁、左心室中心以及横隔膜；可以理解，参考线可以只经过 胸壁、左心室中心或横隔膜等能够反映运动信息的组织结构。在本方案中，对 于参考线的选择不做限定，例如参考线的选择可以是用户设定。

S30：获取参考线的信号轮廓随采集时间的动态变化图。结合附图3，为伪 彩图，颜色代表信号的强弱，蓝色代表信号强度较弱，红色代表信号强度较强。 心脏电影成像为T2加权图，因此心腔内血液信号为高信号（红色），肺部为低 信号（蓝色），其他脏器（如肝脏）信号居中。将该层面上所有图像上的参考线 对应的信号强度展开（即，将参考线信号强度按成像时间展开），即可获得信号 轮廓随采集时间的动态变化图。该动态变化图的纵轴方向表示参考线的信号轮 廓，横轴方向为采集时间，并包括多个心动周期。

S40：从动态变化图中获取呼气末期开始和结束的时间区间。呼气末期为动 态变化图中胸壁最低位置或横膈膜运动至最高位置时所对应的时间点区间。由 于呼吸运动周期长于心动周期，因此，呼气末期在时间区间内一般至少包括一 个完整的心动周期。

S50：通过动态变化图计算时间区间内的左心室直径，并根据左心室直径确 定舒张末期心脏相位和收缩末期心脏相位。在时间区间内的动态变化图，计算 动态变化图中左心室直径。把所有获得的左心室直径值进行比较，其中左心室 直径最大的为舒张末期心脏相位，左心室直径最小的为收缩末期心脏相位。结 合附图4，左心室直径的计算方法为：获取参考线上左心室内血液信号的像素点 数，计算像素点数得到左心室直径。由此可见，该左心室直径计算方法既方便 又准确。

在其它实施例中，舒张末期心脏相位和收缩末期心脏相位的确定，可以通 过该方案：设定阈值，左心室直径大于阈值的为舒张末期心脏相位，左心室直 径小于阈值的为收缩末期心脏相位。可以理解，阈值的选择可以是一个范围值， 也可以是一个值；该阈值的确定可以是经验积累的获取，也可以是用户设定。 在本申请中，阈值的大小并不做限定。

S60：提取舒张末期心脏相位和收缩末期心脏相位对应的图像并保存。提取 对应相位的图像并保存至特定的文件夹，服务于后续的图像分析。

采用本方案，读取成像层面上的图像，并在该图像上设置参考线，得出参 考线的信号轮廓随采集时间的动态变化图，通过计算在时间区间内的左心室直 径确定舒张末期心脏相位和收缩末期心脏相位，快速的处理心脏磁共振实时电 影成像的数据，无需人工手动选取，处理更为简便且效率更高。

进一步地，上述心脏磁共振实时电影成像的数据处理方法还包括：选取其 它成像层面，并返回读取成像层面的图像的步骤。在完成该层面的数据处理， 按照该方案把其它成像层面进行处理完毕。

基于上述心脏磁共振实时电影成像的数据处理方法，还提供心脏磁共振实 时电影成像的数据处理系统，参阅附图5，包括：

成像层面选择模块10，用于获取选定的成像层面，读取成像层面的图像。 心脏磁共振电影成像，首先需要在心动周期内采集K空间数据，选定某一个成 像层面，按照扫描时间顺序自动读取该成像层面的所有图像。

参考线设置模块20，用于获取图像上设置的参考线。在生成的图像中，设 置了参考线。参考线经过胸壁、左心室中心以及横隔膜；可以理解，参考线可 以只经过胸壁、左心室中心或横隔膜等能够反映运动信息的组织结构。

动态变化图提取模块30，用于获取参考线的信号轮廓随采集时间的动态变 化图。

时间区间确定模块40，用于从动态变化图中获取呼气末期开始和结束的时 间区间。呼气末期为动态变化图中胸壁最低位置或横膈膜运动至最高位置时所 对应的时间点区间。由于呼吸运动周期长于心动周期，因此，呼气末期时间区 间一般至少包括一个完整的心动周期。

左心室直接计算模块50，用于通过动态变化图计算时间区间内的左心室直 径，并根据左心室直径确定舒张末期心脏相位和收缩末期心脏相位。在时间区 间内的动态变化图，计算动态变化图中左心室直径。把所有获得的左心室直径 值进行比较，其中左心室直径最大的为舒张末期心脏相位，左心室直径最小的 为收缩末期心脏相位。

在其它实施例中，舒张末期心脏相位和收缩末期心脏相位的确定，可以通 过设定阈值确定单元（图未示）：设定阈值，左心室直径大于阈值的为舒张末期 心脏相位，左心室直径小于阈值的为收缩末期心脏相位。可以理解，阈值的选 择可以是一个范围值，也可以是一个值；该阈值的确定可以是经验积累的获取， 也可以是用户设定。在本申请中，阈值的大小并不做限定。

图像保存模块60，用于提取舒张末期心脏相位和收缩末期心脏相位对应的 图像并保存。提取对应相位的图像并保存至特定的文件夹，服务于后续的图像 分析。

采用本系统，读取成像层面上的图像，并在该图像上设置参考线，得出参 考线的信号轮廓随采集时间的动态变化图，通过计算在时间区间内的左心室直 径确定舒张末期心脏相位和收缩末期心脏相位，快速的处理心脏磁共振实时电 影成像的数据，无需人工手动选取，处理更为简便且效率更高。

在其它实施例中，上述心脏磁共振实时电影成像的数据处理系统还包括： 其它成像层面选取模块（图未示），用于选取其它成像层面，并返回成像层面选 择模块10。在完成该层面的数据处理，按照该方案把其它成像层面进行处理完 毕。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和 改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附 权利要求为准。