法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2013-03-27
未缴年费专利权终止 IPC(主分类):A61B8/13 授权公告日:20090107 终止日期:20120201 申请日:20070201
专利权的终止
2009-01-07
授权
授权
2007-10-03
实质审查的生效
实质审查的生效
2007-08-08
公开
公开
技术领域
本发明涉及的是一种计算机应用技术领域的方法，具体是一种三维超声心动图四腔切面图像自动检测的方法。
背景技术
实时三维超声系统是当前诊断心脏病的主要工具。它实现了观察整个心脏结构和运动的功能，且可通过选择任意切面来观测心脏内部的情况。目前，医生主要根据经验在三维超声心动图中，手动逐个寻找二维切面来观察心脏内部的畸变。很多文献报道了四腔切面对于诊断心脏病的重要性；对于目前实时三维超声心动图的临床诊断，医生也是首先寻找四腔切面来观察。但是，从大量的三维超声数据中逐个寻找四腔切面，对于不熟练的医生则有一些困难，即使对于熟练的医生，也是一项既费时又繁琐的工作。
经对现有技术文献的检索发现，Raj Shekhar等在《IEEE Transaction on MedicalImaging》(电气和电子工程师协会医学成像学报)(2004，23：1141-1149)上发表了(“Registration of Real-time3-D Ultrasound Images of the Heart for Novel3-DStress Echocardiography”)(“心脏实时三维超声图像的增强超声配准”)一文，该文提出了一种基于互信息的三维配准方法，实现了在注射增强剂前后的三维心动图的配准。通过已知四腔切面位置的三维超声图像模板与任意三维心脏超声图像的配准，理论上可以实现任意四腔切面的自动检测。然而，上述所有研究工作都是基于同一人的心脏三维心动图数据的配准，且只能实现两个体数据的变化在一定范围内的配准，对于变化较大的两个体数据则往往会失效。三维配准的计算量大，实时性较差。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种三维超声心动图四腔切面图像自动检测的方法，使得医生可以迅速方便的通过四腔切面来观察心脏，并在四腔观基础上快速的分辨出其他重要切面的位置。实时三维超声数据通常由探头位于左右心尖、左右旁胸骨、胸骨上和肋下等位置采集。探头位置不同，采集的数据内容也不同。其中探头位于左心尖采集的全容积数据，能显示整个心脏及大部分先心病畸形。本发明主要针对这种全容积数据，来进行四腔切面的自动检测，实现在不同人的该种数据中四腔观的快速自动检测。
本发明通过以下技术方案实现，方法步骤如下：
(1)由于一个全容积数据通常包括十几帧连续的三维体数据，而四腔切面在心脏舒张末期特征最明显，因此首先需要从采集的全容积数据文件中抽取出心脏舒张末期时刻的三维体数据。
(2)从心脏舒张末期时刻体数据中提取切面，建立包含四腔切面的图像数据库。每个体数据都包括数据区域和背景区域。其中有数据区域为金字塔形，其他部分为背景区域，其灰度值为0；从左心尖采集的三维超声数据，其金字塔形数据区域的顶点通常为左心尖或左心尖附近区域；根据该类体数据的特点，假设金字塔形的数据区域顶点为心尖，过该顶点并平行于长方体高的直线为心脏长轴，以心尖所在的心脏长轴为旋转中心轴得到一系列切面，每度提取一幅图像，每个体数据共提取出180幅图像，建立一个图像数据库。
(3)预先选取一副四腔切面作为模板，计算数据库中每一幅图像与模板图像的相似度，选取相似度最高的图像作为四腔切面。首先根据顶点位置对齐模板图像与每一幅数据库中的切面图像；然后，利用基于灰度的互信息测度进行初级匹配，滤去图像数据库中与模板相似度较低的一些图像；再利用小波系数统计特征在剩下的图像中进一步检测出与模板图像相似度最高的一幅图像，此图像被认为是该数据库中的四腔切面图像，记录其在该体数据中的位置即为四腔观位置。
所述利用基于灰度的互信息测度进行初级匹配，具体为：将两图像公共相交区域分为2×2个部分，将每一部分的熵的相关系数总合(和)作为两幅图像的相似测度。其中每一部分熵的相关系数计算公式如下：
