心脏螺旋回顾重建数据挑选、回顾重建方法和装置

摘要

本申请提供了心脏螺旋回顾重建数据挑选、回顾重建方法和装置。其中，心脏螺旋回顾重建数据挑选方法，包括：获取曝光数据在原始ECG数据中的曝光范围；将距离所述曝光范围最近的非曝光R波位置信息补偿至与所述曝光数据同步的同步ECG数据中，得到补偿ECG数据；基于所述补偿ECG数据对重建数据进行挑选。将距离曝光范围最近的非曝光R波位置信息补偿至同步ECG，并基于补偿后的ECG数据进行数据挑选，当曝光数据的起始位置和结束位置处于R波之间时，可以依据补偿的非曝光R波位置信息的位置信息对重建数据进行挑选。从而可以使得实际参与计算的ECG数据的范围与实际曝光数据覆盖的范围相同，无需额外增加曝光范围，从而减少曝光剂量。

说明书

技术领域

本申请涉及成像技术领域，尤其涉及一种心脏螺旋回顾重建数据挑选、回顾重建方法和装置。

背景技术

心脏冠脉灌注扫描是中高端CT最重要的功能之一。基于常规第三代CT(ComputedTomography)的螺旋回顾式扫描重建是医生最常用的一种心脏冠脉灌注扫描方式。对心脏的扫描重建关键在于心脏是一个时刻跳动的物体，采用常规的螺旋扫描协议进行心脏扫描重建会带来严重的运动伪影以至于完全无法重建出清晰的冠脉血管结构来进行临床诊断，再加上常规CT设备的探测器纵向覆盖范围不足够宽到能在一次旋转扫描覆盖掉患者的整个心脏范围。目前业界除GE(通用电气)的RevolutionCT采用超宽体探测器加上快速的机架旋转速度能够在一个断层扫描内扫描完整的心脏，以及西门子的双源CT凭借大螺距在很短的时间内完成心脏的数据采集外，比较成熟的方案都是基于在对患者心脏采集小螺距的曝光数据时同步采集患者的ECG数据来进行数据的挑选，通过选择适当心动周期的数据段进行完整心脏的图像重建，我们称之为心脏螺旋回顾扫描重建。

在心脏螺旋回顾重建过程中，为了保证获得高时间分辨率的图像，需要采用尽量少的数据进行重建，即螺旋半扫重建方式。同时为了保证整个心脏的纵向全覆盖并且图像中的组织连续性，需要在每个心动周期内选择相同相位的半扫描螺旋数据来进行重建。最后为了保证若干个心动周期内的半扫描数据重建出来的图像在纵方向上是连续的不会发生数据丢失，需要根据患者的心率来设定螺旋扫描时的螺距。

在进行扫描曝光时，在曝光起始位置和/或曝光终止位置通常处于心动周期内，即处于两个R波之间，为了不会造成曝光数据丢失，通常会使实际曝光覆盖的心电图(electrocardiogram，ECG)数据的范围要大于实际参与计算的ECG数据的范围，导致增加了患者受照射剂量。

因此，如何在对心脏螺旋回顾重建减少患者受照射剂量成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述如何在对心脏螺旋回顾重建减少患者受照射剂量，本申请提供了一种心脏螺旋回顾重建数据挑选、回顾重建方法和装置。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种心脏螺旋回顾重建数据挑选方法，包括：获取曝光数据在原始ECG数据中的曝光范围；将距离所述曝光范围最近的非曝光R波位置信息补偿至与所述曝光数据同步的同步ECG数据中，得到补偿ECG数据；基于所述补偿ECG数据对重建数据进行挑选。

可选地，将距离所述曝光范围最近的非曝光R波位置信息补偿至与所述曝光数据同步的同步ECG数据中包括：基于所述曝光范围确定曝光起始位置所处的第一心动周期；基于所述第一心动周期确定起始非曝光R波位置信息，所述起始非曝光R波位置信息为距离曝光起始位置最近的非曝光R波位置信息；获取所述同步ECG数据；基于所述起始非曝光R波位置信息对所述同步ECG数据补偿，得到所述补偿ECG数据，所述补偿ECG数据包括同步ECG数据和曝光起始位置至所述起始非曝光R波位置信息之间的ECG数据。

可选地，所述基于所述补偿ECG数据对重建数据进行挑选包括：基于所述起始非曝光R波位置信息确定所述曝光起始位置在的ECG数据中的第一相位；基于所述第一相位对所述重建数据进行挑选。

可选地，将距离所述曝光范围最近的非曝光R波位置信息补偿至与所述曝光数据同步的同步ECG数据中包括：基于所述曝光范围确定曝光终止位置所处的第二心动周期；基于所述第二心动周期确定终止非曝光R波位置信息，所述终止非曝光R波位置信息为距离所述曝光终止位置最近的非曝光R波位置信息；获取所述同步ECG数据；基于所述终止非曝光R波位置信息对所述同步ECG数据补偿，得到所述补偿ECG数据，所述补偿ECG数据包括同步ECG数据和曝光终止位置至所述起始非曝光R波位置信息之间的ECG数据。

可选地，所述基于所述补偿ECG数据对重建数据进行挑选包括：基于所述终止非曝光R波位置信息确定所述曝光终止位置在的ECG数据中的第二相位；基于所述第二相位对所述重建数据进行挑选。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种心脏螺旋回顾重建方法，包括：基于上述第一方面任意一项所述的心脏螺旋回顾重建数据挑选方法挑选重建数据；对所述重建数据进行重建得到心脏重建图像。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种心脏螺旋回顾重建数据挑选装置，包括：获取模块，用于获取曝光数据在原始ECG数据中的曝光范围；补偿模块，用于将距离所述曝光范围最近的非曝光R波位置信息补偿至与所述曝光数据同步的同步ECG数据中，得到补偿ECG数据；挑选模块，用于基于所述补偿ECG数据对重建数据进行挑选。

根据第四方面，本发明实施例提供了一种心脏螺旋回顾重建装置，包括：数据挑选模块，用于基于上述第一方面任意一项所述的心脏螺旋回顾重建数据挑选方法挑选重建数据；重建模块，用于对所述重建数据进行重建得到心脏重建图像。

根据第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面任一项所述心脏螺旋回顾重建数据挑选方法或上述第二方面所述的心脏螺旋回顾重建方法。

根据第六方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行上述第一方面任一项所述心脏螺旋回顾重建数据挑选方法或上述第二方面所述的心脏螺旋回顾重建方法。

本申请中，获取曝光数据在原始ECG数据中的曝光范围；将距离所述曝光范围最近的非曝光R波位置信息补偿至与所述曝光数据同步的同步ECG数据中，得到补偿ECG数据；基于所述补偿ECG数据对重建数据进行挑选，基于曝光范围对于曝光数据同步的ECG数据进行补偿，将距离曝光范围最近的非曝光R波位置信息补偿至同步ECG，并基于补偿后的ECG数据进行数据挑选，当曝光数据的起始位置和结束位置处于R波之间时，可以依据补偿的非曝光R波位置信息的位置信息对重建数据进行挑选。从而可以使得实际参与计算的ECG数据的范围与实际曝光数据覆盖的范围相同，无需额外增加曝光范围，从而减少曝光剂量。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是曝光数据与ECG数据的关系示意图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的心脏螺旋回顾重建数据挑选方法的硬件环境的示意图；

图3是根据本申请实施例的一种可选的心脏螺旋回顾重建数据挑选方法的流程示意图；

图4是根据本申请实施例的另一种可选的心脏螺旋回顾重建数据挑选装置的结构框图；

图5是根据本申请实施例的一种可选的电子设备的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

正如背景技术所述，在进行扫描曝光时，在曝光起始位置和/或曝光终止位置通常处于心动周期内，即处于两个R波之间，为了不会造成曝光数据丢失，通常会使实际曝光覆盖的心电图(electrocardiogram，ECG)数据的范围要大于实际参与计算的ECG数据的范围，导致增加了患者受照射剂量。参见图1所示，设患者心率为R(即一分钟跳动R次)，假设已选择合适的扫描螺距P来保证每个心动周期所挑选的半扫描数据重建的图像在纵向不会产生缝隙。设每段半扫描数据能够重建出的图像纵向范围为L。那么为了保证相邻心动周期同一相位所选择的半扫描数据重建的图像能够衔接，在一个心动周期范围内，床的移动距离应不大于L。

考虑上图所示极限情况，数据段B2的重建图像范围刚好不能覆盖第一张，为了保证第一张图像的重建完整，数据段B1必须存在。在这种情况下，B2所处位置大致距第一张图位置右侧L/2，B1所处位置大致为距第一张图位置左侧L/2。为了获得B1数据，算法需要知道RPeak1的位置，即需要曝光范围前移至能包含RPeak1。这种情况下曝光的位置比实际参与计算的数据位置多出来Ext的范围，无疑增加了患者受照射剂量。通常情况下为了保证RPeak1能包含进曝光数据段范围，需要设定在重建图像起始位置前大概L/2+Ext处开始曝光，而对于极限情况99％相位重建，Ext近似等于L，结束曝光位置同理。

基于此，根据本申请实施例的一个方面，提供了一种心脏螺旋回顾重建数据挑选方法。可选地，在本实施例中，上述心脏螺旋回顾重建数据挑选方法可以应用于如图2所示的由终端102和服务器104所构成的硬件环境中。如图2所示，服务器104通过网络与终端102进行连接，可用于为终端或终端上安装的客户端提供服务，可在服务器上或独立于服务器设置数据库，用于为服务器104提供数据存储服务，还可以用于处理云服务，上述网络包括但不限于：广域网、城域网或局域网，终端102并不限定于CT机、计算机等。本申请实施例的心脏螺旋回顾重建数据挑选方法可以由服务器104来执行，也可以由终端102来执行，还可以是由服务器104和终端102共同执行。

以由终端102和/或服务器104来执行本实施例中的心脏螺旋回顾重建数据挑选方法为例，图3是根据本申请实施例的一种可选的心脏螺旋回顾重建数据挑选方法的流程示意图，如图2所示，该方法的流程可以包括以下步骤：

步骤S202，获取曝光数据在原始ECG数据中的曝光范围；

步骤S204，将距离所述曝光范围最近的非曝光R波位置信息补偿至与所述曝光数据同步的同步ECG数据中，得到补偿ECG数据；

步骤S206，基于所述补偿ECG数据对重建数据进行挑选。示例性的，在得到非曝光R波位置信息之后，对同步ECG数据进行补偿，可以得到曝光数据起始位置和/或终止位置所在的心动周期的完整的心动周期的ECG数据，进而基于非曝光R波位置信息确定曝光起始位置和/或终止位置的相位，进而可以得到重建数据挑选和数据拼接的相位信息，进而可以无需依靠冗余曝光覆盖无法确定相位信息的起始位置和/或终止位置。

获取曝光数据在原始ECG数据中的曝光范围；将距离所述曝光范围最近的非曝光R波位置信息补偿至与所述曝光数据同步的同步ECG数据中，得到补偿ECG数据；基于所述补偿ECG数据对重建数据进行挑选，基于曝光范围对于曝光数据同步的ECG数据进行补偿，将距离曝光范围最近的非曝光R波位置信息补偿至同步ECG，并基于补偿后的ECG数据进行数据挑选，当曝光数据的起始位置和结束位置处于R波之间时，可以依据补偿的非曝光R波位置信息的位置信息对重建数据进行挑选。从而可以使得实际参与计算的ECG数据的范围与实际曝光数据覆盖的范围相同，无需额外增加曝光范围，从而减少曝光剂量。

示例性的，在对数据进行挑选和对心脏图像进行重建时，需要对ECG数据进行实时采集，并根据患者的实时心率进行扫描曝光，因此，先对ECG数据进行采集，在采集ECG数据的过程中，进行扫描曝光，并将曝光数据和扫描数据同步传输至数据挑选和心脏图像重建的计算模块进行计算，计算模块所需的数据为曝光数据，因此，在计算模块中得到的同步数据为曝光数据和被曝光数据覆盖的同步ECG数据，而现有技术中在曝光起始位置和/或曝光终止位置通常处于心动周期内，即处于两个R波之间，为了不会造成曝光数据丢失，通常会进行冗余曝光，使实际曝光覆盖的ECG数据的范围要大于实际参与计算的ECG数据的范围，这样在选取第一张曝光图像和最后一张图像时，可以保证第一张图像和最后一张图像的曝光数据不丢失，在本实施例中，可以将曝光范围之外最近的非曝光R波位置信息补偿值同步ECG数据中，从而得到曝光起始位置和终止位置的相位，在进行数据挑选和图像重建时可以准确的得知曝光起始位置和终止位置的相位，进而无需进行冗余曝光，减少曝光剂量。

作为示例性的实施例，将距离所述曝光范围最近的非曝光R波位置信息补偿至与所述曝光数据同步的同步ECG数据中包括：基于所述曝光范围确定曝光起始位置所处的第一心动周期；基于所述第一心动周期确定起始非曝光R波位置信息，所述起始非曝光R波位置信息为距离曝光起始位置最近的非曝光R波位置信息；获取所述同步ECG数据；基于所述起始非曝光R波位置信息对所述同步ECG数据补偿，得到所述补偿ECG数据，所述补偿ECG数据包括同步ECG数据和曝光起始位置至所述起始非曝光R波位置信息之间的ECG数据。具体的，在对重建数据进行挑选时，可以基于所述起始非曝光R波位置信息确定所述曝光起始位置在的ECG数据中的第一相位；基于所述第一相位对所述重建数据进行挑选。

对于曝光终止位置，曝光终止位置可能也位于非R波位置，因此，将距离所述曝光范围最近的非曝光R波位置信息补偿至与所述曝光数据同步的同步ECG数据中还可以包括：基于所述曝光范围确定曝光终止位置所处的第二心动周期；基于所述第二心动周期确定终止非曝光R波位置信息，所述终止非曝光R波位置信息为距离所述曝光终止位置最近的非曝光R波位置信息；获取所述同步ECG数据；基于所述终止非曝光R波位置信息对所述同步ECG数据补偿，得到所述补偿ECG数据，所述补偿ECG数据包括同步ECG数据和曝光终止位置至所述起始非曝光R波位置信息之间的ECG数据。基于所述终止非曝光R波位置信息确定所述曝光终止位置在的ECG数据中的第二相位；基于所述第二相位对所述重建数据进行挑选。

本发明实施例提供了一种心脏螺旋回顾重建方法，包括：基于上述实施例心脏螺旋回顾重建数据挑选方法挑选重建数据；对所述重建数据进行重建得到心脏重建图像。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM(Read-Only Memory，只读存储器)/RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种用于实施上述心脏螺旋回顾重建数据挑选的心脏螺旋回顾重建数据挑选装置。图4是根据本申请实施例的一种可选的心脏螺旋回顾重建数据挑选装置的示意图，如图4所示，该装置可以包括：

(1)获取模块402，用于获取曝光数据在原始ECG数据中的曝光范围；

(2)补偿模块404，用于将距离所述曝光范围最近的非曝光R波位置信息补偿至与所述曝光数据同步的同步ECG数据中，得到补偿ECG数据；

(3)挑选模块406，用于基于所述补偿ECG数据对重建数据进行挑选。

需要说明的是，该实施例中的获取模块402可以用于执行上述步骤S202，该实施例中的补偿模块404可以用于执行上述步骤S204，该实施例中的挑选模块406可以用于执行上述步骤S206。

此处需要说明的是，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以运行在如图1所示的硬件环境中，可以通过软件实现，也可以通过硬件实现，其中，硬件环境包括网络环境。

根据本申请实施例的又一个方面，还提供了一种用于实施上述心脏螺旋回顾重建数据挑选方法和/或心脏螺旋回顾重建方法的电子设备，该电子设备可以是服务器、终端、或者其组合。

图5是根据本申请实施例的一种可选的电子设备的结构框图，如图5所示，包括处理器502、通信接口504、存储器506和通信总线508，其中，处理器502、通信接口504和存储器506通过通信总线508完成相互间的通信，其中，

存储器506，用于存储计算机程序；

处理器502，用于执行存储器506上所存放的计算机程序时，实现心脏螺旋回顾重建数据挑选方法和/或心脏螺旋回顾重建方法的步骤。

可选地，在本实施例中，上述的通信总线可以是PCI(Peripheral ComponentInterconnect，外设部件互连标准)总线、或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器可以包括RAM，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如，至少一个磁盘存储器。可选地，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述处理器可以是通用处理器，可以包含但不限于：CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)、NP(Network Processor，网络处理器)等；还可以是DSP(DigitalSignal Processing，数字信号处理器)、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit，专用集成电路)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解，图5所示的结构仅为示意，实施上述心脏螺旋回顾重建数据挑选方法和/或心脏螺旋回顾重建方法的设备可以是终端设备，该终端设备可以是空调、智能手机(如Android手机、iOS手机等)、平板电脑、掌上电脑以及移动互联网设备(Mobile Internet Devices，MID)、PAD等终端设备。图5其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，终端设备还可包括比图5中所示更多或者更少的组件(如网络接口、显示装置等)，或者具有与图5所示的不同的配置。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令终端设备相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、ROM、RAM、磁盘或光盘等。

根据本申请实施例的又一个方面，还提供了一种存储介质。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以用于心脏螺旋回顾重建数据挑选方法和/或心脏螺旋回顾重建方法的程序代码。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于上述实施例所示的网络中的多个网络设备中的至少一个网络设备上。

可选地，在本实施例中，存储介质被设置为存储用于执行心脏螺旋回顾重建数据挑选方法和/或心脏螺旋回顾重建方法的步骤。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例中对此不再赘述。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、ROM、RAM、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

上述实施例中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在上述计算机可读取的存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在存储介质中，包括若干指令用以使得一台或多台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的客户端，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例中所提供的方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。