[發(fā)明專利]一種提高冠狀動脈內(nèi)超聲圖像視覺效果的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910075133.4
• 申請日: 2009-08-13
• 公開（公告）號: CN101625756A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫正
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/00
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務(wù)所有限公司
• 代理人: 李羨民;高錫明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種根據(jù)圖像灰度特征從覆蓋多個心動周期的冠狀動脈內(nèi)超聲圖像序列中選取在各個心動周期的心臟舒張末期采集的一幀圖像，組成一個新的序列，作為門控之后的結(jié)果，從而減小由心臟的周期性運動所致的運動偽影，改善縱向視圖視覺效果的方法，屬醫(yī)學(xué)成像技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

血管內(nèi)超聲顯像(Intravascular?Ultrasound，IVUS)是診斷血管病變的一種影像技術(shù)，具有獨特的能在活體中觀察管壁、管腔及斑塊形態(tài)性質(zhì)，甚至管壁功能狀態(tài)的特點。由于冠狀動脈附著在心外膜表面上，隨心臟有節(jié)律的運動，因此在進行冠狀動脈內(nèi)超聲(IntracoronaryUltrasound，ICUS)檢查時，采集到的ICUS圖像序列不可避免的會受到由周期性心臟運動所致運動偽影的影響。其主要表現(xiàn)形式為，在ICUS縱向視圖中血管壁呈現(xiàn)鋸齒狀邊緣。這給ICUS圖像序列的準確定量分析(包括測量管腔直徑、截面積、容積、斑塊體積等)、三維重建以及制定介入治療方案和評價其效果帶來很大困難。

對于由周期性心臟運動引起的ICUS圖像中的運動偽影，可采用心電(ECG，Electrocardiogram)門控的方法減小其影響。目前，臨床主要采用在線和離線ECG門控兩種方式：

(1)在線ECG門控圖像采集方法：一般指心電R波門控，回撤導(dǎo)管的馬達與心電門控裝置相連，人體表心電信號經(jīng)過傳感放大后，進行R整形放大，提高R信號電平，抑制其它波信號，然后將整形后的R波(方波)信號送入計算機接口電路，計算機自動識別R信號，由R波的上升沿作為觸發(fā)源啟動圖像采集裝置。這種方法通過只在每個心動周期的相同相位處采集圖像，改善心臟運動所致的偽影。但是它的缺點在于：①需要專門的ECG門控圖像采集裝置，而目前臨床采用的多數(shù)IVUS成像系統(tǒng)不包含此功能；②與連續(xù)回撤導(dǎo)管采集圖像相比，這種方式需要更長的采集時間(每個心動周期只采集一幀圖像)，從而延長了介入檢查的時間；③門控時間點的選擇沒有統(tǒng)一標準，尤其對于心律失常的病人則更困難。

(2)離線ECG門控方法：即不采用專門的ECG門控裝置，而是在馬達的驅(qū)動下勻速連續(xù)回撤導(dǎo)管采集覆蓋多個心動周期的ICUS圖像序列，同時記錄ECG信號。待檢查結(jié)束后，由醫(yī)生根據(jù)ECG信號從ICUS圖像序列中選取出在各心動周期中的相同相位處采集的圖像，每個心動周期選擇一幀，組成一個新的序列，作為門控后的結(jié)果。這種方式雖然不會延長介入檢查的時間，但是其不足之處在于：①圖像的幀采樣率是固定的，因此只能獲得近似同步的序列；②結(jié)果的客觀性和可重復(fù)性差，受醫(yī)生的臨床經(jīng)驗和主觀因素影響較大；③受病人本身和不同病人之間的差異影響，很難選取出心動周期中的最佳采樣時刻；④ECG信號記錄的是心臟的全局電特性，而由于心臟運動所導(dǎo)致的偽影常取決于導(dǎo)管在管腔內(nèi)的局部位置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足、提供一種既不需要專門的ECG門控圖像采集裝置，也不需要記錄ECG信號，而且簡單易行的提高冠狀動脈內(nèi)超聲圖像視覺效果的方法。

本發(fā)明所稱問題是以下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種提高冠狀動脈內(nèi)超聲圖像視覺效果的方法，它針對ICUS圖像序列，運用圖像分析技術(shù)，通過分析各幀圖像的灰度特征，選擇出在每個心動周期中的心臟運動最慢點(即舒張末期)采集的一幀圖像，組成一個新的圖像序列，作為門控之后的結(jié)果，具體步驟如下：

a、對ICUS圖像序列構(gòu)造差異矩陣：

對于由n幀組成的ICUS圖像序列{I₁，I₂，...，I_n}，選擇兩幀圖像之間灰度值的歸一化互相關(guān)作為對兩幀圖像差異度的衡量，通過逐幀比較，構(gòu)造n×n維的差異矩陣D＝[d_i，j](i＝1，2，..，n；j＝1，2，..，n)

d_i，j＝1-C(i，j)