一种估计心脏重建最佳时相的方法与流程

1.本发明涉及医学影像技术领域，更具体涉及一种估计心脏重建最佳时相的方法。


背景技术：

2.心脏ct数据的重建过程中，时相是一个关键参数，选择正确的时相可以使图像中的运动伪影最小，达到最好的图像质量。但是传统上，心脏重建过程中，通过ecg信号的分布来进行最佳时相的判断，通过查询一个时间区间内信号的最大值和最小值来得到信号波动的幅度，这种方式容易受到信号中噪声的影响，准确率较低；需要医生手动在不同的时相下进行数据重建，并在所有结果中选择运动伪影更少的图像。该过程需要耗费较多的时间和精力，因此需要一个方法，来自动计算得到最佳时相。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明提供了一种估计心脏重建最佳时相的方法，使用信号的标准差来对信号波动幅度进行估计，同时使用不同时相出现最佳时相的概率来对最佳时相进行调整，计算精准度高。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种估计心脏重建最佳时相的方法，包括以下步骤：
5.(一)获取心脏扫描的ecg信号；
6.(二)从时相2％或其他初始时相开始，以一个较小的时相间隔(如2％)生成一个时相序列，从时相序列中依次取出一个时相作为当前时相，记为时相pi，其中i∈[1，n]，n是序列中时相的个数，根据预设的时相宽度计算各个心跳周期中当前时相窗口的首尾时间戳，并标记该首尾时间戳范围内的ecg信号；
[0007]
(三)取出时相pi对应的被标记的ecg信号，计算这些信号的标准差，记为σi；
[0008]
(四)一般情况下最佳时相往往集中在70％附近，根据实际收集到的大量临床数据，可以给出时相序列中各个时相是最佳时相的概率，记为gi；
[0009]
(五)计算不同时相的信号标准差σi与概率gi的最佳时相指数：
[0010][0011][0012]
(六)结合信号标准差σi与概率gi的最佳时相指数，zi＝α
×z′
σ，i
(1-α)
×zg,i
其中α是一个权重调整因子，使得zi最小的时相即为最佳时相。
[0013]
进一步，所述步骤(四)中可以对这些大量数据进行分类处理，如根据心率高低进行分类，来提高准确性。
[0014]
在寻找最佳时相时，我们需要找到心脏运动幅度最小的时相，但是ecg信号本质是心脏产生的电信号，ecg信号的周期与心脏运动周期之间存在一个时相差，如图2所示。图1
中灰色背景为较为常见的最佳时时相置，即心收缩末期(左)、心舒张末期(右)。单纯通过ecg信号来寻找最佳时相经常会出现较大的偏差，如图2所示。为了更准确的找到最佳时相，需要在找到ecg信号随时间变化最小处对应的时相之后，再进行一次调整。
[0015]
综上所述，本发明使用信号的标准差来对信号波动幅度进行估计，同时使用不同时相出现最佳时相的概率来对最佳时相进行调整，自动计算得到最佳时相，计算精准度高。
附图说明
[0016]
图1为典型的心室体积及ecg信号在一个心跳周期内的变化示意图；
[0017]
图2单纯通过ecg信号来计算最佳时相，理想情况下如左图所示，但是经常出现不准确的结果，如右图所示；
[0018]
图3左图为信号的标准差σi随时相的分布示意图，右图为最佳时相的概率随时相的分布示意图；
[0019]
图4为最佳时相指数zi分布曲线。
具体实施方式
[0020]
参照图1至图4对本发明一种估计心脏重建最佳时相的方法的具体实施方式做进一步的说明。
[0021]
下面以图2中不准确的结果为例阐述本发明的具体处理过程：
[0022]
第一步，获取心脏扫描的ecg信号。
[0023]
第二步，从时相2％(或其他初始时相)开始，以一个较小的时相间隔(如2％)生成一个时相序列。从时相序列中依次取出一个时相作为当前时相，记为时相pi，其中i∈[1，n]，n是序列中时相的个数。根据预设的时相宽度计算各个心跳周期中当前时相窗口的首尾时间戳，并标记该首尾时间戳范围内的ecg信号。
[0024]
第三步，取出时相pi对应的被标记的ecg信号，计算这些信号的标准差，记为σi，如图3左图所示。
[0025]
第四步，一般情况下最佳时相往往集中在70％附近，根据实际收集到的大量临床数据，可以给出时相序列中各个时相是最佳时相的概率，记为gi，如图2右图所示。该图只是作为示例，实际使用大量数据之后可以更准确的反应实际情况。(同时，作为优化选项，可以对这些大量数据进行分类处理来提高准确性。如根据心率高低进行分类。)
[0026][0027][0028]
第六步，结合信号标准差σi与概率gi的最佳时相指数，zi＝α
×zσ，i
(1-α)
×zg，i
其中α是一个权重调整因子，使得zi最小的时相即为最佳时相，如图4所示。使用最佳时相进行图像重建。
[0029]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也
应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种估计心脏重建最佳时相的方法，其特征在于：包括以下步骤，(一)获取心脏扫描的ecg信号；(二)从时相2％或其他初始时相开始，以一个较小的时相间隔生成一个时相序列，从时相序列中依次取出一个时相作为当前时相，记为时相p
i
，其中i∈[1，n]，n是序列中时相的个数，根据预设的时相宽度计算各个心跳周期中当前时相窗口的首尾时间戳，并标记该首尾时间戳范围内的ecg信号；(三)取出时相p
i
对应的被标记的ecg信号，计算这些信号的标准差，记为σ
i
；(四)一般情况下最佳时相往往集中在70％附近，根据实际收集到的大量临床数据，可以给出时相序列中各个时相是最佳时相的概率，记为g
i
；(五)计算不同时相的信号标准差σ
i
与概率g
i
的最佳时相指数：的最佳时相指数：(六)结合信号标准差σ
i
与概率g
i
的最佳时相指数，z
i
＝α
×
z
σ，i
(1-α)
×
z
g，i
其中α是一个权重调整因子，使得z
i
最小的时相即为最佳时相。2.根据权利要求1所述的估计心脏重建最佳时相的方法，其特征在于：所述步骤(四)中可以对这些大量数据进行分类处理，如根据心率高低进行分类，来提高准确性。

技术总结
本发明公开了一种估计心脏重建最佳时相的方法，实现时，按照以下步骤来进行操作：进行心脏扫描，获取ECG信息；根据ECG信息计算最佳时相；使用最佳时相进行图像重建。本发明方法使用信号的标准差来对信号波动幅度进行估计，同时使用不同时相出现最佳时相的概率来对最佳时相进行调整，自动计算得到最佳时相，计算精准度高。精准度高。精准度高。


技术研发人员：徐亦飞 陈伟
受保护的技术使用者：明峰医疗系统股份有限公司
技术研发日：2022.01.17
技术公布日：2022/5/30