心脏血流动力学参数的确定方法及电子设备与流
发布日期:2024-08-22 浏览次数: 专利申请、商标注册、软件著作权、资质办理快速响应热线:4006-054-001 微信:15998557370
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摘要: | 所属的技术人员能够理解,本公开的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此,本公开的各个方面可以具体实现为以下形式,即:完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等),或硬件和软件方面结合的实施方式,这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。在一些可能的实施方式中,根据本公开的电... | ||
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所属的技术人员能够理解,本公开的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此,本公开的各个方面可以具体实现为以下形式,即:完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等),或硬件和软件方面结合的实施方式,这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。在一些可能的实施方式中,根据本公开的电子设备可以至少包括至少一个处理器、以及至少一个计算机存储介质。其中,计算机存储介质存储有程序代码,当程序代码被处理器执行时,使得处理器执行本说明书上述描述的根据本公开各种示例性实施方式的心脏血流动力学参数的确定方法中的步骤。例如,处理器可以执行如图2中所示的步骤201-207。下面参照图11来描述根据本公开的这种实施方式的电子设备1100。图11显示的电子设备1100仅仅是一个示例,不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图11所示,电子设备1100以通用电子设备的形式表现。电子设备1100的组件可以包括但不限于:上述至少一个处理器1101、上述至少一个计算机存储介质1102、连接不同系统组件(包括计算机存储介质1102和处理器1101)的总线1103。总线1103表示几类总线结构中的一种或多种,包括计算机存储介质总线或者计算机存储介质控制器、外围总线、处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。计算机存储介质1102可以包括易失性计算机存储介质形式的可读介质,例如随机存取计算机存储介质(ram)1121和/或高速缓存存储介质1122,还可以进一步包括只读计算机存储介质(rom)1123。计算机存储介质1102还可以包括具有一组(至少一个)程序模块1124的程序/实用工具1125,这样的程序模块1124包括但不限于:操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。电子设备1100也可以与一个或多个外部设备1104(例如键盘、指向设备等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与电子设备1100交互的设备通信,和/或与使得该电子设备1100能与一个或多个其它电子设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口1105进行。并且,电子设备1100还可以通过网络适配器1106与一个或者多个网络(例如局域网(lan),广域网(wan)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图所示,网络适配器1106通过总线1103与用于电子设备1100的其它模块通信。应当理解,尽管图中未示出,可以结合电子设备1100使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。在一些可能的实施方式中,本公开提供的一种心脏血流动力学参数的确定方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式,其包括程序代码,当程序产品在计算机设备上运行时,程序代码用于使计算机设备执行本说明书上述描述的根据本公开各种示例性实施方式的心脏血流动力学参数的确定方法中的步骤。程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取计算机存储介质(ram)、只读计算机存储介质(rom)、可擦式可编程只读计算机存储介质(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读计算机存储介质(cd-rom)、光计算机存储介质件、磁计算机存储介质件、或者上述的任意合适的组合。本公开的实施方式的心脏血流动力学参数的确定的程序产品可以采用便携式紧凑盘只读计算机存储介质(cd-rom)并包括程序代码,并可以在电子设备上运行。然而,本公开的程序产品不限于此,在本文件中,可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质,该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于无线、有线、光缆、rf等等,或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开操作的程序代码,程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c++等,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户电子设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户电子设备上部分在远程电子设备上执行、或者完全在远程电子设备或服务器上执行。在涉及远程电子设备的情形中,远程电子设备可以通过任意种类的网络包括局域网(lan)或广域网(wan)连接到用户电子设备,或者,可以连接到外部电子设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。应当注意,尽管在上文详细描述中提及了装置的若干模块,但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上,根据本公开的实施方式,上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之,上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。此外,尽管在附图中以特定顺序描述了本公开方法的操作,但是,这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作,或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地,可以省略某些步骤,将多个步骤合并为一个步骤执行,和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。本领域内的技术人员应明白,本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘计算机存储介质、cd-rom、光学计算机存储介质等)上实施的计算机程序产品的形式。本公开是参照根据本公开的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读计算机存储介质中,使得存储在该计算机可读计算机存储介质中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。显然,本领域的技术人员可以对本公开进行各种改动和变型而不脱离本公开的精神和范围。这样,倘若本公开的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内,则本公开也意图包含这些改动和变型在内。背景技术:1、心脏血流循环的功能状态直接影响心脏结构、功能和代谢,对心脏病的发生、发展、疗效、预后等具有重要影响。因此,对心脏流体力学状态的有效观察和分析对心脏疾病的筛查至关重要。2、目前,研究心脏血流动力学参数的超声技术主要为多普勒成像技术、斑点追踪成像技术、声学造影成像技术和四维定量分析技术等,但多普勒成像技术存在超声声束和血流方向夹角的角度依赖性,且通常只能估计血流量沿声束方向的速度分量,血流速度估计偏差较大;声学造影成像技术仅能动态显示血流灌注情况,不能呈现更多的流场变化信息;斑点追踪成像技术容易受到心率的影响,重复性有待进一步提高。所以,导致确定出的血流动力学参数的准确率较低。技术实现思路1、本公开示例性的实施方式中提供一种心脏血流动力学参数的确定方法及电子设备,用于提高心脏血流动力学参数的准确率。2、本公开的第一方面提供一种心脏血流动力学参数的确定方法,所述方法包括:3、响应于用户发送的心脏血流动力学参数确定指令,获取与所述心脏血流动力学参数确定指令对应的当前帧心脏超声图像;4、在所述当前帧心脏超声图像中提取心脏组织信号,得到心脏组织图像,以及在所述当前帧心脏超声图像中提取造影微泡信号,得到造影微泡图像,其中,所述心脏组织图像和所述造影微泡图像的图像大小相同;5、利用预设算法对所述心脏组织图像进行心内膜区域的识别,得到所述心内膜区域的位置;6、基于所述造影微泡图像中心内膜区域中的各像素点的像素值和所述各像素点的邻域像素点的像素值,得到各目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的识别位置;7、针对任意一个目标造影微泡,通过所述目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的识别位置,得到所述目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的目标位置;以及,8、基于所述目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的目标位置和所述目标造影微泡在上一帧心脏超声图像中的目标位置,得到所述目标造影微泡的瞬时速度;9、利用各目标造影微泡的瞬时速度,得到与所述当前帧心脏超声图像对应的粘度血流摩擦力wss。10、本实施例中通过在所述当前帧心脏超声图像中提取心脏组织信号和造影微泡信号来获取心脏组织图像和造影微泡图像,然后基于心脏组织图像确定出心内膜区域的位置,基于所述造影微泡图像中心内膜区域中的各像素点的像素值和所述各像素点的邻域像素点的像素值,得到各目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的识别位置,以此来得到各目标造影微泡的瞬时速度,以确定出与所述当前帧心脏超声图像对应的粘度血流摩擦力。由于造影微泡的物理特性类似红细胞,故可以作为红细胞的示踪剂,所以,本实施例中可以实时捕获心脏内单个/多个血细胞的复杂流体状态,可以更加详细地评估血流动力学参数的改变。由此,提高了确定出的血流动力学参数的准确率。11、在一个实施例中,所述在所述当前帧心脏超声图像中提取心脏组织信号,得到心脏组织图像,包括:12、提取所述当前帧心脏超声图像对应的回波信号中的线性信号,得到所述心脏组织图像;13、所述在所述当前帧心脏超声图像中提取造影微泡信号,得到造影微泡图像,包括:14、提取所述当前帧心脏超声图像对应的回波信号中的非线性信号,得到所述造影微泡图像。15、本实施例中通过提取线性信号来得到心脏组织图像以及通过提取非线性信号来得到造影微泡图像,以使心脏组织信号和造影微泡信号分离,保证了确定出的心脏血流动力学参数的准确性。16、在一个实施例中,所述基于所述造影微泡图像中心内膜区域中的各像素点的像素值和所述各像素点的邻域像素点的像素值,得到各目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的识别位置之前,所述方法还包括:17、对所述造影微泡图像进行杂波滤除,得到滤除后的造影微泡图像,并将所述滤除后的造影微泡图像确定为所述造影微泡图像。18、本实施中通过对造影微泡图像进行杂波滤除,以使造影微泡的特征更加明显,进一步提高了确定出的心脏血流动力学参数的准确性。19、在一个实施例中,所述基于所述造影微泡图像中心内膜区域中的各像素点的像素值和所述各像素点的邻域像素点的像素值,得到各目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的识别位置,包括:20、针对所述造影微泡图像中心内膜区域中的任意一个像素点,基于所述像素点的像素值以及所述像素点指定邻域内的各其他像素点的像素值,得到所述像素点分别和所述各其他像素点的像素差值;以及,21、将像素差值最大的其他像素点确定为中间像素点,基于所述中间像素点指定邻域内的各像素点的像素均值,得到所述中间像素点的能量值;22、利用所述心内膜区域中各像素点分别对应的各中间像素点的能量值对所述各中间像素点按照从大到小的顺序进行排序,将前指定数量的中间像素点分别确定为各目标造影微泡的中心点;23、分别以各中心点为圆心,以指定长度为半径得到所述各目标造影微泡,并将所述各目标造影微泡的中心点的位置确定为所述目标造影微泡的识别位置。24、本实施例中通过造影微泡图像中心内膜区域中的各像素点的像素值以及所述各像素点指定邻域内的各其他像素点的像素值确定出各目标造影微泡以及各目标造影微泡的识别位置。保证了确定出的目标造影微泡的识别位置的准确率。25、在一个实施例中,所述针对任意一个目标造影微泡,通过所述目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的识别位置,得到所述目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的目标位置,包括:26、基于所述目标造影微泡的识别位置,得到所述目标造影微泡的位置范围;27、针对所述位置范围中的任意一个位置,基于所述当前帧心脏超声图像中所述位置的指定邻域内的各像素点的像素值和所述位置在上一帧心脏超声图像中指定邻域内的各像素点的像素值,得到所述位置的置信度;28、将所述位置范围中置信度最高的位置,确定为所述目标造影微泡的目标位置。29、本实施例中通过目标造影微泡的识别位置得到所述目标造影微泡的位置范围,并将所述位置范围中置信度最高的位置,确定为所述目标造影微泡的目标位置,使得确定出的目标造影微泡的目标位置更加准确。30、在一个实施例中,所述基于所述当前帧心脏超声图像中所述位置的指定邻域内的各像素点的像素值和所述位置在上一帧心脏超声图像中指定邻域内的各像素点的像素值,得到所述位置的置信度,包括:31、将所述当前帧心脏超声图像中在所述位置的像素点的像素值与所述上一帧心脏超声图像中在所述位置的像素点的像素值相乘,得到第一中间置信度;并,32、针对所述当前帧心脏超声图像中所述位置的指定邻域内的任意一个像素点,将所述像素点在所述当前帧心脏超声图像中的像素值和所述像素点在上一帧心脏超声图像中的像素值相乘,得到所述像素点的第二中间置信度;并,33、将所述指定邻域内各像素点的第二中间置信度相加,得到第三中间置信度;34、将所述第三中间置信度与所述第一中间置信度相加,得到所述位置的置信度。35、在一个实施例中,所述基于所述目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的目标位置和所述目标造影微泡在上一帧心脏超声图像中的目标位置,得到所述目标造影微泡的瞬时速度,包括:36、根据所述目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的目标位置和所述目标造影微泡在上一帧心脏超声图像中的目标位置,得到所述目标造影微泡的位移;37、将所述目标造影微泡的位移与目标时间相除,得到所述目标造影微泡的瞬时速度,其中,所述目标时间为所述当前帧心脏超声图像与所述上一帧心脏超声图像的时间间隔。38、在一个实施例中,所述利用各目标造影微泡的瞬时速度,与所述当前帧心脏超声图像对应的粘度血流摩擦力wss,包括:39、根据所述各目标造影微泡的瞬时速度以及所述各目标造影微泡的位移,得到参数值;40、将所述参数值与预设的流体粘度相乘,得到所述wss。41、本公开第二方面提供一种电子设备,包括处理器和存储器,所述处理器和所述存储器通过总线连接;42、所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器被配置为基于所述计算机程序执行以下操作:43、响应于用户发送的心脏血流动力学参数确定指令,获取与所述心脏血流动力学参数确定指令对应的当前帧心脏超声图像;44、在所述当前帧心脏超声图像中提取心脏组织信号,得到心脏组织图像,以及在所述当前帧心脏超声图像中提取造影微泡信号,得到造影微泡图像,其中,所述心脏组织图像和所述造影微泡图像的图像大小相同;45、利用预设算法对所述心脏组织图像进行心内膜区域的识别,得到所述心内膜区域的位置;46、基于所述造影微泡图像中心内膜区域中的各像素点的像素值和所述各像素点的邻域像素点的像素值,得到各目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的识别位置;47、针对任意一个目标造影微泡,通过所述目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的识别位置,得到所述目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的目标位置;以及,48、基于所述目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的目标位置和所述目标造影微泡在上一帧心脏超声图像中的目标位置,得到所述目标造影微泡的瞬时速度;49、利用各目标造影微泡的瞬时速度,得到与所述当前帧心脏超声图像对应的粘度血流摩擦力wss。50、在一个实施例中,所述处理器执行所述在所述当前帧心脏超声图像中提取心脏组织信号,得到心脏组织图像,具体被配置为:51、提取所述当前帧心脏超声图像对应的回波信号中的线性信号,得到所述心脏组织图像;52、所述处理器执行所述在所述当前帧心脏超声图像中提取造影微泡信号,得到造影微泡图像,具体被配置为:53、提取所述当前帧心脏超声图像对应的回波信号中的非线性信号,得到所述造影微泡图像。54、在一个实施例中,所述处理器,还被配置为:55、所述基于所述造影微泡图像中心内膜区域中的各像素点的像素值和所述各像素点的邻域像素点的像素值,得到各目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的识别位置之前,对所述造影微泡图像进行杂波滤除,得到滤除后的造影微泡图像,并将所述滤除后的造影微泡图像确定为所述造影微泡图像。56、在一个实施例中,所述处理器执行所述基于所述造影微泡图像中心内膜区域中的各像素点的像素值和所述各像素点的邻域像素点的像素值,得到各目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的识别位置,具体被配置为:57、针对所述造影微泡图像中心内膜区域中的任意一个像素点,基于所述像素点的像素值以及所述像素点指定邻域内的各其他像素点的像素值,得到所述像素点分别和所述各其他像素点的像素差值;以及,58、将像素差值最大的其他像素点确定为中间像素点,基于所述中间像素点指定邻域内的各像素点的像素均值,得到所述中间像素点的能量值;59、利用所述心内膜区域中各像素点分别对应的各中间像素点的能量值对所述各中间像素点按照从大到小的顺序进行排序,将前指定数量的中间像素点分别确定为各目标造影微泡的中心点;60、分别以各中心点为圆心,以指定长度为半径得到所述各目标造影微泡,并将所述各目标造影微泡的中心点的位置确定为所述目标造影微泡的识别位置。61、在一个实施例中,所述处理器执行所述针对任意一个目标造影微泡,通过所述目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的识别位置,得到所述目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的目标位置,具体被配置为:62、基于所述目标造影微泡的识别位置,得到所述目标造影微泡的位置范围;63、针对所述位置范围中的任意一个位置,基于所述当前帧心脏超声图像中所述位置的指定邻域内的各像素点的像素值和所述位置在上一帧心脏超声图像中指定邻域内的各像素点的像素值,得到所述位置的置信度;64、将所述位置范围中置信度最高的位置,确定为所述目标造影微泡的目标位置。65、在一个实施例中,所述处理器执行所述基于所述当前帧心脏超声图像中所述位置的指定邻域内的各像素点的像素值和所述位置在上一帧心脏超声图像中指定邻域内的各像素点的像素值,得到所述位置的置信度,具体被配置为:66、将所述当前帧心脏超声图像中在所述位置的像素点的像素值与所述上一帧心脏超声图像中在所述位置的像素点的像素值相乘,得到第一中间置信度;并,67、针对所述当前帧心脏超声图像中所述位置的指定邻域内的任意一个像素点,将所述像素点在所述当前帧心脏超声图像中的像素值和所述像素点在上一帧心脏超声图像中的像素值相乘,得到所述像素点的第二中间置信度;并,68、将所述指定邻域内各像素点的第二中间置信度相加,得到第三中间置信度;69、将所述第三中间置信度与所述第一中间置信度相加,得到所述位置的置信度。70、在一个实施例中,所述处理器执行所述基于所述目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的目标位置和所述目标造影微泡在上一帧心脏超声图像中的目标位置,得到所述目标造影微泡的瞬时速度,具体被配置为:71、根据所述目标造影微泡在所述当前帧心脏超声图像中的目标位置和所述目标造影微泡在上一帧心脏超声图像中的目标位置,得到所述目标造影微泡的位移;72、将所述目标造影微泡的位移与目标时间相除,得到所述目标造影微泡的瞬时速度,其中,所述目标时间为所述当前帧心脏超声图像与所述上一帧心脏超声图像的时间间隔。73、在一个实施例中,所述处理器执行所述利用各目标造影微泡的瞬时速度,与所述当前帧心脏超声图像对应的粘度血流摩擦力wss,具体被配置为:74、根据所述各目标造影微泡的瞬时速度以及所述各目标造影微泡的位移,得到参数值;75、将所述参数值与预设的流体粘度相乘,得到所述wss。76、根据本公开实施例提供的第三方面,提供一种计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序用于执行如第一方面所述的方法。