一种超声心动图左心室壁六段分割方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种超声心动图左心室壁六段分割方法、系统及存储介质，涉及医学图像处理技术领域，该方法包括：获取超声心动图，并使用图像分割方法对超声心动图进行图像分割，得到左心室壁分割图；对左心室壁分割图进行左心室壁角点检测，得到室间隔底部以及左心室外壁底部的四个角点；对左心室壁分割图进行边缘提取，并结合四个角点，得到边缘点集；针对左心室壁区域，基于边缘点集确定室间隔区域和左心室外壁区域的分割线；分别针对室间隔区域和左心室外壁区域，基于边缘点集，计算并获得六个子区域。本发明专利技术成功实现了左心室壁六段分割的自动化，分割结果具有可信性，可以对临床诊断起到辅助作用。

【技术实现步骤摘要】
一种超声心动图左心室壁六段分割方法、系统及存储介质
本专利技术涉及医学图像处理
，特别涉及一种超声心动图左心室壁六段分割方法、系统及存储介质。
技术介绍
心尖四腔切面是超声心动图的一个重要标准切面，此切面能够清晰地反映左心室壁的形态结构。在该切面下，美国超声心动图学会提出的左心室16段分段法建议将左心室壁分成六个心肌子块(如图1所示)，以便于医生明确地描述心脏病变的位置。其中，从解剖学定义来看，左心室壁由室间隔和左心室外壁两部分构成。二者的分割线起于心尖，方向沿心肌走向的切线方向。对于室间隔区域，可以三等分得到三个心肌子块(图1中标号1、2、3的区域)。对于左心室外壁，也可以三等分得到另外三个子块(图1中标号4、5、6的区域)。在实际的超声心动图分析中，临床医生需要按照标准手动标记每张图像中的每个心肌子块。这一过程十分耗时，且标记结果受医生的主观影响。如果标记过程能够实现自动化，则可以大大降低临床医生的工作量，并且能够保证标记结果质量更稳定。但目前尚没有针对超声心动图左心室壁六段分割的自动化方法和系统。
技术实现思路
本专利技术提供了一种超声心动图左心室六段分割方法、系统及存储介质，以实现超声心动图心尖四腔切面中的左心室壁自动六段分割。本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供了一种超声心动图左心室壁六段分割方法，包括：获取超声心动图，并使用图像分割方法对所述超声心动图进行图像分割，得到左心室壁分割图；对所述左心室壁分割图进行左心室壁角点检测，得到室间隔底部以及左心室外壁底部的四个角点；对所述左心室壁分割图进行边缘提取，并结合所述四个角点，得到左心室壁分割图中的边缘点集；针对所述左心室壁区域，基于所述边缘点集确定室间隔区域和左心室外壁区域的分割线；分别针对所述室间隔区域和左心室外壁区域，基于所述边缘点集，计算并获得六个子区域。进一步地，对所述左心室壁分割图进行左心室壁角点检测包括：按行按列统计所述左心室壁分割图中非零像素数，裁剪掉非零像素数为零的行列，仅保留马蹄形左心室壁区域；将裁剪后的图像均分为大小相等的2×2四个子块；对于左下子块，以子块中心为旋转中心，顺时针旋转预设角度，最左侧点和最底部点为马蹄形左半区域底边的左角点A和右角点B；对于右下子块，以子块中心为旋转中心，顺时针旋转预设角度，最左侧点和最底部点为马蹄形右半区域底边的左角点C和右角点D。进一步地，对所述左心室壁分割图进行边缘提取，得到边缘点集，包括：使用边缘提取算子提取所述左心室壁分割图的边缘，获得马蹄形边缘图；统计所述马蹄形边缘图中全部非零像素点坐标，并结合所述四个角点，构建边缘点集；任取所述边缘点集中第一行中的非零像素点作为起始点，将该点从所述边缘点集中删除，记录到排序点集，查找右侧与上一次删除的点距离最近的非零像素点，将该非零像素点从所述边缘点集中删除，记录到所述排序点集中；依次移除所述边缘点集中的节点并记录到所述排序点集中，直至所述边缘点集为空；按照DCBA的顺序，将所述排序点集分成四个子点集{DC，CB，BA，AD}；其中{CB}为内边缘点集，{AD}为外边缘点集。进一步地，针对所述左心室壁区域，基于所述边缘点集确定室间隔区域和左心室外壁区域的分割线，包括：计算角点B和角点C的连线BC的中点E的坐标；依次计算所述内边缘点集中各个内边缘点与点E的距离，找到与点E距离最远的点F；得到点E和点F之间的直线EF的方程；依次计算所述外边缘点集中的外边缘点与直线EF的距离，找到距离最小的点G，作为EF与外边缘的交点，此时线段FG为室间隔区域和左心室外壁区域的分割线。进一步地，分别针对所述室间隔区域和左心室外壁区域，基于所述边缘点集，计算并获得六个子区域，包括：将内边缘分割成{CF}{FB}两个点序列，分别找到{CF}{FB}的三等分点；将外边缘分割成{AE}{ED}两个点序列，分别找到{AE}{ED}的三等分点；将四对三等分点连接成四条线段；；依次将所述四条线段和所述线段FG着色为背景色；计算所述左心室壁分割图中的连通域，去除面积较小的零散区域，得到六个子区域。进一步地，所述边缘提取算子包括：Sobel算子或Canny算子。进一步地，还包括：计算每个区域的重心并按照由左下角到右下角的弧形方向排序；按顺序着色并生成半透明蒙版，覆盖在超声心动图上。本专利技术还提供了一种超声心动图左心室壁六段分割系统，包括：左心室壁分割图获取模块，用于获取超声心动图，并使用图像分割方法对所述超声心动图进行图像分割，得到左心室壁分割图；左心室壁角点检测模块，用于对所述左心室壁分割图获取模块获取的左心室壁分割图进行左心室壁角点检测，得到室间隔底部以及左心室外壁底部的四个角点；左心室壁边缘点提取模块，用于对所述左心室壁分割图获取模块获取的左心室壁分割图进行边缘提取，并结合所述左心室壁角点检测模块得到的四个角点，得到左心室壁边缘点集；左心室壁自动六段分割模块，用于针对所述左心室壁区域，基于所述左心室壁边缘点提取模块提取的边缘点集确定室间隔区域和左心室外壁区域的分割线；分别针对所述室间隔区域和左心室外壁区域，基于所述边缘点集，计算并获得六个子区域。本专利技术还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内存储有计算机指令集，计算机指令集被处理器执行时实现如上述超声心动图左心室壁六段分割方法。本专利技术的优点和积极效果：本专利技术实现了超声心动图中左心室壁的自动六段分割。设计过程充分考虑了左心室壁的解剖学特征，将其与超声心动图中左心室壁区域的几何特征一一对应，由此计算获得的关键点、分割线和六段分割结果与美国超声心动图学会的建议相匹配，具有可信性。进一步地，基于本专利技术的六段分割结果，可以提取超声心动图的局部运动模式特征，用于预测心肌运动模式是否存在异常。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为标准心尖四腔心切面的示意图和超声心动图；图2为本专利技术实施例中一种超声心动图左心室壁六段分割方法的流程图；图3为本专利技术实施例中六段分割方法中全部关键点的示意图；图4为本专利技术实施例中六段分割方法分割得到的六个子区域及其编号；图5为本专利技术实施例中超声心动图左心室壁六段分割的可视化结果。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声心动图左心室壁六段分割方法，其特征在于，包括：/n获取超声心动图，并使用图像分割方法对所述超声心动图进行图像分割，得到左心室壁分割图；/n对所述左心室壁分割图进行左心室壁角点检测，得到室间隔底部以及左心室外壁底部的四个角点；/n对所述左心室壁分割图进行边缘提取，并结合所述四个角点，得到左心室壁分割图中的边缘点集；/n针对所述左心室壁区域，基于所述边缘点集确定室间隔区域和左心室外壁区域的分割线；/n分别针对所述室间隔区域和左心室外壁区域，基于所述边缘点集，计算并获得六个子区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声心动图左心室壁六段分割方法，其特征在于，包括：
获取超声心动图，并使用图像分割方法对所述超声心动图进行图像分割，得到左心室壁分割图；
对所述左心室壁分割图进行左心室壁角点检测，得到室间隔底部以及左心室外壁底部的四个角点；
对所述左心室壁分割图进行边缘提取，并结合所述四个角点，得到左心室壁分割图中的边缘点集；
针对所述左心室壁区域，基于所述边缘点集确定室间隔区域和左心室外壁区域的分割线；
分别针对所述室间隔区域和左心室外壁区域，基于所述边缘点集，计算并获得六个子区域。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述左心室壁分割图进行左心室壁角点检测包括：
按行按列统计所述左心室壁分割图中非零像素数，裁剪掉非零像素数为零的行列，仅保留马蹄形左心室壁区域；
将裁剪后的图像均分为大小相等的2×2四个子块；
对于左下子块，以子块中心为旋转中心，顺时针旋转预设角度，最左侧点和最底部点为马蹄形左半区域底边的左角点A和右角点B；
对于右下子块，以子块中心为旋转中心，顺时针旋转预设角度，最左侧点和最底部点为马蹄形右半区域底边的左角点C和右角点D。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述左心室壁分割图进行边缘提取，得到边缘点集，包括：
使用边缘提取算子提取所述左心室壁分割图的边缘，获得马蹄形边缘图；
统计所述马蹄形边缘图中全部非零像素点坐标，并结合所述四个角点，构建边缘点集；
任取所述边缘点集中第一行中的非零像素点作为起始点，将该点从所述边缘点集中删除，记录到排序点集，查找右侧与上一次删除的点距离最近的非零像素点，将该非零像素点从所述边缘点集中删除，记录到所述排序点集中；
依次移除所述边缘点集中的节点并记录到所述排序点集中，直至所述边缘点集为空；
按照DCBA的顺序，将所述排序点集分成四个子点集{DC，CB，BA，AD}；其中{CB}为内边缘点集，{AD}为外边缘点集。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，针对所述左心室壁区域，基于所述边缘点集确定室间隔区域和左心室外壁区域的分割线，包括：
计算角点B和角点C的连线BC的中点E的坐标；
依次计算所述内边缘点集中各个内边缘点与点E的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马壮，张宾，李雪，李宁，包一平，郭宝珠，于丹，熊晟博，
申请(专利权)人：大连东软教育科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21