使用深度学习进行全自动化的心脏功能和心肌应力分析制造技术

用于心脏功能和心肌应力分析的系统和方法包括技术和结构，该技术和结构用于根据一组心脏图像的视图对该组心脏图像进行分类，检测该组心脏图像中的心脏范围和有效短轴切片图像，确定心脏节段位置，针对各个时间帧和各个切片图像分割心脏解剖结构，计算容积相关参数，确定关键生理时间点，计算心肌透壁厚度并从关键生理时间点的心肌透壁厚度导出心脏功能测量，从该组心脏图像估计密集运动场，从密集运动场计算沿着不同心肌方向的心肌应力，并且通过用户界面向用户提供心脏功能测量和心肌应力计算。肌应力计算。肌应力计算。

【技术实现步骤摘要】
使用深度学习进行全自动化的心脏功能和心肌应力分析


[0001]本公开总体涉及心脏生理学的研究，具体涉及使心脏功能和心肌应力的分析自动化。

技术介绍

[0002]心脏功能和心肌应力分析对于心血管疾病的诊断和治疗是至关重要的。心脏功能分析通常包括心腔容积测量、射血分数和心肌厚度等。心肌应力根据对心肌运动的估计来测量心肌形变，并且已经被证明是心功能障碍的全面、灵敏且早期的指示。这些分析是复杂的，并且需要广泛的领域专业知识。多年来，已经做出了巨大的努力来简化和自动化在心脏功能分析和心肌应力分析中涉及的各种过程。然而，当前的解决方案仍然需要大量的人工观察、视图的操纵和结果的解释。
[0003]这些过程中的人为干预通常需要大量的训练和经验，通常会导致观察者间和观察者内的变化性的问题，可能提供较差的分析再现性，并且需要额外的时间和努力。

技术实现思路

[0004]提供使心脏功能和心肌应力的分析自动化的方法和系统将是有利的。
[0005]根据本公开的一个方面，一种方法包括：根据一组心脏图像的视图对该组心脏图像进行分类；检测该组心脏图像中的心脏范围和有效短轴切片图像；确定心脏节段位置；针对各个时间帧和各个切片图像分割心脏解剖结构；计算容积相关参数；确定关键生理时间点；计算心肌透壁厚度，并从关键生理时间点的心肌透壁厚度导出心脏功能测量；从该组心脏图像估计密集运动场；从密集运动场计算沿着不同心肌方向的心肌应力；以及通过用户界面向用户提供心脏功能测量和心肌应力。
[0006]视图可以包括短轴视图、2腔视图、3腔视图、4腔视图。
[0007]方法可以包括：通过检测视图中的心脏解剖界标来检测该组心脏图像中的心脏范围和有效短轴切片图像。
[0008]心脏解剖界标可以包括左心室的二尖瓣环和心尖末端。
[0009]确定心脏节段位置可以包括：确定左心室的基部前部、基部前间隔、基部下间隔、基部下部、基部下外侧、基部前外侧、中前部、中前间隔、中下间隔、中下部、中下外侧、中前外侧、心尖前部、心尖间隔、心尖下部、心尖外侧以及心尖的位置。分割心脏解剖结构可以包括：分割左心室心肌、右心室心肌、左心房血池、右心房血池、乳头肌、小梁肌、左心室血池和右心室血池中的一个或多个。
[0010]根据本公开的另一方面，一种系统包括：心脏图像源；一个或多个神经网络，其被配置为根据一组心脏图像的视图对该组心脏图像进行分类，检测该组心脏图像中的心脏范围和有效短轴切片图像，确定心脏节段位置，针对各个时间帧和各个切片图像分割心脏解剖结构，计算容积相关参数，确定关键生理时间点，计算心肌透壁厚度，并从关键生理时间点的心肌透壁厚度导出心脏功能测量，从该组心脏图像估计密集运动场，从密集运动场计
算沿着不同心肌方向的心肌应力，其中，系统还包括：用户界面，其向用户提供心脏功能测量和心肌应力。
[0011]从结合附图考虑的本文所述的实施例，示例性实施例的这些和其它方面、实施形态以及优点将变得显而易见。然而，应当理解，说明书和附图仅被设计用于例示的目的，而不是作为对所公开专利技术的限制的定义，对所公开专利技术的限制应当参考所附权利要求。本专利技术的另外方面和优点将在以下描述中阐述，并且部分地将从描述显而易见，或者可以通过本专利技术的实践来了解。而且，本专利技术的方面和优点可以通过在所附权利要求中特别指出的装置和组合来实现和获得。
附图说明
[0012]在本公开的以下详细部分中，将参见附图所示的示例实施例更详细地说明本专利技术。这些实施例是非限制性的示例性实施例，其中在附图的若干视图中，同样的附图标记表示类似的结构，附图中：
[0013]图1例示了用于执行心脏功能分析和心肌应力分析的工作流程的总体概览；
[0014]图2例示了示例性系统的示意框图；
[0015]图3例示了可以用于实施所公开的实施例的计算引擎的示例性架构；
[0016]图4描绘了可以用于实施所公开的实施例的示例性简单神经网络；
[0017]图5示出了心脏功能分析和应力分析工作流程的流程图；以及
[0018]图6例示了示例性的17节段牛眼显示。
具体实施方式
[0019]在以下详细描述中，通过示例的方式阐述了许多具体细节，以便提供对相关公开的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言应当显而易见的是，可以在没有这种细节的情况下实践本公开。在其它情况下，为了避免不必要地模糊本公开的方面，已经以相对高的级别描述了公知的方法、过程、系统、部件和/或电路，而没有详细描述。对所公开的实施例的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本文所定义的一般原理可以应用于其他实施例和应用。由此，本公开不限于所示的实施例，而是应被赋予与权利要求一致的最广范围。
[0020]应当理解，本文所用的术语“系统”、“单元”、“模块”和/或“块”是一种以升序区分不同级别的不同部件、元件、零件、部分或组件的方法。然而，如果术语和其他表达可以实现相同的目的，则术语可以被其他表达替换。
[0021]应当理解，当单元、模块或块被称为在另一单元、模块或块“上”、“连接到”或“联接到”另一单元、模块或块时，它可以直接在另一单元、模块或块上、直接连接或联接到另一单元、模块或块，或者可以存在中间单元、模块或块，除非上下文明确地另外指示。如本文所用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。
[0022]通常，如本文所用的词语“模块”、“单元”或“块”指代在硬件或固件中具体实施的逻辑，或者指代软件指令的集合。本文所述的模块、单元或块可以被实施为软件和/或硬件，并且可以被存储在任何类型的非瞬时性计算机可读介质或另一储存装置中。在一些实施例中，软件模块/单元/块可以被编译并链接到可执行程序中。应当理解，软件模块可以从其他
模块/单元/块或从它们自身调用，和/或可以响应于检测到的事件或中断而被调用。被配置为在计算装置上执行的软件模块/单元/块可以设置在计算机可读介质上，诸如光盘、数字视频光盘、闪存驱动器、磁盘或任何其他有形介质，或者设置为数字下载资料(并且可以最初以在执行之前需要安装、解压缩或解密的压缩或可安装格式来存储)。这种软件代码可以部分地或完全地存储在执行计算装置的储存装置上，以便由计算装置执行。软件指令可以嵌入固件中，诸如可擦可编程只读存储器(EPROM)中。还应当理解，硬件模块/单元/块可以包括在连接的逻辑部件中，诸如门和触发器中，和/或可以包括在可编程单元中，诸如可编程门阵列或处理器中。本文所述的模块/单元/块或计算装置功能可以被实施为软件模块/单元/块，但是可以以硬件或固件来表示。通常，本文所述的模块/单元/块指代可以与其他模块/单元/块组合或被划分为子模块/子单元/子块的逻辑模块/单元/块，而不管它们的实体组织或储存器如何。该描述可以适用于系统、引擎或其一部分。
[0023]本文所用的术语仅用于描述特定示例和实施例的目的，而不旨在为限制性的。如本文所用的，单数形式“一”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种心肌应力及心功能分析方法，包括：根据一组心脏图像的视图对所述一组心脏图像进行分类；检测所述一组心脏图像中的心脏范围和有效短轴切片图像；确定心脏节段位置；针对各个时间帧和各个切片图像分割心脏解剖结构；计算容积相关参数；确定关键生理时间点；计算心肌透壁厚度，并从所述关键生理时间点的所述心肌透壁厚度导出心脏功能测量；从所述一组心脏图像估计密集运动场；从所述密集运动场计算沿着不同心肌方向的心肌应力；以及通过用户界面向用户提供所述心脏功能测量和所述心肌应力。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述心脏图像是扫描的多切片DICOM图像。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述视图包括短轴视图、2腔视图、3腔视图、4腔视图。4.根据权利要求1所述的方法，包括：通过检测所述视图中的心脏解剖界标来检测所述一组心脏图像中的所述心脏范围和有效短轴切片图像，其中，所述心脏解剖界标包括左心室的二尖瓣环和心尖末端。5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定心脏节段位置包括：确定左心室的基部前部、基部前间隔、基部下间隔、基部下部、基部下外侧、基部前外侧、中前部、中前间隔、中下间隔、中下部、中下外侧、中前外侧、心尖前部、心尖间隔、心尖下部、心尖外侧以及心尖的位置，其中，分割心脏解剖结构包括：分割左心室心肌、右心室心肌、左心房血池、右心房血池、乳头肌、肌小梁、左心室血池和右心室血池中的一个或多个。6.根据权利要求1所述的方法，包括：使用神经网络来分类所述一组心脏图像；检测所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈潇，阿比舍克，
申请(专利权)人：上海联影智能医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：