经盐水造影校正的搏动灌注图像重建方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术涉及经盐水造影校正的搏动灌注图像重建方法、系统及设备。所述方法包括：获取患者带通滤波电阻抗曲线生成搏动图；基于所述的校正因子和所述搏动图生成经盐水造影校正的搏动灌注图像。所述经盐水造影校正的搏动灌注图像既含有肺灌注区域的搏动阻抗数据又含有前向血流阻抗数据，实现实时、精准的肺灌注图像的生成。像的生成。像的生成。

【技术实现步骤摘要】
经盐水造影校正的搏动灌注图像重建方法、系统及设备


[0001]本专利技术涉及智能医疗
，更具体地，涉及一种经盐水造影校正的搏动灌注图像重建方法、系统、设备和计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]EIT作为一种床旁无创、连续、动态、无辐射的先进肺通气监测技术，主要通过局部电极施加微弱电流，感应通气过程中胸腔生物电阻抗变化，再利用相应的成像算法来监测肺通气功能状态。EIT肺灌注成像一般可分为心脏相关的周期性肺血管搏动和高电导剂增强造影两种方法。周期性肺血管搏动法主要通过分析区域周期性肺血管搏动变化来反映区域肺灌注多少，由于血液具有比组织更高的导电率，电阻抗较低，因此当血液进入或离开某区域时，可以观察到阻抗的降低或增加，因此如果某区域肺血管阻抗搏动强，则提示区域肺灌注量多。但这种心脏相关的周期性肺血管搏动主要反映了区域肺血容量变化而不是反映真正反映前向流动的肺灌注血流量，容易受到肺动脉压、心脏收缩舒张、肺循环阻力、气道压等影响，准确性相对较低。注射高电导率剂增强造影法常见的是盐水造影法，主要通过从中心静脉导管“弹丸”式注射高电导率的造影剂，在造影剂首次通过右心房、右心室和肺血管的过程，获取胸腔电阻抗随时间变化的电阻抗稀释曲线，进行分析获得肺灌注分布情况。本课题组在国内最早地开展了盐水造影EIT肺灌注成像相关临床应用研究及研发。一方面盐水造影法具有较高的准确性，另一方面肺血管搏动法具有实时监测的优势，两种方法具有优劣互补的特点，但目前国内外尚无关于这两方法联合的相关基础研究报道。

技术实现思路

[0003]基于上述问题，本研究通过校正因子将盐水造影中的血流阻抗数据引入搏动图中，首次提出一种经盐水造影校正的搏动灌注图像重建方法、系统、设备和计算机可读存储介质，用以实现肺灌注的实时监测。
[0004]本申请的目的在于提供一种校正因子的生成方法，所述方法包括：获取患者带通滤波电阻抗曲线生成搏动图；获取患者同期盐水造影阻抗稀释曲线，生成患者的基于盐水造影的肺灌注图；计算所述基于盐水造影的肺灌注图像素点和所述搏动图像素点的比值，生成校正因子；可选的，所述校正因子为所述基于盐水造影的肺灌注图像中血流阻抗数据和所述搏动图中搏动阻抗数据的比值。
[0005]进一步，所述基于盐水造影的肺灌注图为盐水造影EIT肺灌注图像；可选的，获取患者同期盐水造影阻抗稀释曲线，利用患者盐水造影阻抗稀释曲线结合图像重建算法生成患者的盐水造影EIT肺灌注图像；可选的，获取患者同期盐水造影阻抗稀释曲线，利用患者盐水造影阻抗稀释曲线结合最大斜率法生成患者的盐水造影EIT肺灌注图像。
[0006]进一步，获取患者同期盐水造影阻抗稀释曲线，提取所述盐水造影阻抗稀释曲线多参数特征，结合图像重建算法生成患者的盐水造影EIT肺灌注图像；可选的，所述多参数特征包括下列特征中的一种或几种：曲线最大阻抗下降幅值、曲线下面积、最大斜率、平均传输时间、胸廓形态校正，所述曲线最大阻抗下降幅值又称电阻下降幅度，所述最大斜率又称曲线最大下降斜率；所述提取所述盐水造影阻抗稀释曲线多参数特征为采用机器学习算法提取所述盐水造影阻抗稀释曲线多参数特征，可选的，所述提取所述盐水造影阻抗稀释曲线多参数特征为采用XGBoost、SVM、逻辑回归、随机森林、GBDT、LightGBM或ANN算法中的一种或几种提取所述盐水造影阻抗稀释曲线多参数特征；可选的，所述方法还包括提取所述盐水造影阻抗稀释曲线多参数特征，将所述多参数特征进行特征融合得到特征融合后的特征，将所述特征融合后的特征结合图像重建算法生成患者的盐水造影EIT肺灌注图像。
[0007]进一步，所述基于盐水造影的肺灌注图为基于盐水造影重建的SPECT图；可选的，获取患者同期盐水造影阻抗稀释曲线，将所述盐水造影阻抗稀释曲线输入预先训练的深度学习模型，生成患者的基于盐水造影重建的SPECT图；可选的，获取患者同期盐水造影阻抗稀释曲线，将所述盐水造影阻抗稀释曲线生成盐水造影EIT灌注图像，将所述盐水造影EIT灌注图像输入预先训练的深度学习模型中，生成患者的基于盐水造影重建的SPECT图。
[0008]优选的，获取患者同期盐水造影阻抗稀释曲线，提取所述盐水造影阻抗稀释曲线多参数特征，生成盐水造影EIT灌注图像，将所述盐水造影EIT灌注图像输入预先训练的深度学习模型中，生成患者的基于盐水造影重建的SPECT图；可选的，所述多参数特征包括下列特征中的一种或几种：曲线最大阻抗下降幅值、曲线下面积、最大斜率、平均传输时间、胸廓形态校正，所述曲线最大阻抗下降幅值又称电阻下降幅度，所述最大斜率又称曲线最大下降斜率；可选的，所述提取所述盐水造影阻抗稀释曲线多参数特征为采用机器学习算法提取所述盐水造影阻抗稀释曲线多参数特征，可选的，所述提取所述盐水造影阻抗稀释曲线多参数特征为采用XGBoost、SVM、逻辑回归、随机森林、GBDT、LightGBM或ANN算法中的一种或几种提取所述盐水造影阻抗稀释曲线多参数特征；可选的，所述方法还包括提取所述盐水造影阻抗稀释曲线多参数特征，将所述多参数特征进行特征融合得到特征融合后的特征，将所述特征融合后的特征，生成盐水造影EIT灌注图像。
[0009]本申请的目的在于提供一种经盐水造影校正的搏动灌注图像重建方法，所述方法包括：获取患者带通滤波电阻抗曲线生成搏动图；基于上述的校正因子和所述搏动图生成经盐水造影校正的搏动灌注图像。
[0010]进一步，所述经盐水造影校正的搏动灌注图像为经盐水造影重建的SPECT图校正的搏动灌注图像或经盐水造影EIT图校正的搏动灌注图像；可选的，所述搏动图为实时的搏动图序列，所述经盐水造影校正的搏动灌注图像为实时的经盐水造影校正的搏动灌注图像序列。
[0011]进一步，所述校正因子为各肺灌注区域的校正因子，所述肺灌注区域根据不同划分方法划分成不同肺灌注区域；可选的，所述肺灌注区域包括右腹侧、左腹侧、右背侧、左背侧；可选的，所述肺灌注区域还包括腹外侧、腹内侧、背内侧、背外侧。
[0012]本申请的目的在于提供一种经盐水造影校正的搏动灌注图像重建设备，所述设备包括：存储器和处理器；所述存储器用于存储程序指令；所述处理器用于调用程序指令，当程序指令被执行时，用于执行实现上述的经盐水造影校正的搏动灌注图像重建方法。
[0013]本申请的目的在于提供一种经盐水造影校正的搏动灌注图像重建系统，所述系统包括：获取单元，用于获取患者带通滤波电阻抗曲线生成搏动图；生成单元，用于基于上述的校正因子和所述搏动图生成经盐水造影校正的搏动灌注图像。
[0014]本申请的目的在于提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的经盐水造影校正的搏动灌注图像重建方法。
[0015]本申请的优点：1.目前基于搏动法肺灌注监测存在较大偏差，为此，本申请通过校正因子将盐水造影中的前向血流阻抗引入，通过图像重建，生成经盐水造影校正的搏动灌注图像，重建的经盐水造影校正的搏动灌注图像既含有肺灌注区域的搏动阻抗数据又含有前向血流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种校正因子的生成方法，其特征在于，所述方法包括：获取患者带通滤波电阻抗曲线生成搏动图；获取患者同期盐水造影阻抗稀释曲线，生成患者的基于盐水造影的肺灌注图；计算所述基于盐水造影的肺灌注图像素点和所述搏动图像素点的比值，生成校正因子。2.根据权利要求1所述的校正因子的生成方法，其特征在于，所述校正因子为所述基于盐水造影的肺灌注图像中血流阻抗数据和所述搏动图中搏动阻抗数据的比值。3.根据权利要求1所述的校正因子的生成方法，其特征在于，获取患者同期盐水造影阻抗稀释曲线，提取所述盐水造影阻抗稀释曲线多参数特征，结合图像重建算法生成患者的盐水造影EIT肺灌注图像，所述多参数特征包括下列特征中的一种或几种：曲线最大阻抗下降幅值、曲线下面积、最大斜率、平均传输时间、胸廓形态校正。4.根据权利要求1
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3任意一下所述的校正因子的生成方法，其特征在于，所述生成患者的基于盐水造影的肺灌注图为生成患者的基于盐水造影重建的SPECT图或生成患者的盐水造影EIT肺灌注图像，所述生成患者的盐水造影EIT肺灌注图像为：获取患者同期盐水造影阻抗稀释曲线，利用患者盐水造影阻抗稀释曲线结合图像重建算法生成患者的盐水造影EIT肺灌注图像；所述生成患者的基于盐水造影重建的SPECT图为：获取患者同期盐水造影阻抗稀释曲线，将所述盐水造影阻抗稀释曲线输入预先训练的深度学习模型，生成患者的基于盐水造影重建的SPECT图。5.一种经盐水造影校正的搏动灌注图像重建方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：何怀武，蒋静，徐梦茹，招展奇，隆云，袁思依，王芊霖，池熠，杨莹莹，刘圣均，汤铂，
申请(专利权)人：中国医学科学院北京协和医院，
类型：发明
国别省市：