[发明专利]心脏图像处理和分析

说明书

技术领域

本发明涉及对心脏图像的可视化(visualizing)。本发明还涉及对心脏图像序列的运动补偿。本发明还涉及应变成像。

背景技术

心脏组织的运动可以通过使用一个或多个不同的2D和3D成像模式(特别是示踪或未示踪的心脏MRI，和/或不同模式的超声成像)观察心脏组织的医学图像来评估。根据这样的动态成像，能够提取组织速度、应变和/或应变率。可以使用参数图像来使这样的应变和应变率可视化，其中，与位置相关联的强度表示参数值，诸如应变或应变率。这样的参数成像技术能够提供有价值的诊断信息，其中，所述诊断信息涉及心肌特定部分的运动功能减退、运动不能(akinesy)、运动障碍(diskinesy)或者心肌异步。然而，这种参数成像的有效性可能取决于图像对比度以及取决于估计的运动场(field)的精确性。

Ledesma-Carbayo、M.J.Santos、A.Kybic、J.Mahia-Casado、P.Garcia-Fernandez、M.A.Malpica、N.Perez-David、E.Desco，M.于2004年9月发表在Computers in Cardiology第313-316页上的“Myocardial strainanalysis of echocardiographic sequences using nonrigid registration”(下文称为Ledesma-Carbayo等人)一文描述了评估所提取的运动场的精确性的方法。使用所提取运动场，以这样的方式生成运动补偿的图像序列，即，使得该序列中的所有图像类似于所选择的参考帧(frame)。通常，在心脏舒张末期的帧中选择参考帧。

用于可视化心脏图像的技术是已知的，例如使用直接体绘制或多平面重构(reformat)。然而，这些可视化未提供详细检查心肌的有效方法。

发明内容

提供一种使心脏图像表示的心肌可视化的经改进的方法将较为有利。为了更好地解决这一问题，在本发明的第一方面中提供了一种系统，其包括：

-再采样装置(means)，其用于在多个曲面上的采样点处再采样强度水平，每个曲面包围所述多个曲面中的零个或多个并且被所述多个曲面中的其余曲面包围，曲面包围心腔的至少一部分，所述多个曲面一起覆盖心脏图像中的中空区域，所述中空区域包括一组至少一个心腔的外腔壁；以及

-可视化装置，其用于使用从再采样装置获得的再采样的强度水平使所述多个曲面中的至少一个的至少一部分可视化。

由于曲面包围心腔的一部分，并且曲面彼此包围并一起覆盖包括腔壁的区域，这些表面或多或少地遵循如心脏图像中所示的包含心肌的心脏壁的形状。这些表面中的至少一些与心肌交叉，并且局部地近似平行于心肌。对这样的表面的可视化允许检查心肌层。所述表面例如等距地分布于中空区域上。所述表面可以形成适应于心肌形状的同心外罩(shell)。该中空区域可以是三维区域或体积。中空区域可以在其中具有孔。例如，中空区域包括所述组至少一个心腔的外腔壁，其中，至少一个心腔的至少一部分从所述区域去除以形成孔。例如，可能从所述区域去除多于一半的心腔以形成所述区域的孔。还可以去除整个心腔；在那种情况下，所述区域的内边界与腔壁的内边界吻合。曲面可以分布在中空区域中。例如，曲面可以采取围绕孔的同心外罩的形式。

例如，所述组至少一个心腔可以仅是左心室。在这种情况下，所述外壁是左心室的壁。或者，所述组至少一个心腔可以是一组四个心腔室，外壁是心脏的外壁。在后者的情况中，连同曲面一起覆盖从心外膜延伸至心内膜的区域。

可以提供适配装置，用于使曲面的形状适应于腔壁的形状，使得所述曲面的形状相似于腔壁。因此，较大部分的表面可以与心肌吻合。当使这样的表面可视化时(例如以展平的方式)，可以使相对大部分的心肌、或者甚至整层心肌可视化。

可以提供展平装置，用于展开和展平多个曲面中的曲面，以获得展平的表面，其中，曲面上的采样点被映射到展平的表面上的点。展平装置将曲面变形(或弯曲)成由展平的表面所指示的基本上为平面的表面。可以通过使至少部分展平的表面可视化来实现对多个曲面中的至少一个的至少一部分的可视化。这种展平的表面可视化提供了对心脏周围的心脏图像的快速概览。

可以提供收集装置，用于组合多个展平的表面，以形成包括一堆(stack)展平的表面的体积图像。可以通过堆叠连续展平的表面而将展平的表面组合成体积图像。所述堆中的连续展平的表面对应于连续的较大曲面。