[发明专利]基于核素图像与CT冠脉造影融合的心肌梗死定量评估方法

说明书

本发明属于医学图像处理领域，公开了一种基于核素图像与CT冠脉造影融合的心肌梗死定量评估方法及评估系统；获取心脏PET/CT和CTA数据；对PET/CT图像进行三维DCT频域插值；利用多图谱分割法获取PET/CT图像与CTA图像中的心脏区域；利用阈值法获取PET图像中左心室心肌区域；在CTA图像中逐层手动分割左心室心肌区域；进行图像配准；根据配准后图像上像素点的位置与示踪剂摄取值对像素点进行分类；将梗死区域逆变换到原CTA空间中，变换后梗死区域体积与左心室心肌体积相除；将融合后图像以体绘制的方式三维显示。本发明在整个配准过程中实现了全自动化，客观性好，结果更加直观，便于临床医生分析。

技术领域

本发明属于医学图像处理领域，尤其涉及一种基于核素图像与CT冠脉造影融合的心肌梗死定量评估方法及评估系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：心肌梗死是一类由于冠状动脉缺血缺氧引起心肌坏死、最终导致猝死(急性)和心肌重塑(慢性)的疾病，严重威胁人类生命、影响生活质量。而梗死面积是心肌重塑和心功失调的决定性因素，是心梗患者生存率的有效预测因子。心梗发生后，缺血范围的准确定位、定量，有助于临床有效开通梗死相关冠脉，最大程度挽救濒死心肌。不仅如此心梗面积不同，治疗方案及预后目标不同，准确评估心梗面积有助于个体化救治方案的正确制订。据报道，心梗治疗后仍有约30％患者出现左室重构，梗死6个月后约30％患者出现左室射血分数降至低于40％，再通治疗后测定心肌梗死面积，为临床评价疗效、了解病情进展提供了量化指标。因而寻求客观性好、重复性高的心肌梗死面积评估方法意义重大。

目前心肌梗死面积非侵入式评估方法包括心电图、超声心动图、螺旋CT、核磁共振成像及核素扫描等。其中心电图对心肌梗死的敏感性和特异性低，超心动图以人眼识别运动异常的心室壁作为界定梗死心肌的依据，但节段性运动异常并非心肌梗死的特异性表现(如一过性缺血、顿抑心肌、心肌炎等亦可发生)，受图像质量及操作者经验、操作技术水平等多种因素影响，只能对梗死面积作粗略定位及半定量分析。核磁共振成像是目前反映瘢痕透壁程度和面积的最好方法。但目前起搏器和植入型心律转复除颤器是核磁共振的禁忌证。此外核磁共振检查室无危重监护，且抢救措施有限，因此核磁共振在负荷成像以及评估危重患者心肌活性中的应用受限。PET不仅有量化心肌活性、瘢痕、左心室射血分数和心室容积等优势，而且有更出色的时间、空间分辨率和衰减校正，可灵敏地量化示踪剂摄取率和心肌灌注。PET示踪剂半衰期更短(只有数分钟)，成像快、受辐射少，比核磁共振成像的普及率高，检测过程相对简单、快速。CT空间分辨率明显高于核磁共振，可达0.5mm,且可进行三维重建。CT血管成像，即CTA，可定位冠状动脉多支病。将CTA与核素图像融合可获得更全面的信息，更好地评估心肌梗死范围。

无论基于何种心脏图像，目前非侵入式心肌梗死定量分析需要经由专业医学影像医师进行分析，分析结果依赖影像医师的经验，可重复性差，可解释性低。不仅如此。现有的心肌17分段方法按均匀长度与均匀角度对心肌区域进行划分，未考虑病人心肌梗死后左心室重构现象，心肌分段不准确，造成梗死区域定位不准，最终影响治疗方案与治疗效果。因此迫切需要准确可靠、全自动的梗死面积定量分析方法，为临床评价疗效、了解病情进展提供量化指标。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有的非侵入式心肌梗死定量分析使用单一模态的图像，可获取的信息有限。病灶的判定与分析经由专业医学影像医师，分析结果依赖影像医师的经验，对人工要求高，可重复性差。缺血或梗死判定结果以二维靶心图形式给出，可解释性差，不利于临床医生解读，阻碍治疗方案的制定与预后评估。

(2)现有分析方法中二维靶心图的生成需要将左心室心肌按照美国心脏协会推荐的17分段方法以均匀长度与均匀角度进行划分。这种划分方法未考虑病人心肌梗死后左心室重构现象，心肌分段不准确，造成梗死区域定位不准，最终影响治疗方案与治疗效果。

解决上述技术问题的难度和意义：