CN103006217B - 一种心脏磁共振实时电影成像方法、系统 - Google Patents

一种心脏磁共振实时电影成像方法、系统 Download PDF

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Abstract

本发明适用于医疗信息技术领域，提供了一种心脏磁共振实时电影成像方法、系统，所述方法包括：监测受试者的呼吸运动；判断所述呼吸运动是否进入呼气末期时段；如果是，则逐一固定每个心脏成像层面，采集一个心动周期内的心脏电影成像数据，直至整个心脏的所有成像层面均采集完毕，如果否，则继续监测受试者的呼吸运动。本发明，结合呼吸导航技术，直接采集呼气末期时段的心脏实时电影成像数据，避免了现有实时电影成像数据所需的繁琐复杂的后处理过程，并且在没有明显延长成像采集时间的同时，极大的简化了数据处理流程，更贴近临床应用实际，简单快捷，具有很好的实用性，临床应用前景良好。

Description

一种心脏磁共振实时电影成像方法、系统
技术领域
本发明属于医疗信息技术领域，尤其涉及一种心脏磁共振实时电影成像方法、系统。
背景技术
心脏磁共振实时电影成像因其在数据采集过程中不需要受试者屏气配合，为患有严重呼吸疾病、心脏疾病和婴幼儿的心脏功能测量提供了全新有效的成像方法。此外，该技术成像速度明显加快，不但改善受试者检查的舒适度，同时提高磁共振系统的临床使用效率。然而，心脏实时电影成像过程中呼吸运动会造成同一层面不同心脏相位或不同层面之间空间位置的不匹配，为后续心脏功能测量引入误差。
目前，心脏磁共振实时电影成像通常是采集多个呼吸周期内心脏的运动图像，而后利用后处理的方法解决呼吸运动造成层面的错位问题。主要方法包括：（1）人工翻阅每个层面所有图像，目测选出呼气末期（即呼吸运动最小）时段内心脏舒张末期和收缩末期相位数据，确保心脏处于相似的空间位置，以消除呼吸运动的影响，而后再进行心脏功能分析；（2）采用复杂的后处理算法，根据图像的导航信号和呼吸门控信号计算出的运动场，分别在图像域和K空间对图像进行校正，以消除呼吸运动的影响。
然而，方法（1）繁琐费时，临床实用价值有限；方法（2）算法较为复杂，不方便临床医师的直观理解，简便应用，因此在临床推广上存在一定困难。
发明内容
本发明实施例提供了一种心脏磁共振实时电影成像方法、系统，旨在解决现有技术提供的成像方法繁琐费时、临床应用前景差的问题。
一方面，提供一种心脏磁共振实时电影成像方法，所述方法包括：
监测受试者的呼吸运动；
判断所述呼吸运动是否进入呼气末期时段；
如果是，则逐一固定每个心脏成像层面，采集一个心动周期内的心脏电影成像数据，直至整个心脏的所有成像层面均采集完毕，如果否，则继续监测受试者的呼吸运动。
另一方面，提供一种心脏磁共振实时电影成像系统，所述系统包括呼吸导航装置和心电触发装置；
所述呼吸导航装置包括：
呼吸监测单元，监测受试者的呼吸运动；
呼气判断单元，用于判断所述呼吸运动是否进入呼气末期时段；
所述心电触发装置，用于如果所述呼吸运动进入呼气末期时段，则逐一固定每个心脏成像层面，采集一个心动周期内的心脏电影成像数据，直至整个心脏的所有成像层面均采集完毕，否则通知所述呼吸导航装置继续监测受试者的呼吸运动。
在本发明实施例，结合呼吸导航技术，直接采集呼气末期时段的心脏实时电影成像数据，避免了现有实时电影成像数据所需的繁琐复杂的后处理过程，并且在没有明显延长成像采集时间的同时，极大的简化了数据处理流程，更贴近临床应用实际，简单快捷，具有很好的实用性，临床应用前景良好。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的心脏磁共振实时电影成像方法的实现流程图；
图2是本发明实施例一提供的导航条设置及横膈膜运动的信号轮廓动态示意图；
图3是本发明实施例一提供的呼气末期时段设置示意图；
图4是本发明实施例一提供的实时心脏电影成像数据采集示意图；
图5是本发明实施例二提供的一种心脏磁共振实时电影成像系统的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明实施例中，结合呼吸导航技术，直接采集呼气末期时段的心脏实时电影成像数据，避免了现有实时电影成像数据所需的繁琐复杂的后处理过程。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述：
实施例一
图1示出了本发明实施例一提供的心脏磁共振实时电影成像方法的实现流程，详述如下：
在步骤S101中，监测受试者的呼吸运动。
在本实施例中，通过呼吸导航装置的导航条监测受试者的呼吸运动，其中，导航条放置于受试者横膈膜适当位置，如图2所示，利用导航条对应的信号轮廓监测横膈膜的运动，在受试者的呼吸进入呼气末期时刻时，横膈膜将运动至最高位置。可以预先设置可接受窗口宽度，当横膈膜处于该可接受窗口宽度范围内时，认为受试者的呼吸处于呼气末期时段，如图3所示，为呼气末期时段设置示意图。
在步骤S102中，判断所述呼吸运动是否进入呼气末期时段，如果是，则执行步骤S103，否则继续执行步骤S101。
在本实施例中，待受试者的呼吸稳定后，利用导航条学习受试者的呼吸运动模式，获得受试者的呼吸进入呼气末期时段的特征，然后呼吸导航装置根据所述特征以及预设的可接受窗宽判断所述呼吸运动是否进入呼气末期时段。比如，如图3所示，当监测到受试者的呼吸运动的幅度在预设的可接受窗口范围之内时，可以认为该受试者的呼吸运动进入呼气末期时段。其中，所述呼吸进入呼气末期时段的特征包括距吸气末期时刻的时间间隔、呼吸运动曲线的斜率、呼吸运动的幅度等。
在步骤S103中，逐一固定每个心脏成像层面，采集一个心动周期内的心脏电影成像数据，直至整个心脏的所有成像层面均采集完毕。
在本实施例中，当监测到呼吸运动进入呼吸末期时段时，心脏磁共振实时电影成像固定某一心脏成像层面，关闭呼吸导航装置，同时打开心电触发装置，采集一个心动周期内的心脏电影成像数据，如图4所示，直至包含整个心脏的所有层面均采集完毕，无需特殊处理，即可将所得数据导入心脏功能分析软件进行分析。
本实施例，结合呼吸导航技术，直接采集呼气末期时段的心脏实时电影成像数据，避免了现有实时电影成像数据所需的繁琐复杂的后处理过程，并且在没有明显延长成像采集时间的同时，极大的简化了数据处理流程，更贴近临床应用实际，具有很好的实用性。
实施例二
图5示出了本发明实施例二提供的心脏磁共振实时电影成像系统的具体结构框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。在本实施例中，该心脏磁共振实时电影成像系统5包括：呼吸导航装置51和心电触发装置52。
具体的，所述呼吸导航装置51包括：呼吸监测单元511和呼气判断单元512。
其中，呼吸监测单元511，监测受试者的呼吸运动；
呼气判断单元512，用于判断所述呼吸运动是否进入呼气末期时段。
所述心电触发装置52，用于如果所述呼吸运动进入呼气末期时段，则逐一固定每个心脏成像层面，采集一个心动周期内的心脏电影成像数据，直至整个心脏的所有成像层面均采集完毕，否则通知所述呼吸导航装置继续监测受试者的呼吸运动。
具体的，所述呼吸监测单元511通过导航条监测受试者的呼吸运动。
具体的，所述呼气判断单元512包括：呼吸特征获取模块和呼气判断模块。
其中，呼吸特征获取模块，用于学习受试者的呼吸运动模式，获得受试者的呼吸进入呼气末期时段的特征，所述呼吸进入呼气末期时段的特征包括距吸气末期时刻的时间间隔、呼吸运动曲线的斜率、呼吸运动的幅度；
呼气判断模块，用于根据所述特征以及预设的可接受窗宽判断所述呼吸运动是否进入呼气末期时段。
本发明实施例提供的心脏磁共振实时电影成像系统可以应用在前述对应的方法实施例一中，详情参见上述实施例一的描述，在此不再赘述。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种心脏磁共振实时电影成像方法，其特征在于，所述方法包括：
监测受试者的呼吸运动；
判断所述呼吸运动是否进入呼气末期时段；
如果是，则逐一固定每个心脏成像层面，采集一个心动周期内的心脏电影成像数据，直至整个心脏的所有成像层面均采集完毕，如果否，则继续监测受试者的呼吸运动；
所述判断所述呼吸运动是否进入呼气末期时段具体包括：
学习受试者的呼吸运动模式，获得受试者的呼吸进入呼气末期时段的特征；
根据所述特征以及预设的可接受窗宽判断所述呼吸运动是否进入呼气末期时段。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过导航条监测受试者的呼吸运动。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述呼吸进入呼气末期时段的特征包括距吸气末期时刻的时间间隔、呼吸运动曲线的斜率、呼吸运动的幅度。
4.一种心脏磁共振实时电影成像系统，其特征在于，所述系统包括：呼吸导航装置和心电触发装置；
所述呼吸导航装置包括：
呼吸监测单元，监测受试者的呼吸运动；
呼气判断单元，用于判断所述呼吸运动是否进入呼气末期时段；
所述心电触发装置，用于如果所述呼吸运动进入呼气末期时段，则逐一固定每个心脏成像层面，采集一个心动周期内的心脏电影成像数据，直至整个心脏的所有成像层面均采集完毕，否则通知所述呼吸导航装置继续监测受试者的呼吸运动；
所述呼气判断单元包括：
呼吸特征获取模块，用于学习受试者的呼吸运动模式，获得受试者的呼吸进入呼气末期时段的特征；
呼气判断模块，用于根据所述特征以及预设的可接受窗宽判断所述呼吸运动是否进入呼气末期时段。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述呼吸监测单元通过导航条监测受试者的呼吸运动。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述呼吸进入呼气末期时段的特征包括距吸气末期时刻的时间间隔、呼吸运动曲线的斜率、呼吸运动的幅度。
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