CN1725978A - 用于处理一系列表示心动周期的图像帧的系统和方法 - Google Patents
用于处理一系列表示心动周期的图像帧的系统和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1725978A CN1725978A CN 200380105840 CN200380105840A CN1725978A CN 1725978 A CN1725978 A CN 1725978A CN 200380105840 CN200380105840 CN 200380105840 CN 200380105840 A CN200380105840 A CN 200380105840A CN 1725978 A CN1725978 A CN 1725978A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frame
- frames
- sequence
- cardiac cycle
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
本发明涉及处理一系列表示心动周期的图像帧的系统，至少包括用于采集该图像帧序列的输入或数据采集装置，尤其用于存储和取回所述图像帧序列的存储器，用于处理这些帧的处理器，以及显示装置，由此在使用中处理器对这些帧进行处理，以从所述图像序列中识别表示心动周期预定相位的一帧或多个帧，由此该处理器对来自所述图像帧序列的图像进行比较，并在这些图像之间建立同一性测量，从而该处理器应用所述同一性测量来识别与这些帧相关的心动周期相位。
Description
本发明涉及处理一系列表示心动周期的图像帧的系统，至少包括用于采集该图像帧序列的输入或数据采集装置，尤其用于存储和取回所述图像帧序列的存储器，用于处理这些帧的处理器，以及显示装置，由此在使用中处理器对这些帧进行处理，以从所述图像序列中识别表示心动周期预定相位的一帧或多个帧。
本发明还涉及用于处理一系列表示心动周期的图像帧以便从所述图像序列中识别表示心动周期预定相位的一帧或多个帧的方法。
这种系统和方法已经被WO01/82787公开。通常需要识别被检查的心脏收缩期相位和舒张期相位，以便能够确定其它心脏参数，例如每搏输出量，射血分数以及其它参数。通常，心脏的收缩期相位和舒张期相位可以通过ECG信号装置容易地确定。但是，当不能获得这种ECG信号或者当不能利用该ECG信号时，就出现了问题，因为为了能够评定心脏参数的变化，准确地确定心脏收缩期相位和舒张期相位是先决条件。
尽管本发明适用于选择显示心脏处于其收缩期和舒张期相位的那些图像帧，但本发明并不仅限于该目的，而是也可以用于识别心脏心动周期中的其它相位。
WO01/82787涉及一种自动评估从图像帧序列中取得的图像数据，以便确定被检查心脏左心室轮廓的方法。根据该公知技术记录收缩末期和舒张末期主动脉瓣的位置，由此研制了使用概率查阅表的初始舒张末期区域/收缩末期区域分类器。还提供由除受检者外其它个体的心脏手工绘制轮廓确定的训练数据。然后，使用由该训练数据得到的回归系数确定舒张末期分界线和收缩末期分界线，其可以用于计算心脏的射血分数。为了能够获得心脏的舒张期和收缩期分界线，该公知的方法复杂并要求大量人工输入。
本发明的目的是提供一种系统，其有效地识别代表所检查的心脏心动周期预定相位的那些帧。另一个目的是操作该系统的方式可以是自动的，这将使得处理该图像帧序列容易，并使执行简单。
本发明体现在方法和系统以及软件和包括该软件的数据载体上，如附加权利要求所详细说明的那样。
本发明的第一方面，用于处理一系列表示心动周期图像帧的系统的特征在于，处理器比较来自所述图像帧序列的图像，并在这些帧之间建立同一性(identity)测量，由此该处理器应用所述同一性测量以识别与这些帧有关的心动周期相位。
实践表明根据本发明的系统提供稳固的装置以识别检查中感兴趣的心动周期的相位。
根据本发明的系统的第一优选实施例特征在于，该处理器对来自图像序列的连续帧进行比较，并从该图像序列中选择在涉及心动周期的收缩期静止相位(resting-phase)和舒张期静止相位时显示同一性测量最高值的那些帧。优选的是处理器对各对连续帧进行比较。
根据本发明的系统除了可以完全自动执行识别心动周期相关相位的特性之外，另外的特性在于能够容易地确定不同的心脏相位。在想要发现最静止的心脏相位的情况下，也就是，收缩期静止相位和舒张期静止相位，该相位仅与显示同一性最高值的那些帧相关。另一方面，如果希望检测具有最显著(promihent)运动的心脏相位，在该实施例中就必须选择那些显示同一性测量最低值的那些帧。
在根据本发明的系统的另一优选实施例中，处理器对来自所述序列的各个帧与来自该图像序列的其它每一帧进行比较，并从所述图像序列中选择显示所述同一性测量最低值的第一帧和第二帧，由此将该第一帧和第二帧识别为与心动周期的收缩期静止相位和舒张期静止相位有关的帧。
根据本发明的系统的所有实施例都能确定被检查的心脏的相位，例如，用于确定来自表示整个心动周期的一系列图像帧的收缩相位和舒张相位，而不需要依靠进一步测量，例如测量ECG信号。
另一方面是，尽管该系统对处理由MRI扫描得到的一系列图像时特别有效，该系统可以用于任何类型的图像帧，例如从CT扫描、MRI扫描或者超声扫描获得的图像帧。当使用MRI扫描采集一系列图像帧时，问题在于本来可以获得的ECG信号不能使用，这是因为一方面ECG使MRI帧图象质量变差，而另一方面ECG信号被MRI扫描磁场干扰。
在实施中显示任何适于比较帧的方法都是可行的。然而根据本发明的系统优选的通过执行关于这些帧的交叉相关函数来对帧进行比较，由此将由所述交叉相关得到的结果指定作为表示所述同一性测量的值。
在另一个优选实施例中，处理器根据和局限于帧上图像的预选定区域对图像帧进行比较。在这种方式中，对于心脏相位寻找的识别可以由适当选择用于比较的区域来支持。
适当地，通过选择表示右冠状动脉以及其周围区域进行比较。
在下文中将参考下述根据本发明的系统和方法的非限定性示例性实施例并参考附图进一步对本发明进行说明。
图1示出根据本发明的系统。
图2示出由根据本发明的系统的第一实施例获得的结果。
图3和图4示出从表示完整心动周期的图像帧序列中选择的两个图像帧。
图5示出由根据本发明的系统的第二实施例获得的结果。
现在首先参考图1，用于处理表示心动周期的一系列图像帧的系统整体上由附图标记1表示。该系统1至少包括用于从被检查的心脏采集图像帧的输入或数据采集装置2。这些图像帧可以离线或者在线地输入到系统1，意味着该输入或数据采集装置可以是CT扫描、MRI扫描或超声扫描设备，或者可以是带有从相关扫描得到的数据的存储器或者计算机。
该所述的输入或数据采集装置2与存储器3连接，该存储器特别用于存储和取回图像帧序列。存储器3依次连接到用于处理这些帧的处理器4和用于显示处理结果和/或正在处理的那些帧的显示装置5。
当使用系统1时，处理器4对这些帧进行处理以从图像帧序列中识别那个或者那些表示心动周期预定相位的帧。出于这种目的，处理器4对来自图像帧序列中的图像进行比较并在这些帧之间建立同一性测量，由此处理器4应用所述同一性测量以识别与那些帧有关的心动周期相位。
在根据本发明的系统1的第一实施例中，处理器4对从图像序列来的连续帧进行比较，并在这些图像序列中选择在涉及心动周期的收缩期静止相位和舒张期静止相位时显示同一性测量最高值的那些帧。优选的是处理器4对各对连续帧进行比较。
在该第一实施例的示例性应用中，该系统利用临床上使用的、由Phi1ips Medical Systems销售的Gyroscan ACS-NT15型号1.5T扫描仪。在完成多心脏相位的摄影扫描(cine scan)以后，由系统确定各个连续摄影图像对中的整体交叉相关性。通过这些帧的整体交叉相关性函数确定连续图像之间差别的直接测量，或者换句话说，确定这些连续图象之间的同一性测量，并且可以看出该同一性测量表示对连续图像之间相对变化的稳固测量。
对七位健康的志愿者进行了实验，并获得二维ECG门控屏息图像帧序列，其中测量的视场为320mm×224mm。对三十(30)个心脏相位进行测量。选择包括与右管状动脉有交叉点的横向定向，考虑到这部分的运动幅度比左心系统的运动幅度要大，其被证实是优选的。对视觉上确定的右冠状动脉静止间期进行比较，并与发生相关曲线最大值处的帧位置相比较。
图2示出选择的三位志愿者的相关曲线图，其中X轴表示整个心动周期的发展，而Y轴表示关于该帧在心动周期中位置的相关值。由视觉得到的与心动周期的舒张末期和收缩末期相位相对应的静止间期(rest period)，与显示同一性测量最高值的那些帧相符合，这些值由根据本发明的系统优选应用的交叉相关函数确定。
在第二实施例中，根据本发明的系统1的处理器4对从所述图像帧序列来的各个帧与从该序列中来的其它每个帧进行比较，并从显示所述同一性测量最低值的所述图像序列中选择第一帧和第二帧，从而该第一帧和第二帧被识别为与心动周期的收缩期静止相位和舒张期静止相位有关的帧。
根据该实施例工作的系统的结果在图3、4和5中示出。图3和4示出的是在心动周期中的不同时刻的人类心脏。典型的心动周期由至少三十个分别如图3和4所示出的帧组成。
根据本发明将来自该帧序列(例如在图3和4中示出的帧)的各个帧与来自该帧序列的其它每帧进行比较，并且将比较的结果转换成同一性测量。
图5示出的是采集的来自表示整个心动周期的帧序列的所有可能组合的帧对的同一性测量。在该特定情况下，图5在水平和垂直轴上都示出从一个图像帧序列来的所有帧，以1-30标号，结果总计·N·(N+1)种可能组合，其中N＝30是帧的总数。
图5示出比较结果，由此白色的区域表示两个比较的帧之间完全相同，而较暗的区域表示比较的帧之间较不一致。最暗的区域表示比较的帧之间最不一致。
如上所述，由箭头A和B标记的区域涉及显示在比较的帧之间区别最大的帧组合。基于该结果，显示心脏收缩的收缩期帧和显示心脏在松弛状态的舒张期帧可以分别识别为帧10和30。
最后，需要注意的是本发明不仅限于使用MRI扫描。其可以容易且很好地应用CT扫描，超声扫描和其它任何在将来可能发展的扫描。
本发明可进一步容易地且很好地应用从透视取得的心脏图像帧，其分别与图3和4中所示的不同。本发明对于所检查的心脏被监测的观察方向不敏感。简而言之：本发明不限于上面所讨论的特定实施例。该讨论仅是用于说明附加的权利要求而不希望限制这些权利要求要求保护的范围。
Claims (12)
1、用于处理一系列表示心动周期的图像帧的系统，至少包括用于采集该图像帧序列的输入或数据采集装置，尤其用于存储和取回所述图像帧序列的存储器，用于处理这些帧的处理器，以及显示装置，由此在使用中该处理器对这些帧进行处理，以从所述图像序列中识别表示心动周期预定相位的一帧或者多个帧，其特征在于，该处理器对来自于所述图像帧序列的图像进行比较并在这些帧之间建立同一性测量，由此该处理器应用所述同一性测量以识别与这些帧相关的心动周期相位。
2、如权利要求1所述的系统，其特征在于，该处理器对来自图像序列的连续帧进行比较，并从该图像序列中选择在涉及心动周期收缩期静止相位和舒张期静止相位时显示同一性测量最高值的那些帧。
3、如权利要求2所述的系统，其特征在于，该处理器对各对连续帧进行比较。
4、如权利要求1所述的系统，其特征在于，该处理器将来自所述序列的各个帧与来自该图像序列的其它每一帧进行比较，并从所述图像序列中选择显示所述同一性测量最低值的第一帧和第二帧，由此将该第一帧和该第二帧识别为与心动周期的收缩期静止相位和舒张期静止相位相关。
5、如权利要求1-4中任意一个所述的系统，其特征在于，该处理器通过执行关于这些帧的交叉相关函数来对这些帧进行比较，由此其将从所述交叉相关得到的值指定作为代表所述同一性测量的值。
6、如前面权利要求中任意一个所述的系统，其特征在于，该处理器根据和局限于帧上图像的预选区域对图像帧进行比较。
7、如权利要求6所述的系统，其特征在于，该预选区域是右冠状动脉及其周围区域。
8、与用于处理一系列图像帧以便从所述图像序列中识别表示心动周期预定相位的一帧或多个帧的处理器联合使用的软件，其特征在于，它包括用以在图像帧序列的帧之间建立同一性测量以及用以从所述同一性测量确定这些帧所相关的心动周期相位的算法。
9、包含如权利要求8所述软件的数据载体。
10、用于处理一系列表示心动周期的图像帧以便从所述图像序列中识别表示心动周期预定相位的一帧或多个帧的方法，其特征在于，对来自所述图像帧序列的图像进行比较，以建立这些帧之间的同一性测量，并且该同一性测量用于识别与这些帧相关的心动周期相位。
11、如权利要求10所述的方法，其特征在于，对来自该图像序列的连续帧进行比较，在该图像序列中选择在涉及心动周期的收缩期静止相位和舒张期静止相位时显示同一性测量最高值的那些帧。
12、如权利要求10所述的方法，其特征在于，将来自该图像帧序列的各个帧与来自该序列的其它每个帧进行比较，并从所述图像序列中选择显示所述同一性测量最低值的第一帧和第二帧，由此所述第一帧和第二帧被识别为与心动周期的收缩期静止相位和舒张期静止相位相关。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP02080278 | 2002-12-13 | ||
| EP02080278.1 | 2002-12-13 | ||
| EP03100984.8 | 2003-04-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1725978A true CN1725978A (zh) | 2006-01-25 |
Family
ID=35925124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200380105840 Pending CN1725978A (zh) | 2002-12-13 | 2003-11-28 | 用于处理一系列表示心动周期的图像帧的系统和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1725978A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104905821A (zh) * | 2014-03-14 | 2015-09-16 | 公立大学法人大阪府立大学 | 脂肪诊断装置 |
| CN109770891A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-21 | 上海交通大学 | 心电信号预处理方法及预处理装置 |
| CN110660058A (zh) * | 2018-01-08 | 2020-01-07 | 深圳科亚医疗科技有限公司 | 用于分析周期性生理活动的图像序列的方法、系统和计算机存储介质 |
| CN111448614A (zh) * | 2017-11-02 | 2020-07-24 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于分析超声心动图的方法和装置 |
| CN112584738A (zh) * | 2018-08-30 | 2021-03-30 | 奥林巴斯株式会社 | 记录装置、图像观察装置、观察系统、观察系统的控制方法以及观察系统的工作程序 |
| CN113768476A (zh) * | 2021-09-13 | 2021-12-10 | 复旦大学附属中山医院 | 心动周期时相检测方法、装置及计算机程序产品 |
-
2003
- 2003-11-28 CN CN 200380105840 patent/CN1725978A/zh active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104905821A (zh) * | 2014-03-14 | 2015-09-16 | 公立大学法人大阪府立大学 | 脂肪诊断装置 |
| CN111448614A (zh) * | 2017-11-02 | 2020-07-24 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于分析超声心动图的方法和装置 |
| CN111448614B (zh) * | 2017-11-02 | 2024-05-28 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于分析超声心动图的方法和装置 |
| CN110660058A (zh) * | 2018-01-08 | 2020-01-07 | 深圳科亚医疗科技有限公司 | 用于分析周期性生理活动的图像序列的方法、系统和计算机存储介质 |
| CN110660058B (zh) * | 2018-01-08 | 2022-07-12 | 深圳科亚医疗科技有限公司 | 对周期性生理活动的图像序列进行分析的方法、介质和系统 |
| CN112584738A (zh) * | 2018-08-30 | 2021-03-30 | 奥林巴斯株式会社 | 记录装置、图像观察装置、观察系统、观察系统的控制方法以及观察系统的工作程序 |
| CN112584738B (zh) * | 2018-08-30 | 2024-04-23 | 奥林巴斯株式会社 | 记录装置、图像观察装置、观察系统、观察系统的控制方法及存储介质 |
| CN109770891A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-21 | 上海交通大学 | 心电信号预处理方法及预处理装置 |
| CN113768476A (zh) * | 2021-09-13 | 2021-12-10 | 复旦大学附属中山医院 | 心动周期时相检测方法、装置及计算机程序产品 |
| CN113768476B (zh) * | 2021-09-13 | 2024-03-26 | 复旦大学附属中山医院 | 心动周期时相检测方法、装置及计算机程序产品 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bertrand et al. | Ultrasonic biomechanical strain gauge based on speckle tracking | |
| US5458126A (en) | Cardiac functional analysis system employing gradient image segmentation | |
| EP1026516B1 (en) | Method and apparatus for analyzing an ultrasonic image of a carcass | |
| US20220361799A1 (en) | Circuitless heart cycle determination | |
| WO2018126271A1 (en) | Integrated goniometry system and method for use of same | |
| CN110456050B (zh) | 便携式智能数字化寄生虫体外诊断仪 | |
| KR102369359B1 (ko) | 영상기반 지능형 푸시-업 판별 방법 및 푸시-업 판별 시스템 | |
| CN1725978A (zh) | 用于处理一系列表示心动周期的图像帧的系统和方法 | |
| CN104412297B (zh) | 图像质量驱动的非刚性图像配准 | |
| CN101028187A (zh) | 用于基于图像的心血管功能生理监视的系统和方法 | |
| CN114241187A (zh) | 基于超声双模态影像的肌肉疾病诊断系统、设备及介质 | |
| JPH1099328A (ja) | 画像処理装置及び画像処理方法 | |
| CN111820947B (zh) | 超声心脏反流自动捕捉方法、系统及超声成像设备 | |
| CN108113709A (zh) | 一种肌肉萎缩程度的检测方法、装置、设备及存储介质 | |
| US20060111877A1 (en) | System and method for processing a series of image frames representing a cardiac cycle | |
| CN117883074A (zh) | 一种基于人体姿态视频的帕金森病步态量化分析方法 | |
| CN111539328B (zh) | 基于步态标准差的轻度认知障碍识别方法及设备 | |
| CN111539327A (zh) | 基于步态信息的轻度认知障碍识别方法及设备 | |
| US20200390371A1 (en) | Apparatus and method for evaluating physical activity ability | |
| CN101026998A (zh) | 处理来自患者心脏的图像的装置、软件和方法 | |
| CN114176532B (zh) | 一种测定cfPWV参数的临床验证方法及其应用系统 | |
| US10098605B2 (en) | Synchronous physiological measurements for cardiac acquisitions | |
| Petrovic et al. | Information representation for image fusion evaluation | |
| CN113208573B (zh) | 一种支持ppg+ecg功能的可穿戴设备 | |
| Hügli et al. | Model performance for visual attention in real 3D color scenes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |