基于CTA影像的儿童心脏发育指标测量方法及系统

本发明涉及健康检测，尤其涉及一种基于cta影像的儿童心脏发育指标测量方法、儿童心脏发育指标测量系统、计算机设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、先天性心脏病(简称“先心病”)是先天性畸形中最常见的一类，一般是指在胚胎发育时期由于心脏及大血管的形成障碍或发育异常而引起的解剖结构异常，或出生后应自动关闭的通道未能闭合(在胎儿属正常)的情形。

2、先心病是儿童最常见的心脏疾病，其治疗方法一般为采用手术进行治疗。在进行手术前后，一般需要对患儿的心脏进行形态学分析。常规的检查方法为进行心脏cta。通过心脏cta获得关于心脏的cta影像，然后基于该cta影像进行评估肺动脉发育能否承载接近全部的心输出量。

3、肺动脉发育指标(mcgoon比值和nakata指数)是评估肺动脉手术治疗的一个重要参数，精确评估需要心导管，这是一种侵入性的手术，不能通过日常实践进行。

4、此前，有研究表明，mcgoon比值和nakata比值可以通过非侵入性的心脏cta测得。但是，这种非侵入方法需要针对全心和大血管分割或心脏病分类，还没有相关的技术能够进行先心病心脏发育指标的自动测量。

5、目前针对相关技术中存在的无法进行自动测量等问题，尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种基于cta影像的儿童心脏发育指标测量方法、儿童心脏发育指标测量系统、计算机设备及计算机可读存储介质，以解决相关技术中存在的等问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

3、第一方面，本发明提供一种基于cta影像的儿童心脏发育指标测量方法，包括：

4、获取cta影像；

5、对所述cta影像进行分割处理，以获得血管图像，其中，所述血管图像包括肺动脉和降主动脉；

6、对所述血管图像进行形态学分析，以获得血管参数，其中，所述血管参数包括肺动脉远端入右侧肺分叉前直径、肺动脉远端入左侧肺分叉前直径、横膈水平主动脉直径、肺动脉远端入右侧肺分叉前面积、肺动脉远端入左侧肺分叉前面积；

7、根据所述血管参数，计算获得儿童心脏发育指标，其中，所述儿童心脏发育指标包括mcgoon指数、nakata指数。

8、在其中的一些实施例中，对所述cta影像进行分割处理，以获得血管图像包括：

9、对所述cta影像进行预处理，以获得标准图像；

10、将所述标准图像输入至血管分割模型，以获得血管图像。

11、在其中的一些实施例中，对所述cta影像进行预处理包括：

12、对所述cta影像进行重采样，以获得预设分辨率的初始图像；

13、对所述初始图像的图像像素值进行归一化，以获得标准图像。

14、在其中的一些实施例中，构建血管分割模型包括：

15、获取训练图像；

16、对所述训练图像依次进行重采样、归一化、随机采样，以获得训练图像块；

17、将所述训练图像块输入至深度学习网络模型进行训练，以获得血管分割模型。

18、在其中的一些实施例中，对所述血管图像进行形态学分析，以获得血管参数包括：

19、对所述血管图像进行分离，以获得肺动脉和降主动脉；

20、分别对肺动脉、降主动脉进行提取，以获得肺动脉中心线、肺动脉远端入肺分叉点、降主动脉中心线、降主动脉横膈水平点；

21、基于肺动脉中心线、肺动脉远端入肺分叉点、降主动脉中心线、降主动脉横膈水平点，分别对肺动脉、降主动脉进行提取，以获得肺动脉血管法平面、降主动脉血管法平面；

22、分别对肺动脉血管法平面、降主动脉血管法平面进行形态学特征提取，，以获得肺动脉远端入右侧肺分叉前直径、肺动脉远端入左侧肺分叉前直径、横膈水平主动脉直径、肺动脉远端入右侧肺分叉前面积、肺动脉远端入左侧肺分叉前面积。

23、在其中的一些实施例中，进行形态学特征提取包括：

24、基于肺动脉血管法平面、降主动脉血管法平面，分别拟合外接椭圆，以获得肺动脉远端入右侧肺分叉前直径、肺动脉远端入左侧肺分叉前直径、横膈水平主动脉直径、、肺动脉远端入右侧肺分叉前面积、肺动脉远端入左侧肺分叉前面积。

25、在其中的一些实施例中，根据所述血管参数，计算获得儿童心脏发育指标包括：

26、根据肺动脉远端入右侧肺分叉前直径、肺动脉远端入左侧肺分叉前直径、横膈水平主动脉直径，计算得到mcgoon指数；

27、根据肺动脉远端入右侧肺分叉前面积、肺动脉远端入左侧肺分叉前面积、体表面积，计算得到nakata指数。

28、第二方面，提供一种基于cta影像的儿童心脏发育指标测量系统，包括：

29、图像获取单元，用于获取cta影像；

30、图像分割单元，用于对所述cta影像进行分割处理，以获得血管图像，其中，所述血管图像包括肺动脉和降主动脉；

31、形态分析单元，用于对所述血管图像进行形态学分析，以获得血管参数，其中，所述血管参数包括肺动脉远端入右侧肺分叉前直径、肺动脉远端入左侧肺分叉前直径、横膈水平主动脉直径、肺动脉远端入右侧肺分叉前面积、肺动脉远端入左侧肺分叉前面积；

32、指标计算单元，用于根据所述血管参数，计算获得儿童心脏发育指标，其中，所述儿童心脏发育指标包括mcgoon指数、nakata指数。

33、第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的儿童心脏发育指标测量方法。

34、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面所述的儿童心脏发育指标测量方法。

35、本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

36、本发明的一种基于cta影像的儿童心脏发育指标测量方法、儿童心脏发育指标测量系统、计算机设备及计算机可读存储介质，对cta影像依次进行图像分割、形态学分析，以获得血管参数；根据血管参数进行自动计算，以获得儿童心脏发育指标，从而辅助医生快速得到心脏发育评分，评估法洛四联症风险，指导手术方案。

技术特征：

1.一种基于cta影像的儿童心脏发育指标测量方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的儿童心脏发育指标测量方法，其特征在于，对所述cta影像进行分割处理，以获得血管图像包括：

3.根据权利要求2所述的儿童心脏发育指标测量方法，其特征在于，对所述cta影像进行预处理包括：

4.根据权利要求2或3所述的儿童心脏发育指标测量方法，其特征在于，构建血管分割模型包括：

5.根据权利要求1所述的儿童心脏发育指标测量方法，其特征在于，对所述血管图像进行形态学分析，以获得血管参数包括：

6.根据权利要求5所述的儿童心脏发育指标测量方法，其特征在于，进行形态学特征提取包括：

7.根据权利要求1所述的儿童心脏发育指标测量方法，其特征在于，根据所述血管参数，计算获得儿童心脏发育指标包括：

8.一种基于cta影像的儿童心脏发育指标测量系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1～7任一所述的儿童心脏发育指标测量方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1～7任一所述的儿童心脏发育指标测量方法。

技术总结
本发明涉及基于CTA影像的儿童心脏发育指标测量方法及系统，儿童心脏发育指标测量方法包括获取CTA影像；对所述CTA影像进行分割处理，以获得血管图像；对所述血管图像进行形态学分析，以获得血管参数；根据所述血管参数，计算获得儿童心脏发育指标。其优点在于，对CTA影像依次进行图像分割、形态学分析，以获得血管参数；根据血管参数进行自动计算，以获得儿童心脏发育指标，从而辅助医生快速得到心脏发育评分，评估法洛四联症风险，指导手术方案。

技术研发人员：钟玉敏,石峰,周庆,姚小芬,胡立伟,郭辰,欧阳荣珍
受保护的技术使用者：上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16