冠状动脉血流异常检测系统、存储介质及终端

本发明涉及图像处理，具体涉及一种冠状动脉血流异常检测系统、存储介质及终端。

背景技术：

1、心肌缺血作为一种常见的心脏疾病，近几年其发病率和致死率逐年上升，其冠状动脉血流异常是判别心肌缺血的重要指标，定性和定位识别冠脉血流异常对了解心肌缺血发病程度、预测病情发展、指导治疗方案有重要价值。

2、目前临床上普遍采用冠脉造影（coronary angiography，cag）、ct 血管成像（ctangiography，cta）来判断冠脉情况，根据cag和cta的结果行qfr和ctffr分析，判断冠状动脉的血流情况，但这些传统方法有创、费用高、时间长，且 x射线或者血管造影剂给患者带来较大的副作用。特别是对于肾功能不全的心肌缺血患者，传统检测手段的限制更加严格。因此，建立一套对人体无创无接触的非入侵式定性和定位识别冠脉血流异常的方法及系统具有重要的临床价值。

3、此外，也有通过分析心磁图的信号特征，根据对心肌缺血位置敏感的特征参数来辅助实现心肌缺血病变位置的定位，但其提取的特征参数仅针对于心肌缺血病变位置，其准确度和灵敏度较差。

技术实现思路

1、本发明提供一种灵敏性高、准确度高的冠状动脉血流异常检测系统、存储介质及终端。

2、为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

3、一种冠状动脉血流异常检测系统，包括：

4、数据获取模块：用于获取心磁图原始数据，并对心磁图原始数据进行预处理，获取p波、qrs波、st段波以及t波波段对应的一维蝴蝶图；

5、图像构建模块：用于基于获取的所述一维蝴蝶图及各个心磁通道的位置，分别获取p波、qrs波、st段波以及t波波段对应的二维等磁图、电流密度图、梯度场、旋度场和散度场；

6、特征提取模块：用于分别从p波、qrs波、st段波以及t波波段对应的一维蝴蝶图、二维等磁图、电流密度图、梯度场、旋度场和散度场中提取与冠状动脉血流异常相关的特征参数；

7、特征筛选模块：用于对提取的特征参数进行预处理、评估和数量选择，得到特征子集；

8、判断比较模块：用于根据所述特征子集判断被试者的冠状动脉血流是否正常；

9、其中，所述特征参数包括基本类、极值类、矢量类、重心类。

10、进一步的，所述图像构建模块包括：

11、第一图像构建模块：用于基于获取的所述一维蝴蝶图及各个心磁通道的位置，分别绘制得到p波、qrs波、st段波以及t波波段对应的二维等磁图，基于所述二维等磁图分别计算得到p波、qrs波、st段波以及t波波段对应的电流密度图；

12、第二图像构建模块：用于根据梯度公式和旋度公式分别计算得到p波、qrs波、st段波以及t波波段对应的电流密度图中每个位置的矢量信号的梯度值和旋度值，并根据梯度值和旋度值分别绘制得到p波、qrs波、st段波以及t波波段对应的梯度场和旋度场；

13、第三图像构建模块：用于根据散度公式计算分别计算得到p波、qrs波、st段波以及t波波段对应的梯度场中每个位置的矢量信号的散度值，并根据散度值绘制得到p波、qrs波、st段波以及t波波段对应的散度场。

14、进一步的，所述基本类的特征参数包括场值范围、正值场和负值场的振幅比和差、正值场和负值场的面积比和差；

15、所述极值类的特征参数包括正值场最大值和最大值所在的位置、负值场最大值和最大值所在的位置；

16、所述矢量类的特征参数包括值场最大值指向正值场最大值的矢量方向和幅值、负值场最大值指向正值场最大值的矢量围成的长方形周长和面积、最大矢量的幅值、方向和位置、围绕最大矢量的长方形周长和面积、总矢量的方向和幅值、围绕总矢量的长方形周长和面积；

17、所述重心类的特征参数包括正值场重心位置、正值场最大值位置、正值场重心位置连线的距离和方向、负值场重心位置、负值场最大值位置、负值场重心位置连线的距离和方向、正负重心位置连线的距离和方向。

18、进一步的，所述特征子集包括：

19、所述t波对应的散度场中：

20、t2点的负值场最大值指向正值场最大值的矢量方向与t1点的负值场最大值指向正值场最大值的矢量方向之间的比值、t波顶点的负值场重心和正值场重心连线方向与t2的点负值场重心和正值场重心连线方向之间的比值、t3点的正值场与负值场之间的面积比与t波顶点的正值场与负值场之间的面积比之间的比值；

21、所述t波对应的旋度场中正值场与负值场的振幅差的变异系数；

22、所述t波顶点到终点对应的梯度场中围绕最大梯度矢量的长方体面积的方差；

23、所述qrs波对应的二维等磁图中负值场最大值指向正值场最大值的矢量大小的直方图的第m1个bin值与t波对应的二维等磁图中负值场最大值指向正值场最大值的矢量大小的直方图的第m2个bin值之间的比值、所述qrs波对应的二维等磁图中负值场最大值指向正值场最大值的矢量方向的最小值与t波对应的二维等磁图中负值场最大值指向正值场最大值的矢量方向的最小值之间的比值；

24、所述qrs波对应的梯度场中总梯度矢量方向的变换指数与t波对应的梯度场中总梯度矢量方向的变换指数之间的比值；

25、所述st段波对应的二维等磁场中正值场与负值场的振幅差的直方图的第m3个bin值与t波对应的二维等磁场中正值场与负值场的振幅差的直方图的第m4个bin值之间的比值；

26、所述qrs波对应的散度场中：

27、正负重心连线的矢量距离的renyi熵、正值场与负值场的振幅比的峰值因子；

28、所述p波和t波分别对应的一维蝴蝶图中：

29、第n1通道的波形的绝对均值、第n2通道的波形的绝对最大值；

30、p波起点到顶点对应的二维等磁图中正值场最小值的方差；

31、qt间期对应的一维蝴蝶图中第n3通道的lbp二值化的统计直方图的第m5个bin值。

32、一种存储介质，所述存储介质存有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时，实现冠状动脉血流异常检测方法，

33、所述冠状动脉血流异常检测方法包括：

34、获取心磁图原始数据，并对心磁图原始数据进行预处理，获取p波、qrs波、st段波以及t波波段对应的一维蝴蝶图；

35、基于获取的所述心磁图数据集及各个心磁通道的位置，分别获取p波、qrs波、st段波以及t波波段对应的二维等磁图、电流密度图、梯度场、旋度场和散度场；

36、分别从p波、qrs波、st段波以及t波波段对应的一维蝴蝶图、二维等磁图、电流密度图、梯度场、旋度场和散度场中提取与冠状动脉血流相关的特征参数；

37、对提取的特征参数进行预处理、评估和数量选择，得到特征子集；

38、根据所述特征子集判断冠状动脉血流是否正常；

39、其中，所述特征参数包括：基本类、极值类、矢量类、重心类。

40、进一步的，所述基于获取的所述一维蝴蝶图及各个心磁通道的位置，分别获取p波、qrs波、st段波以及t波波段对应的二维等磁图、电流密度图、梯度场、旋度场和散度场的步骤包括：

41、基于获取的所述一维蝴蝶图及各个心磁通道的位置，分别绘制得到p波、qrs波、st段波以及t波波段对应的二维等磁图，基于所述二维等磁图分别计算得到p波、qrs波、st段波以及t波波段对应的电流密度图；

42、根据梯度公式和旋度公式分别计算得到p波、qrs波、st段波以及t波波段对应的电流密度图中每个位置的矢量信号的梯度值和旋度值，并根据梯度值和旋度值分别绘制得到p波、qrs波、st段波以及t波波段对应的梯度场和旋度场；

43、根据散度公式计算分别计算得到p波、qrs波、st段波以及t波波段对应的梯度场中每个位置的矢量信号的散度值，并根据散度值绘制得到p波、qrs波、st段波以及t波波段对应的散度场。

44、进一步的，所述基本类的特征参数包括场值范围、正值场和负值场的振幅比和振幅差、正值场和负值场的面积比和面积差；

45、所述极值类的特征参数包括正值场最大值和最大值所在的位置、负值场最大值和最大值所在的位置；

46、所述矢量类的特征参数包括值场最大值指向正值场最大值的矢量方向和幅值、负值场最大值指向正值场最大值的矢量围成的长方形周长和面积、最大矢量的幅值、方向和位置、围绕最大矢量的长方形周长和面积、总矢量的方向和幅值、围绕总矢量的长方形周长和面积；

47、所述重心类的特征参数包括正值场重心位置、正值场最大值位置、正值场重心位置连线的距离和方向、负值场重心位置、负值场最大值位置、负值场重心位置连线的距离和方向、正负重心位置连线的距离和方向。

48、进一步的，所述特征子集包括：

49、所述t波对应的散度场中：

50、t2点的负值场最大值指向正值场最大值的矢量方向与t1点的负值场最大值指向正值场最大值的矢量方向之间的比值、t波顶点的负值场重心和正值场重心连线方向与t2的点负值场重心和正值场重心连线方向之间的比值、t3点的正值场与负值场之间的面积比与t波顶点的正值场与负值场之间的面积比之间的比值；

51、所述t波对应的旋度场中正值场与负值场的振幅差的变异系数；

52、所述t波顶点到终点对应的梯度场中围绕最大梯度矢量的长方体面积的方差；

53、所述qrs波对应的二维等磁图中负值场最大值指向正值场最大值的矢量大小的直方图的第m1个bin值与t波对应的二维等磁图中负值场最大值指向正值场最大值的矢量大小的直方图的第m2个bin值之间的比值、所述qrs波对应的二维等磁图中负值场最大值指向正值场最大值的矢量方向的最小值与t波对应的二维等磁图中负值场最大值指向正值场最大值的矢量方向的最小值之间的比值；

54、所述qrs波对应的梯度场中总梯度矢量方向的变换指数与t波对应的梯度场中总梯度矢量方向的变换指数之间的比值；

55、所述st段波对应的二维等磁场中正值场与负值场的振幅差的直方图的第m3个bin值与t波对应的二维等磁场中正值场与负值场的振幅差的直方图的第m4个bin值之间的比值；

56、所述qrs波对应的散度场中：

57、正负重心连线的矢量距离的renyi熵、正值场与负值场的振幅比的峰值因子；

58、所述p波和t波分别对应的一维蝴蝶图中：

59、第n1通道的波形的绝对均值、第n2通道的波形的绝对最大值；

60、p波起点到顶点对应的二维等磁图中正值场最小值的方差；

61、qt间期对应的一维蝴蝶图中第n3通道的lbp二值化的统计直方图的第m5个bin值。

62、一种终端，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行上述任一所述的存储介质上的计算机程序。

63、与现有技术相比，本发明的冠状动脉血流异常检测系统、存储介质及终端具有以下有益效果：

64、1、本发明基于serf效应极弱磁检测技术获得心磁图原始数据，对其进行波段分割，分别获取p波、qrs波、st段以及t波波段对应的一维蝴蝶图，分析其二维等磁图、电流密度图，进而获得电流密度图的旋度场、梯度场、散度场，发掘特征参数的分布规律，提供更全面的特征信息，能够从更多角度提取对冠状动脉血流敏感的特征参数，进一步提高了冠状动脉血流检测结果的准确度；

65、2、本发明通过构建电流密度图的梯度场、旋度场和散度场，能够全面识别与冠状动脉血流相关的特征参数，并构建冠状动脉血流异常判断比较模块，诊断准确率和灵敏度可达90%以上，对于定性和定位识别冠状动脉血流异常是否异常具有重要的临床价值。