(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111467274.8 (22)申请日 2021.12.02 (71)申请人 上海交通大 学医学院附属上海儿童 医学中心 地址 200127 上海市浦东 新区东方路1678 号 (72)发明人 冯佳怡　林剑圣　徐敏　 (74)专利代理 机构 成都鱼爪智云知识产权代理 有限公司 513 08 代理人 衡小璐 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06T 7/246(2017.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种用于左心室运动追踪和应变分析的算 法 (57)摘要 本发明提出了一种用于左心室运动追踪和 应变分析的算法， 涉及计算机辅助医学技术领 域。 该算法包括以下步骤： S1、 构建左心室表面模 型； S2、 左心室轮廓运动追踪； S3、 量化左心室形 变； 本发明能够准确追踪左心室运动和量化左心 室形变， 利用了磁共振快速扫描类型中的稳态梯 度回波序列， 与其他心脏MRI技术相比， 具有更高 的软组织对比度和更少的采集时间。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114154378 A 2022.03.08 CN 114154378 A 1.一种用于左心室运动追踪和应 变分析的算法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 构建左心室表面模型， 包括左心室心肌分割、 心内膜和心外膜轮廓平滑、 轮廓层间 插值以及三角网格构造； S2、 在左心室表面模型中， 以左心室局部形状属性作为左心室运动追踪的标记特征， 根 据标记特 征来建立轮廓点的薄板能量模型， 并对轮廓进行局部曲面拟合； S3、 采用置信度匹配准则恢复左心室的轮廓位移场， 再通过正则化方法对轮廓位移场 进行优化； S4、 将生物力学模型和左心室轮廓 位移场的观测数据纳入贝叶斯估计框架反演出完整 的左心室位移场， 并利用有限元 方法量化左心室三维形变。 2.根据权利要求1所述的算法， 其特征在于， 所述步骤S 1中采用手工分割方法进行左心 室内外膜的分割和轮廓的提取。 3.根据权利要求1所述的算法， 其特 征在于， 所述薄板能量模型中的薄板为弹性薄板 。 4.根据权利要求1所述的算法， 其特征在于， 所述生物力学模型为基于左心肌生理结构 的生物力学模型。 5.根据权利要求1所述的算法， 其特征在于， 所述步骤S2中薄板能量模型表示成公式 为： 其中， εbe表示弹性薄板变形到另一状态所需的弯曲能量； M表示左心室材料常数； kp1和 kp2表示薄板原主曲率， kf1和kf2是薄板变形后的主曲率。 6.根据权利要求1所述的算法， 其特征在于， 所述步骤S2中轮廓局部曲面拟合表示成公 式为： z＝f(x,y)＝a1x2+a2xy+a3y2+a4x+a5y 其中， (x,y,z)是轮廓点的三维坐标， a1到a5是多项式的五个待求系数。 7.根据权利要求1所述的算法， 其特 征在于， 所述 步骤S3中置信度表示成公式为： 其中， 置信度c取值在0到1之间， 1代表最高置信度。 s1b、 s2b、 s1u和s2u是用于归一化的缩 放常数。 8.根据权利要求1所述的算法， 其特征在于， 所述步骤S3 中正则化方法通过正则化迭代 模型来表示， 公式为： 其中， d是轮廓点的估计位移量， dini为轮廓点p的初始位移量； 邻域轮廓点pi权重ωi取 决于轮廓点置信度， 各权 重之和为1； c ′1、 c′2由轮廓点置信度决定 。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114154378 A 29.根据权利要求1所述的算法， 其特征在于， 所述步骤S4中贝叶斯估计框架反演出的左 心室位移场， 通过有限元表达表示成公式为： 其中， Um是位移向量的观测值矩阵， K和C分别是总体刚度矩阵置信度矩阵。 10.根据权利要求1所述的算法， 其特征在于， 所述步骤S4中量化左心室形变表示成公 式为： 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114154378 A 3