一种通气与血流灌注的匹配指标的计算方法和装置与流程

本发明涉及电阻抗成像，特别涉及一种通气与血流灌注的匹配指标的计算方法和装置。

背景技术：

1、电阻抗成像(electrical impedance tomography，eit)是一种非侵入性的医学成像技术，它通过向人体施加安全电流，然后在体表测量响应的电压，重建人体内部组织的电阻抗分布，从而提供全新的生理信息。电阻抗成像具有成本低、无辐射和操作简单等优点，可实现床旁的可持续实时动态监测。因此，电阻抗成像在呼吸监测以及心血管疾病诊断等领域具有广泛的应用前景。

2、正常情况下，人体应当同时具备适当的肺部通气量和肺部血流量，且通气和血流的空间分布应当相对均匀，以确保肺部的各个区域能够有效地进行气体交换。肺部通气和血流的匹配失调是反映许多疾病的重要因素，例如肺栓塞、急性呼吸窘迫综合症、慢性阻塞性肺疾病及肺水肿等。

3、目前评估肺部的通气与血流灌注匹配性可以通过核素肺通气灌注显像和电阻抗成像等方法。核素肺通气灌注显像通过静脉或吸入方式将放射性核素标记的显像剂引入体内，参与人体的生理代谢过程，并获得肺灌注显像和肺通气显像，但核素肺通气灌注显像存在辐射暴露的风险，对人体的配合度要求较高，因此，根据核素肺通气灌注显像来评估人体肺部的通气与血流灌注匹配性的应用受限。

4、此外，电阻抗成像设备采集到的人体胸腔内电阻抗变化具有通气相关信号及血流灌注相关信号，其中，通气相关信号主要反映人体肺部的通气状态，血流灌注相关信号主要反映人体肺部的血流灌注状态，通过将这两种信号提取出来，可以实时反映人体肺部的通气与血流灌注的区域分布。然而，该技术中的肺部通气与血流灌注的匹配性，主要是根据电阻抗成像设备采集到的电阻抗信号进行主观的经验判断，尚缺少简单易行、合理客观的量化指标。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的实施例提供了一种通气与血流灌注的匹配指标的计算方法和装置。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种通气与血流灌注的匹配指标的计算方法，所述方法包含以下步骤：

3、s1、利用电阻抗成像设备采集人体胸腔的电阻抗信号；

4、s2、从所述电阻抗信号中提取通气相关信号和血流灌注相关信号，基于所述通气相关信号和所述血流灌注相关信号分别绘制通气相关电阻抗图像和血流灌注相关电阻抗图像；

5、s3、根据所述通气相关电阻抗图像和所述血流灌注相关电阻抗图像的像素点值计算通气与血流灌注的匹配指标。

6、在一些实施例中，所述匹配指标包括匹配指数，所述匹配指数的计算式为：

7、

8、其中，mi为所述匹配指数；v(i)为所述通气相关电阻抗图像的第i个像素点值；p(i)为所述血流灌注相关电阻抗图像的第i个像素点值；n为像素点数。

9、在一些实施例中，所述匹配指标还包括死腔通气指数和肺内分流指数，其中，所述死腔通气指数的计算式为：

10、

11、其中，di为所述死腔通气指数；k为归一化因子。

12、在一些实施例中所述肺内分流指数的计算式为：

13、

14、其中，si为所述肺内分流。

15、在一些实施例中，所述归一化因子k的计算式为：

16、

17、其中，为所述通气相关电阻抗图像的最大像素点值；为所述血流灌注相关电阻抗图像的最大像素点值；是所述通气相关电阻抗图像的平均像素点值；是所述血流灌注相关电阻抗图像的平均像素点值。

18、在一些实施例中，mi＝(1-di)×(1-si)。

19、在一些实施例中，所述根据所述通气相关电阻抗图像和所述血流灌注相关电阻抗图像的像素点值计算通气与血流灌注的匹配指标，包括：

20、将所述通气相关电阻抗图像划分为rv个子区域，将所述血流灌注相关电阻抗图像划分为rp个子区域；其中，所述rv和所述rp的取值相等；

21、当rv＝rp＝1时，将整个所述通气相关电阻抗图像和整个所述血流灌注相关电阻抗图像的像素点值进行计算，得到整个肺部的所述通气与血流灌注的匹配指标；

22、当rv＝rp＞1时，将所述通气相关电阻抗图像划分出来的rv个子区域和所述血流灌注相关电阻抗图像划分出来的rp个子区域的像素点值分别对应进行计算，得到局部肺部的所述通气与血流灌注的匹配指标。

23、第二方面，本公开还提供一种通气与血流灌注图像匹配指数的计算装置，所述计算装置包括：

24、电阻抗信号采集模块，被配置为利用电阻抗成像设备采集人体胸腔的电阻抗信号；

25、电阻抗信号成像模块，被配置为从所述电阻抗信号中提取通气相关信号和血流灌注相关信号，基于所述通气相关信号和所述血流灌注相关信号分别绘制通气相关电阻抗图像和血流灌注相关电阻抗图像；

26、指标计算模块，被配置为根据所述通气相关电阻抗图像和所述血流灌注相关电阻抗图像的像素点值计算通气与血流灌注的匹配指标。

27、第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述实施例中任一项所述的通气与血流灌注的匹配指标的计算方法。

28、第四方面，本公开还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现如上述实施例中任一项所述的通气与血流灌注的匹配指标的计算方法。

29、本发明的有益效果如下：

30、本发明提出一种通气与血流灌注的匹配指标的计算方法，该方法根据通气相关电阻抗图像和血流灌注相关电阻抗图像的像素点值可以有选择的计算人体肺部的整体和/或局部的通气与血流灌注的匹配指标，其中，该匹配指标包括通气与血流灌注的匹配指数，根据该匹配指数，可以准确且客观的反应人体肺部通气与血流灌注的匹配性。或者，该匹配指标包括通气与血流灌注的匹配指数、通气与血流灌注的死腔通气指数以及通气与血流灌注的肺内分流指数。其中，根据通气与血流灌注的匹配指数、死腔通气指数以及肺内分流指数这三个指数，可以更加精确的反应通气与血流灌注的匹配性。相较于相关技术中对人体肺部通气与血流灌注的匹配性的评价主要是基于经验主观判断，本发明提供了一种简单易行、准确率高且合理客观的量化指标。

技术特征：

1.一种通气与血流灌注的匹配指标的计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述匹配指标包括匹配指数，所述匹配指数的计算式为：

3.根据权利要求2所述的计算方法，其特征在于，所述匹配指标还包括死腔通气指数和肺内分流指数，其中，所述死腔通气指数的计算式为：

4.根据权利要求3所述的计算方法，其特征在于，所述肺内分流指数的计算式为：

5.根据权利要求4所述的计算方法，其特征在于，所述归一化因子k的计算式为：

6.根据权利要求4所述的计算方法，其特征在于，mi＝(1-di)×(1-si)。

7.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述根据所述通气相关电阻抗图像和所述血流灌注相关电阻抗图像的像素点值计算通气与血流灌注的匹配指标，包括：

8.一种通气与血流灌注的匹配指数的计算装置，其特征在于，所述计算装置包括：

9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的通气与血流灌注的匹配指标的计算方法。

技术总结本发明提供一种通气与血流灌注的匹配指标的计算方法和装置，所述方法包括以下步骤：利用电阻抗成像设备采集人体胸腔的电阻抗信号；从电阻抗信号中提取通气相关信号和血流灌注相关信号，基于通气相关信号和血流灌注相关信号分别绘制通气相关电阻抗图像和血流灌注相关电阻抗图像；根据通气相关电阻抗图像和血流灌注相关电阻抗图像的像素点值计算通气与血流灌注的匹配指标。技术研发人员：张昕,赵旋受保护的技术使用者：北京华睿博视医学影像技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10