一种用于心室流场数据的数据处理方法及系统与流程

1.本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及一种用于心室流场数据的数据处理方法、系统、计算机设备及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.磁共振成像(magnetic resonance imaging，mri)全名是核磁共振成像技术(nuclear magnetic resonance imaging，nmri)又称自旋成像(spin imaging)。利用人体组织中某种原子核的核磁共振现象，将所得射频信号经过电子计算机处理，重建出人体某一层面的图像的诊断技术。其具有(1)无损伤、(2)响应速度快、(3)不产生伪影等优点。
3.核磁共振技术在一些特定的部位(如心脏)可以得到远比ct更加清晰的图像结果，是目前现代心脏疾病检测的主要手段之一。目前所用的核磁共振处理程序，都是与核磁共振设备配套的由美国开发的封闭程序，其只能输出传统的临床指标，如射血分数。但传统的临床指标在及时诊断心力衰竭方面存在许多不足，例如在舒张性心力衰竭中左室射血分数保持不变。
4.在最新的研究中发现，左心室内流体动力学可以作为心脏健康诊断的指标。然而，核磁共振数据存在数据杂乱，核磁共振数据形成一未知的三维平面，无法进行流体动力学模拟。
5.目前针对相关技术中存在的难以将核磁共振数据进行流体动力学模拟等问题，尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

6.本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种用于心室流场数据的数据处理方法、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难以将核磁共振数据进行流体动力学模拟等问题。
7.为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
8.第一方面，本发明提供一种用于心室流场数据的数据处理方法，所述心室流场数据通过核磁共振获得，包括：
9.获取心室流场数据集，其中，所述心室流场数据集包括若干第一数据点，每一所述第一数据点包括x坐标值、y坐标值、z坐标值、x方向速度值、y方向速度值和z方向速度值；
10.对所述心室流场数据集进行转化处理，以获得网格数据集；；
11.对所述心室流场数据集进行转化处理，以获得网格数据集；
12.根据所述网格数据集，计算获得心室内射血涡环的流体力学数据，其中，所述流体力学数据包括涡量、环量、平均单位体积动能。
13.在其中的一些实施例中，获取心室流场数据集包括：
14.获取vtk文件；
15.读取所述vtk文件，以获得n个第一数据点，其中，n为正整数；
16.将所有所述第一数据点保存于n
×
6的矩阵中，以形成心室流场数据集。
17.在其中的一些实施例中，对所述心室流场数据集进行转化处理，以获得网格数据集包括：
18.对所述心室流场数据集的所述第一数据点进行旋转处理，以获得第二数据点，其中，所述第二数据点与所述第一数据点一一对应；
19.对所述第二数据点的z坐标值进行均匀化处理，以获得第三数据点；
20.汇总所有所述第三数据点，以形成第一网格平面，其中，所述第一网格平面位于xoy平面，且所述第一网格平面为非均匀网格平面；
21.对所述第一网格平面进行插值处理，以形成第二网格平面，其中，所述第二网格平面为均匀网格平面。
22.在其中的一些实施例中，所述旋转处理包括：
23.从所述心室流场数据集随机选取两组第一数据点，每组包括三个不共线的第一数据点；
24.计算两组第一数据点的法向量，以获得第一法向量和第二法向量；
25.判断所述第二法向量与所述第一法向量是否平行；
26.在所述第二法向量与所述第一法向量平行的情况下，将所述第一法向量作为所述心室流场数据集的平面法向量；
27.根据所述平面法向量和xoy平面的法向量计算旋转矩阵；
28.将所述心室流场数据集的所有第一数据点与所述旋转矩阵相乘，以获得第二数据点。
29.在其中的一些实施例中，所述均匀化处理包括：
30.将所述第二数据点的z坐标值与相减，以获得z’坐标值，其中，为所有所述第二数据点的z坐标值的均值；
31.判断所述z’坐标值是否大于预设z坐标值，其中，所述预设z坐标值＝a
×zmax
坐标值，a∈(0，1)，z
max
坐标值为所有所述第二数据点的z坐标最大值；
32.在所述z’坐标值小于等于所述预设z坐标值的情况下，所述第二数据点转化为第三数据点。
33.在其中的一些实施例中，所述插值处理包括：
34.获取所述第三数据点与网格点的距离；
35.获取所述距离小于网格间距的所述第三数据点的数量，其中，所述网格间距＝b
×dmin
，b∈(0，1)，d
min
为相邻两所述第三数据点的最小距离；
36.在所述第三数据点的数量为0的情况下，网格点的速度值为0；
37.在所述第三数据点的数量为1的情况下，网格点的速度值为该所述第三数据点的速度值；
38.在所述第三数据点的数量为2或3的情况下，网格点的速度值为分别在x方向和y方向分段对x方向速度值、y方向速度值进行线性插值，将x方向和y方向的插值结果进行加和平均得到的速度值；
39.在所述第三数据点的数量大于等于4的情况下，网格点的速度值为对x方向速度值和y方向速度值进行双线性插值得到的速度值。
40.在其中的一些实施例中，判断所述第二法向量与所述第一法向量是否平行包括：
41.获取所述第二法向量与所述第一法向量的误差；
42.判断所述误差是否满足预设误差；
43.在所述误差满足所述预设误差的情况下，所述第二法向量与所述第一法向量平行；
44.在所述误差不满足所述预设误差的情况下，所述第二法向量与所述第一法向量不平行。
45.在其中的一些实施例中，根据所述平面法向量和xoy平面的法向量计算旋转矩阵包括：
46.根据公式(一)计算旋转角度β：
[0047][0048]
其中，a为xoy平面的法向量，b为对所述平面法向量进行单位化处理的法向量；
[0049]
根据公式(二)计算旋转轴c：
[0050][0051]
根据公式(三)计算旋转矩阵r：
[0052][0053]
在其中的一些实施例中，计算涡量包括：
[0054]
选取待计算涡量的网格点的上下左右的四个网格点；
[0055]
沿x方向和y方向对速度进行二次插值；
[0056]
根据插值结果求偏导，并根据公式(四)计算涡量；
[0057][0058]
在其中的一些实施例中，计算环量包括：
[0059]
以每个网格点为中心，设置一个l
×
l的正方形，并根据公式(五)计算环量，其中，l为网格间距；
[0060]
γ＝∫ωds≈∑ω
×
δs
ꢀꢀ
(五)
[0061]
其中，δs为正方形的面积，ω为中心网格点的值。
[0062]
在其中的一些实施例中，计算平均单位体积动能包括：
[0063]
根据公式(六)计算平均单位体积动能；
[0064][0065]
其中，为所有网格点的v的均值。
[0066]
第二方面，提供一种用于心室流场数据的数据处理系统，适用于如第一方面所述的数据处理方法，包括：
[0067]
初始数据获取单元，用于获取心室流场数据集，其中，所述心室流场数据集包括若干第一数据点，每一所述第一数据点包括x坐标值、y坐标值、z坐标值、x方向速度值、y方向速度值和z方向速度值；
[0068]
对所述心室流场数据集进行转化处理，以获得网格数据集；；
[0069]
转化单元，用于对所述心室流场数据集进行转化处理，以获得网格数据集；
[0070]
计算单元，用于根据所述网格数据集，计算获得心室内射血涡环的流体力学数据。
[0071]
在其中的一些实施例中，所述初始数据获取单元包括：
[0072]
获取模块，用于获取vtk文件；
[0073]
读取模块，用于读取所述vtk文件，以获得n个第一数据点，其中，n为正整数；
[0074]
保存模块，用于将所有所述第一数据点保存于n
×
6的矩阵中，以形成心室流场数据集。
[0075]
在其中的一些实施例中，所述转化单元包括：
[0076]
旋转处理模块，用于对所述心室流场数据集的所述第一数据点进行旋转处理，以获得第二数据点，其中，所述第二数据点与所述第一数据点一一对应；
[0077]
均匀化处理模块，用于对所述第二数据点的z坐标值进行均匀化处理，以获得第三数据点；
[0078]
汇总处理模块，用于汇总所有所述第三数据点，以形成第一网格平面，其中，所述第一网格平面位于xoy平面，且所述第一网格平面为非均匀网格平面；
[0079]
插值处理模块，用于对所述第一网格平面进行插值处理，以形成第二网格平面，其中，所述第二网格平面为均匀网格平面。
[0080]
在其中的一些实施例中，所述计算单元包括：
[0081]
第一计算模块，用于根据所述网格数据集计算涡量；
[0082]
第二计算模块，用于根据所述网格数据集计算环量；
[0083]
第三计算模块，用于根据所述网格数据集计算平均单位体积动能。
[0084]
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上第一方面所述的数据处理方法。
[0085]
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上所述的数据处理方法。
[0086]
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：
[0087]
本发明的一种用于心室流场数据的数据处理方法、系统、计算机设备及计算机可读存储介质，通过对心室流场数据集进行旋转处理、均匀化处理以及插值处理，以获得可以形成均匀网格平面的网格数据集，便于根据网格数据集计算得到流场力学数据，以模拟心室流场结构，便于供医生进行心脏健康诊断。
附图说明
[0088]
图1是根据本发明实施例的数据处理方法的流程图(一)；
[0089]
图2是根据本发明实施例的数据处理方法的流程图(二)；
[0090]
图3是根据本发明实施例的数据处理方法的流程图(三)；
[0091]
图4是根据本发明实施例的数据处理方法的流程图(四)；
[0092]
图5是根据本发明实施例的数据处理系统的框架图；
[0093]
图6是根据本发明实施例的数据处理系统的界面示意图；
[0094]
图7是根据本发明实施例的涡量分布图；
[0095]
图8是根据本发明实施例的速度矢量分布图；
[0096]
图9是根据本发明实施例的平均体积动能、负环量、正环量的时间变化图；
[0097]
图10是根据本发明实施例的研究报告示意图。
[0098]
其中的附图标记为：500、数据处理系统；510、初始数据获取单元；520、转化单元；530、计算单元；540、输出单元。
具体实施方式
[0099]
为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。基于本技术提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0100]
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本技术应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本技术揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本技术公开的内容不充分。
[0101]
在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
[0102]
除非另作定义，本技术所涉及的技术术语或者科学术语应当为本技术所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本技术所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或单元(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本技术所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本技术所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本技术所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对
象，不代表针对对象的特定排序。
[0103]
实施例1
[0104]
本实施例为本发明的一个示意性实施例。
[0105]
图1是根据本发明实施例的数据处理方法的流程图(一)。如图1所示，一种用于心室流场数据的数据处理方法，心室流场数据通过核磁共振获得，包括：
[0106]
步骤s102、获取心室流场数据集，其中，心室流场数据集包括若干第一数据点，每一第一数据点包括x坐标值、y坐标值、z坐标值、x方向速度值、y方向速度值和z方向速度值；
[0107]
步骤s104、对心室流场数据集进行转化处理，以获得网格数据集；
[0108]
步骤s106、根据网格数据集，计算获得心室内射血涡环的流体力学数据，其中，流体力学数据包括涡量、环量、平均单位体积动能。
[0109]
在步骤s102中，心室流场数据集的所有第一数据点形成一三维平面。
[0110]
在步骤s102中，x方向速度值是指x方向的速度分量，y方向速度值是指y方向的速度分量，z方向速度值是指z方向的速度分量。
[0111]
在步骤s104中，转化处理包括旋转处理、均匀化处理和插值处理，用于使第一数据点由三维数据转化为二维数据。
[0112]
在步骤s104中，网格数据集的所有数据点形成一二维网格平面，且该二维网格平面为xoy平面，即z坐标值为0(包括等于0、近似于0)、z方向速度值为0。
[0113]
进一步地，在步骤s106之后，还包括：
[0114]
步骤s108、输出流体力学数据。
[0115]
在步骤s108中，输出流体力学数据包括输出单一时刻的流体力学数据、输出心动周期的流体力学数据。
[0116]
具体地，输出单一时刻的流体力学数据包括速度矢量分布图、涡量分布图和txt文件。其中，txt文件包括射血涡环的正负环量、平均单位体积动能、最大涡量点的坐标及大小、最小涡量点的坐标及大小。
[0117]
具体地，输出心动周期的流体力学数据包括输出若干单一时刻的流体力学数据、正负环量时间变化图、平均单位体积动能时间变化图、a峰、e峰、射血涡环流场结构研究报告。
[0118]
其中，心动周期为一个完整的心动周期。
[0119]
通过上述步骤，将核磁共振设备输出的不易读取的三维数据转化为易于读取的二维数据，从而模拟心室流场结构，便于供医生进行心脏健康诊断。
[0120]
图2是根据本发明实施例的数据处理方法的流程图(二)。如图2所述，获取心室流场数据集包括：
[0121]
步骤s202、获取vtk文件；
[0122]
步骤s204、读取vtk文件，以获得n个第一数据点，其中，n为正整数；
[0123]
步骤s206、将所有第一数据点保存于n
×
6的矩阵中，以形成心室流场数据集。
[0124]
在步骤s202中，vtk文件是核磁共振设备输出的文件。
[0125]
在步骤s206中，在矩阵中，每一行对应存储第一数据点的x坐标值、y坐标值、z坐标值、x方向速度值、y方向速度值和z方向速度值。
[0126]
通过上述步骤，将vtk的数据点进行整理形成心室流场数据集，便于进行后续的转
化处理步骤。
[0127]
图3是根据本发明实施例的数据处理方法的流程图(三)。如图3所示，对心室流场数据集进行转化处理，以获得网格数据包括：
[0128]
步骤s302、对心室流场数据集的第一数据点进行旋转处理，以获得第二数据点，其中，第二数据点与第一数据点一一对应；
[0129]
步骤s304、对第二数据点的z坐标值进行均匀化处理，以获得第三数据点；
[0130]
步骤s306、汇总所有第三数据点，以形成第一网格平面，其中，第一网格平面位于xoy平面，且第一网格平面为非均匀网格平面；
[0131]
步骤s308、对第一网格平面进行插值处理，以形成第二网格平面，其中，第二网格平面为均匀网格平面。
[0132]
其中，第二网格平面的数据点(网格点)构成网格数据集。
[0133]
在步骤s302中，对第一数据点进行旋转处理的目的是，使心室流场数据集的第二数据点形成的平面平行于xoy平面设置。
[0134]
其中，xoy平面是指z坐标值＝0、z方向速度值＝0的二维平面。
[0135]
具体地，旋转处理包括：
[0136]
步骤s3021、从心室流场数据集随机选取两组第一数据点，每组包括三个不共线的第一数据点；
[0137]
步骤s3022、计算两组第一数据点的法向量，以获得第一法向量和第二法向量；
[0138]
步骤s3023、判断第二法向量与第一法向量是否平行；
[0139]
步骤s3024、在第二法向量与第一法向量平行的情况下，将第一法向量作为心室流场数据集的平面法向量；
[0140]
步骤s3025、根据平面法向量和xoy平面的法向量计算旋转矩阵；
[0141]
步骤s3026、将心室流场数据集的所有第一数据点与旋转矩阵相乘，以获得第二数据点。
[0142]
其中，在步骤s3023中，判断第二法向量与第一法向量是否平行包括：
[0143]
步骤s30231、获取第二法向量与第一法向量的误差；
[0144]
步骤s30232、判断误差是否满足预设误差；
[0145]
步骤s30233、在误差满足预设误差的情况下，第二法向量与第一法向量平行；
[0146]
步骤s30234、在误差不满足预设误差的情况下，第二法向量与第一法向量不平行。
[0147]
其中，步骤s30233和步骤s30234为并列的步骤。
[0148]
在步骤s30231中，获取误差的方法为：计算两向量夹角，当夹角小于0.001
°
时认为满足预设误差，当大于0.001
°
时认为不满足预设误差。
[0149]
在步骤s30232中，判断误差是否满足预设误差是指判断误差是否小于等于预设误差。
[0150]
在其中的一些实施例中，预设误差为1
×
10-5
。
[0151]
在步骤s30233中，误差满足预设误差是指误差小于等于预设误差。
[0152]
在步骤s30234中，误差不满足预设误差是指误差大于预设误差。
[0153]
在步骤s3023之后，还包括：
[0154]
步骤s3027、在第二法向量与第一法向量不平行的情况下，重复上述步骤。
[0155]
其中，步骤s3027与步骤s3024为并列的步骤。
[0156]
具体地，重复步骤s3021-步骤s3023，直至第二法向量与第一法向量平行。
[0157]
其中，在步骤s3025中，根据平面法向量和xoy平面的法向量计算旋转矩阵包括：
[0158]
步骤s30251、根据公式(一)计算旋转角度β：
[0159][0160]
其中，a为xoy平面的法向量，b为对平面法向量进行单位化处理的法向量；
[0161]
步骤s30252、根据公式(二)计算旋转轴c：
[0162][0163]
步骤s30253、根据公式(三)计算旋转矩阵r：
[0164][0165]
其中，在步骤s30251中，a为(0，0，1)。
[0166]
在步骤s304中，对第二数据点进行均匀化处理的目的是，心室流场数据集的第三数据点形成的平面平移至xoy平面设置。
[0167]
具体地，均匀化处理包括：
[0168]
步骤s3041、将第二数据点的z坐标值与相减，以获得z’坐标值，其中，为所有第二数据点的z坐标值的均值；
[0169]
步骤s3042、判断z’坐标值是否大于预设z坐标值，其中，预设z坐标值＝a
×zmax
坐标值，a∈(0，1)，z
max
坐标值为所有第二数据点的z坐标最大值；
[0170]
步骤s3043、在z’坐标值小于等于预设z坐标值的情况下，第二数据点转化为第三数据点。
[0171]
在步骤s3041中，其目的是使第二数据点更靠近xoy平面。
[0172]
在步骤s3042中，其目的是去除极端值。
[0173]
在其中的一些实施例中，a∈(0，0.5)。优选地，a∈(0，0.3)。更优选地，a∈(0，0.25)。更优选地，a∈(0，0.2)。更优选地，a∈(0，0.1]。
[0174]
在步骤s3042之后，还包括：
[0175]
步骤s3044、在z’坐标值大于预设z坐标值的情况下，删除第二数据点。
[0176]
通过步骤s3041～步骤s3044，可以使第三数据点的z坐标值视为0，进而使第三数据点位于xoy平面。
[0177]
在步骤s306～步骤s308中，对第三数据点形成的第一网格平面进行插值处理的目的是，使非均匀网格平面转化为均匀网格平面，便于进行后续的力学数据计算以及生成相应的分布图和变化图。
[0178]
具体地，插值处理包括：
[0179]
步骤s3081、获取第三数据点与网格点的距离；
[0180]
步骤s3082、获取距离小于网格间距的第三数据点的数量，其中，网格间距＝b
×dmin
，b∈(0，1)，d
min
为相邻两第三数据点的最小距离；
[0181]
步骤s3083、在第三数据点的数量为0的情况下，网格点的速度值为0；
[0182]
步骤s3084、在第三数据点的数量为1的情况下，网格点的速度值为该第三数据点的速度值；
[0183]
步骤s3085、在第三数据点的数量为2或3的情况下，网格点的速度值为分别在x方向和y方向分段对x方向速度值、y方向速度值进行线性插值，将x方向和y方向的插值结果进行加和平均得到的速度值；
[0184]
步骤s3086、在第三数据点的数量大于等于4的情况下，网格点的速度值为对x方向速度值和y方向速度值进行双线性插值得到的速度值。
[0185]
其中，步骤s3083～步骤s3086为并列的步骤或为递进的步骤。
[0186]
具体地，在步骤s3082之后还包括：
[0187]
判断数量是否满足预设数量；
[0188]
在数量满足第一预设数量的情况下，执行步骤s3083；
[0189]
在数量满足第二预设数量的情况下，执行步骤s3084；
[0190]
在数量满足第三预设数量的情况下，执行步骤s3085；
[0191]
在数量满足第四预设数量的情况下，执行步骤s3086。
[0192]
在步骤s3082中，获取所有相邻两第三数据点之间的距离，并选择最小距离。
[0193]
在步骤s3082中，b∈(0，0.8)。优选地，b∈(0，0.6)。更优选地，b∈(0.2，0.6)。更优选地，b∈(0.4，0.6)。更优选地，b＝0.5。
[0194]
在步骤s3083中，网格点的速度值为0是指该网格点的x方向速度值为0、y方向速度值为0。
[0195]
通过步骤s3081～步骤s3086，使得非均匀网格平面转化成均匀网格平面，进而使心室流场数据分布更均匀，便于进行分布图和动态图的输出。
[0196]
图4是根据本发明实施例的数据处理方法的流程图(四)。如图4所示，计算获得心室内射血涡环的流体力学数据包括：
[0197]
步骤s402、根据网格数据集，计算涡量；
[0198]
步骤s404、根据网格数据集，计算环量；
[0199]
步骤s406、根据网格数据集，计算平均单位体积动能。
[0200]
在步骤s402中，计算涡量包括：
[0201]
选取待计算涡量的网格点的上下左右的四个网格点；
[0202]
沿x方向和y方向对速度进行二次插值；
[0203]
根据插值结果求偏导，并根据公式(四)计算涡量；
[0204][0205]
在步骤s404中，计算环量包括：
[0206]
以每个网格点为中心，设置一个l
×
l的正方形，并根据公式(五)计算环量，其中，l为网格间距；
serial bus，简称为usb)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器是非易失性(non-volatile)存储器。在特定实施例中，存储器包括只读存储器(read-only memory，简称为rom)和随机存取存储器(random access memory，简称为ram)。在合适的情况下，该rom可以是掩模编程的rom、可编程rom(programmable read-only memory，简称为prom)、可擦除prom(erasable programmable read-only memory，简称为eprom)、电可擦除prom(electrically erasable programmable read-only memory，简称为eeprom)、电可改写rom(electrically alterable read-only memory，简称为earom)或闪存(flash)或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，该ram可以是静态随机存取存储器(static random-access memory，简称为sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，简称为dram)，其中，dram可以是快速页模式动态随机存取存储器(fast page mode dynamic random access memory，简称为fpmdram)、扩展数据输出动态随机存取存储器(extended date out dynamic random access memory，简称为edodram)、同步动态随机存取内存(synchronous dynamic random-access memory，简称sdram)等。
[0224]
存储器可以用来存储或者缓存需要处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器所执行的可能的计算机程序指令。
[0225]
处理器通过读取并执行存储器中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种二维码准入方法。
[0226]
在其中一些实施例中，计算机设备还可包括通信接口和总线。其中，处理器、存储器、通信接口通过总线连接并完成相互间的通信。
[0227]
通信接口用于实现本技术实施例中各单元、装置、单元和/或设备之间的通信。通信接口还可以实现与其他部件例如：外接设备、图像/数据采集设备、数据库、外部存储以及图像/数据处理工作站等之间进行数据通信。
[0228]
总线包括硬件、软件或两者，将计算机设备的部件彼此耦接在一起。总线包括但不限于以下至少之一：数据总线(databus)、地址总线(address bus)、控制总线(control bus)、扩展总线(expansion bus)、局部总线(local bus)。举例来说而非限制，总线可包括图形加速接口(accelerated graphics port，简称为agp)或其他图形总线、增强工业标准架构(extended industry standard architecture，简称为eisa)总线、前端总线(front side bus，简称为fsb)、超传输(hyper transport，简称为ht)互连、工业标准架构(industry standard architecture，简称为isa)总线、无线带宽(infiniband)互连、低引脚数(low pin count，简称为lpc)总线、存储器总线、微信道架构(micro channel architecture，简称为mca)总线、外围组件互连(peripheral component interconnect，简称为pci)总线、pci-express(pci-x)总线、串行高级技术附件(serial advanced technology attachment，简称为sata)总线、视频电子标准协会局部(video electronics standards association local bus，简称为vlb)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线可包括一个或多个总线。尽管本技术实施例描述和示出了特定的总线，但本技术考虑任何合适的总线或互连。
[0229]
该计算机设备可以执行本技术实施例中的数据处理方法。
[0230]
另外，结合上述实施例中的数据处理方法，本技术实施例可提供一种计算机可读存储介质来实现。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种数据处理方法。
[0231]
实施例2
[0232]
本实施例为本发明的一个具体实施方式。
[0233]
如图6所示，该数据处理软件(对应数据处理方法和系统)的界面可以直接显示核磁共振数据处理后的的关键数据，如最大涡量、最小涡量、平均单位体积动能、平均正环量、平均负环量。
[0234]
在选择“计算单个数据”(即单个时刻)的情况下，会在图6中显示最大涡量、最小涡量、平均单位体积动能、平均正环量、平均负环量，并输出图7所示的涡量分布图、图8所示的速度矢量分布图以及保存关键数据的txt文件。
[0235]
在选择“计算多个数据”(即心动周期)的情况下，会在图6中显示最大涡量、最小涡量、平均单位体积动能、平均正环量、平均负环量，并输出图7所示的涡量分布图、图8所示的速度矢量分布图、图9所示的各分量时间变化图、图10所示的报告示意图以及保存关键数据的txt文件。
[0236]
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种用于心室流场数据的数据处理方法，所述心室流场数据通过核磁共振获得，其特征在于，包括：获取心室流场数据集，其中，所述心室流场数据集包括若干第一数据点，每一所述第一数据点包括x坐标值、y坐标值、z坐标值、x方向速度值、y方向速度值和z方向速度值；对所述心室流场数据集进行转化处理，以获得网格数据集；根据所述网格数据集，计算获得心室内射血涡环的流体力学数据，其中，所述流体力学数据包括涡量、环量、平均单位体积动能。2.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，获取心室流场数据集包括：获取vtk文件；读取所述vtk文件，以获得n个第一数据点，其中，n为正整数；将所有所述第一数据点保存于n
×
6的矩阵中，以形成心室流场数据集。3.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，对所述心室流场数据集进行转化处理，以获得网格数据集包括：对所述心室流场数据集的所述第一数据点进行旋转处理，以获得第二数据点，其中，所述第二数据点与所述第一数据点一一对应；对所述第二数据点的z坐标值进行均匀化处理，以获得第三数据点；汇总所有所述第三数据点，以形成第一网格平面，其中，所述第一网格平面位于xoy平面，且所述第一网格平面为非均匀网格平面；对所述第一网格平面进行插值处理，以形成第二网格平面，其中，所述第二网格平面为均匀网格平面。4.根据权利要求3所述的数据处理方法，其特征在于，所述旋转处理包括：从所述心室流场数据集随机选取两组第一数据点，每组包括三个不共线的第一数据点；计算两组第一数据点的法向量，以获得第一法向量和第二法向量；判断所述第二法向量与所述第一法向量是否平行；在所述第二法向量与所述第一法向量平行的情况下，将所述第一法向量作为所述心室流场数据集的平面法向量；根据所述平面法向量和xoy平面的法向量计算旋转矩阵；将所述心室流场数据集的所有第一数据点与所述旋转矩阵相乘，以获得第二数据点；和/或所述均匀化处理包括：将所述第二数据点的z坐标值与相减，以获得z’坐标值，其中，为所有所述第二数据点的z坐标值的均值；判断所述z’坐标值是否大于预设z坐标值，其中，所述预设z坐标值＝a
×
z
max
坐标值，a∈(0，1)，z
max
坐标值为所有所述第二数据点的z坐标最大值；在所述z’坐标值小于等于所述预设z坐标值的情况下，所述第二数据点转化为第三数据点；和/或所述插值处理包括：获取所述第三数据点与网格点的距离；
获取所述距离小于网格间距的所述第三数据点的数量，其中，所述网格间距＝b
×
d
min
，b∈(0，1)，d
min
为相邻两所述第三数据点的最小距离；在所述第三数据点的数量为0的情况下，网格点的速度值为0；在所述第三数据点的数量为1的情况下，网格点的速度值为该所述第三数据点的速度值；在所述第三数据点的数量为2或3的情况下，网格点的速度值为分别在x方向和y方向分段对x方向速度值、y方向速度值进行线性插值，将x方向和y方向的插值结果进行加和平均得到的速度值；在所述第三数据点的数量大于等于4的情况下，网格点的速度值为对x方向速度值和y方向速度值进行双线性插值得到的速度值。5.根据权利要求4所述的数据处理方法，其特征在于，判断所述第二法向量与所述第一法向量是否平行包括：获取所述第二法向量与所述第一法向量的误差；判断所述误差是否满足预设误差；在所述误差满足所述预设误差的情况下，所述第二法向量与所述第一法向量平行；在所述误差不满足所述预设误差的情况下，所述第二法向量与所述第一法向量不平行；和/或根据所述平面法向量和xoy平面的法向量计算旋转矩阵包括：根据公式(一)计算旋转角度β：其中，a为xoy平面的法向量，b为对所述平面法向量进行单位化处理的法向量；根据公式(二)计算旋转轴c：根据公式(三)计算旋转矩阵r：6.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，计算涡量包括：选取待计算涡量的网格点的上下左右的四个网格点；沿x方向和y方向对速度进行二次插值；根据插值结果求偏导，并根据公式(四)计算涡量；计算环量包括：
以每个网格点为中心，设置一个l
×
l的正方形，并根据公式(五)计算环量，其中，l为网格间距；γ＝∫ωds≈∑ω
×
δs
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(五)其中，δs为正方形的面积，ω为中心网格点的值；和/或计算平均单位体积动能包括：根据公式(六)计算平均单位体积动能；其中，为所有网格点的v的均值。7.一种用于心室流场数据的数据处理系统，其特征在于，包括：初始数据获取单元，用于获取心室流场数据集，其中，所述心室流场数据集包括若干第一数据点，每一所述第一数据点包括x坐标值、y坐标值、z坐标值、x方向速度值、y方向速度值和z方向速度值；对所述心室流场数据集进行转化处理，以获得网格数据集；；转化单元，用于对所述心室流场数据集进行转化处理，以获得网格数据集；计算单元，用于根据所述网格数据集，计算获得心室内射血涡环的流体力学数据。8.根据权利要求7所述的数据处理系统，其特征在于，所述初始数据获取单元包括：获取模块，用于获取vtk文件；读取模块，用于读取所述vtk文件，以获得n个第一数据点，其中，n为正整数；保存模块，用于将所有所述第一数据点保存于n
×
6的矩阵中，以形成心室流场数据集；和/或所述转化单元包括：旋转处理模块，用于对所述心室流场数据集的所述第一数据点进行旋转处理，以获得第二数据点，其中，所述第二数据点与所述第一数据点一一对应；均匀化处理模块，用于对所述第二数据点的z坐标值进行均匀化处理，以获得第三数据点；汇总处理模块，用于汇总所有所述第三数据点，以形成第一网格平面，其中，所述第一网格平面位于xoy平面，且所述第一网格平面为非均匀网格平面；插值处理模块，用于对所述第一网格平面进行插值处理，以形成第二网格平面，其中，所述第二网格平面为均匀网格平面；和/或所述计算单元包括：第一计算模块，用于根据所述网格数据集计算涡量；第二计算模块，用于根据所述网格数据集计算环量；第三计算模块，用于根据所述网格数据集计算平均单位体积动能。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1～6任一所述的数据处理方法。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任一所述的数据处理方法。

技术总结
本发明涉及一种用于心室流场数据的数据处理方法及系统，包括获取心室流场数据集；对心室流场数据集进行转化处理，以获得网格数据集；根据网格数据集，计算获得心室内射血涡环的流体力学数据。其优点在于，通过对心室流场数据集进行旋转处理、均匀化处理以及插值处理，以获得可以形成均匀网格平面的网格数据集，便于根据网格数据集计算得到流场力学数据，以模拟心室流场结构，便于供医生进行心脏健康诊断。健康诊断。健康诊断。


技术研发人员：秦苏洋
受保护的技术使用者：博尔德航空航天科技（苏州）有限公司
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/7/12