基于CT影像處理的心臟腔室四維建模及分析系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著醫(yī)學成像電子儀器和計算機圖像處理技術(shù)的快速發(fā)展，醫(yī)學影像的診斷及分析技術(shù)也相應得到快速提升。運用計算機對醫(yī)學影像進行數(shù)字化的處理、提取關(guān)鍵信息參數(shù)或構(gòu)建專業(yè)化的分析系統(tǒng)等計算機輔助診斷技術(shù)在當下醫(yī)療領(lǐng)域顯得尤為重要。本研究旨在開發(fā)一種計算機軟件仿真系統(tǒng)用來進行醫(yī)學影像建模，能夠?qū)崿F(xiàn)心臟內(nèi)部各個獨立腔室的四維重建，從而構(gòu)建有關(guān)局部心肌動量的四維動態(tài)顯示模型組，達到心臟腔室生理分析及病變評估的功能。
　　心臟疾病是人類非意外死亡的

2、主要死因，但又因心臟生理結(jié)構(gòu)及功能的特殊性而無法做太過深入的侵入式診斷或研究。心臟的醫(yī)學成像及三維模型仿真雖然為診斷或研究提供了便利，但二維的心臟醫(yī)學影像及三維化的心臟重建模型并不能多方位、實時的展示心臟各部位狀態(tài)與其生理參數(shù)變化。基于心臟器官具有形態(tài)上實時變化的生理特殊性，四維化的仿真模型在分析及評估心臟功能方面有著絕對優(yōu)勢：相比于傳統(tǒng)三維模型，四維化可以通過動態(tài)模型展示心臟的形態(tài)變化，模擬心臟的跳動；在心臟參數(shù)的分析上，可以生成整個

3、心跳周期下不同時段的生理數(shù)據(jù)資訊，實現(xiàn)對心臟生理變化的綜合評估。
　　鑒于傳統(tǒng)心臟成像與模型仿真技術(shù)的不足，本文研究設(shè)計了一種心臟腔室的四維建模與分析系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對病人心臟生理狀況全面且精確的運動模擬及功能評估。在建模系統(tǒng)的內(nèi)部算法處理上，按照影像重組、圖像分割、三維重建和四維化的四個主要流程進行整體設(shè)計。以切面構(gòu)造法實現(xiàn)影像重組的中軸矯正辦法，成功獲取了目標心室的短軸切面圖像；改進了基于區(qū)域增長的圖像分割法，結(jié)合自動分割與人機

4、交互的方式進行心肌邊緣資訊獲取，增加了圖像分割的準確性和抗噪性；開發(fā)了以數(shù)據(jù)點建立向量關(guān)聯(lián)進行三維重建的方法，同時通過過渡模型及顏色梯度處理等方法得到具有心肌局部動量評估功能的四維模型。在系統(tǒng)的外部界面設(shè)計上，分階段的提供了有關(guān)圖像重組與分割的手動修正界面、三維重建及參數(shù)提取界面以及多組四維動態(tài)模型同平臺顯示界面等，實時反饋建模各階段效果和參數(shù)，并在最終分析平臺中實現(xiàn)了多種特殊功能四維模型之間的聯(lián)合顯示與對比。
　　該系統(tǒng)成功構(gòu)建