心內(nèi)膜定位導航系統(tǒng)中心腔模型的三維重建.pdf

1、自20世紀80年代以來，快速心律失常的非藥物治療取得了重大進展。導管消融、植入起搏等等，都成為常規(guī)的治理快速心律失常的手段。在心內(nèi)導管手術(shù)過程中，導管電極的定位是極其重要的，它決定了導管以及電極放置的位置，而這些導管電極正是用于心內(nèi)電生理的正確測量以及病灶靶點的精確定位，定位的正確與否，決定了手術(shù)的安全與成功。 常規(guī)的二維的X線影像的引導下的導管標測，缺乏了導管在心腔內(nèi)精確的三維空間位置信息，醫(yī)生的主觀意識以及臨床經(jīng)驗在確定導管

2、的位置時起了決定性的作用，對于一些比較復雜的心律失常的治療通常都很難保證手術(shù)的成功。 本文中引入的三維心內(nèi)膜定位導航系統(tǒng)，采用了三維的心內(nèi)膜模型作為參照圖像進行導管導航，它能確定導管電極在被測心腔中的空間位置，并用于指導房顫等心律失常疾病的導管消融手術(shù)。 此處用于導航的三維心腔模型，是通過CT斷層重構(gòu)的三維心內(nèi)膜和通過電標測重構(gòu)的三維心內(nèi)膜配準后的模型。三維心腔表面模型能夠直觀地顯示心腔的解剖結(jié)構(gòu)，為醫(yī)生提供足夠的空間信

3、息，從而正確定位心腔內(nèi)電極導管的位置，引導醫(yī)生的手術(shù)操作。 本文通過DICOM標準接口從CT影像系統(tǒng)中獲取CT斷層圖像，然后通過三維心腔重建系統(tǒng)提取有效心腔數(shù)據(jù)，重構(gòu)心腔表面的三維解剖模型，最終用于心內(nèi)導管手術(shù)的導航。整個三維模型的建立過程如下：首先通過對CT圖像的一系列的預處理，提高圖像的質(zhì)量，以減少噪聲等其他因素對分割重建的影響；然后根據(jù)心腔內(nèi)的血液的灰度特性，將感興趣心腔區(qū)域從CT斷層堆砌的胸腔體數(shù)據(jù)中提取出來；最后通過三

4、維的重建算法，將提取的心腔數(shù)據(jù)進行三維重建顯示。 本文對于三維定位導航系統(tǒng)的貢獻主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1．首次開展了通過CT斷層序列重建心內(nèi)膜模型的工作，并建立了一個心內(nèi)膜三維重建子系統(tǒng)。該系統(tǒng)首先對CT斷層數(shù)據(jù)采用兩層濾波的方式進行預處理，然后利用心腔內(nèi)血液的灰度以及心腔的連通特性，通過三維區(qū)域生長的方式實現(xiàn)感興趣心腔區(qū)域的分割，最后根據(jù)MarchingCubes的三維重建顯示算法實現(xiàn)心內(nèi)膜模型顯示。 2．