四維心臟輔助診斷系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、心臟磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）因其無創(chuàng)性盼提供高分辨率的心臟軟組織圖像現(xiàn)已成為心血管疾病臨床診斷的重要手段之一。心臟磁共振圖像不僅可以提供心臟的組織結(jié)構(gòu)信息，通過計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等技術(shù)還可以得到心臟的三維立體模型并計(jì)算出心臟的功能參數(shù)信息。這些信息為醫(yī)生對患者病情的診斷提供了客觀、準(zhǔn)確的判斷依據(jù)。
　　由于左心室是心臟主要的動(dòng)力部分，且左心室的功能參數(shù)信息是臨床診斷的重要依據(jù)，因此針對左

2、心室的各種算法是目前的研究熱點(diǎn)。從左心室磁共振圖像序列提取出左心室內(nèi)外膜輪廓信息，重建出組織和病灶的三維模型，進(jìn)而計(jì)算出功能參數(shù)信息，在臨床診斷上具有重要意義。本文著重對基于心臟磁共振圖像的左心室及心肌瘢痕分割進(jìn)行深入的研究，并在三維表面重建和四維運(yùn)動(dòng)重建的基礎(chǔ)上開發(fā)出四維心臟輔助診斷系統(tǒng)，為輔助醫(yī)生診斷提供了一整套解決方案。因此，本文的工作主要包括以下研究內(nèi)容:
　　(1)提出了一種結(jié)合視覺顯著性和GVF Snake模型的左心室

3、內(nèi)外膜分割方法。該方法首先運(yùn)用多尺度視覺顯著性檢測機(jī)制獲取心內(nèi)膜的初始輪廓，解決了常見的乳頭肌對分割效果的干擾問題。對于心內(nèi)膜的分割，考慮到左心室近似圓形的特點(diǎn)，在基于梯度矢量流的主動(dòng)輪廓模型的基礎(chǔ)上，引入了圓形約束作為內(nèi)力的補(bǔ)充?？朔擞捎谌轭^肌的干擾而收斂至錯(cuò)誤邊界的問題。對于心外膜的分割，根據(jù)心內(nèi)膜與心外膜形狀相似的特點(diǎn)，引入了形狀相似的能量項(xiàng)。通過重新構(gòu)造外力場，可以準(zhǔn)確的分割出心外膜。
　　(2)提出了一種基于灰度修正的

4、心肌瘢痕自動(dòng)分割方法。該方法針對心肌瘢痕區(qū)域的局部灰度特點(diǎn)，首先根據(jù)區(qū)域灰度特征計(jì)算出局部灰度特征值，再與原始灰度進(jìn)行加權(quán)計(jì)算得到灰度修正值，最后根據(jù)這個(gè)灰度修正值采用Otsu閾值方法進(jìn)行分割得到心肌瘢痕區(qū)域。該算法能夠準(zhǔn)確的分割出心肌瘢痕區(qū)域，且具有較強(qiáng)的抗噪聲能力。
　　(3)完成了四維心臟輔助診斷系統(tǒng)的開發(fā)。采用Ⅵsual Studio開發(fā)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)左心室和心肌瘢痕的手動(dòng)與自動(dòng)分割、三維表面重建和四維運(yùn)動(dòng)重建，開發(fā)一套實(shí)用的