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，通過計算機圖形學(xué)等技術(shù)還可以得到心臟的三維立體模型并計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、準確的判斷依據(jù)。
　　由于左心室是心臟主要的動力部分，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。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，進而計算出功能參數(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行深入的研究，并在三維表面重建和四維運動重建的基礎(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。該方法首先運用多尺度視覺顯著性檢測機制獲取心內(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，在基于梯度矢量流的主動輪廓模型的基礎(chǔ)上，引入了圓形約束作為內(nèi)力的補充?？朔擞捎谌轭^肌的干擾而收斂至錯誤邊界的問題。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，引入了形狀相似的能量項。通過重新構(gòu)造外力場，可以準確的分割出心外膜。
　　(2)提出了一種基于灰度修正的

4、心肌瘢痕自動分割方法。該方法針對心肌瘢痕區(qū)域的局部灰度特點，首先根據(jù)區(qū)域灰度特征計算出局部灰度特征值，再與原始灰度進行加權(quán)計算得到灰度修正值，最后根據(jù)這個灰度修正值采用Otsu閾值方法進行分割得到心肌瘢痕區(qū)域。該算法能夠準確的分割出心肌瘢痕區(qū)域，且具有較強的抗噪聲能力。
　　(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，實現(xiàn)左心室和心肌瘢痕的手動與自動分割、三維表面重建和四維運動重建，開發(fā)一套實用的