心肌應(yīng)變與彈性模量三維成像的研究.pdf

1、心臟疾病的早期診斷和治療有助于人類(lèi)健康狀況的改善，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)已經(jīng)使我們可以無(wú)創(chuàng)地觀察心臟運(yùn)動(dòng)的情況。左心室的形變異常一直是臨床上評(píng)估心臟病變的重要依據(jù)。應(yīng)變是描述物體發(fā)生形變程度的一個(gè)力學(xué)量，它能夠直接反映局部心肌收縮和舒張的程度，而不受心臟整體運(yùn)動(dòng)的影響，是一項(xiàng)定量評(píng)價(jià)心肌功能的有效參數(shù)。而心肌材料參數(shù)中的彈性模量，又稱(chēng)為楊氏模量，是衡量材料發(fā)生變形難易程度的一項(xiàng)指標(biāo)，它是與心臟形變有著密切關(guān)系的一項(xiàng)參數(shù)。很多研究表明，病變會(huì)引

2、起生物組織彈性系數(shù)的變化，尤其是對(duì)于像心臟這樣由肌肉組織構(gòu)成的器官。因此實(shí)現(xiàn)彈性模量成像在心臟疾病的診斷上也有重要的意義。
　　 目前常用的應(yīng)變成像和彈性成像手段都存在一些缺點(diǎn)，例如超聲彈性成像能對(duì)一維方向上的應(yīng)變量成像，MRE技術(shù)通常是二維成像，而且需要外部的激勵(lì)源，成像質(zhì)量均不高等。因此，本文提出了基于MRI心臟電影圖像和優(yōu)化理論的心肌應(yīng)變和彈性模量三維成像的魯棒算法。
　　 為了實(shí)現(xiàn)可靠、自動(dòng)地從心臟MRI圖像序列

3、中提取心肌的形變信息，本文將心臟圖像分割和運(yùn)動(dòng)聯(lián)合估計(jì)框架和擴(kuò)展卡爾曼濾波參數(shù)估計(jì)方法結(jié)合起來(lái)，提出了自適應(yīng)心臟生物力學(xué)模型方法，利用先驗(yàn)的材料信息和部分已知運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)恢復(fù)完整的心臟運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)變成像。
　　 本文還研究了利用MRI圖像實(shí)現(xiàn)三維彈性模量成像的魯棒算法。在已經(jīng)獲得受到相當(dāng)噪聲干擾的運(yùn)動(dòng)信息的情況下，分別采用最小二乘法、擴(kuò)展卡爾曼濾波估計(jì)、基于H無(wú)窮濾波估計(jì)的全狀態(tài)導(dǎo)數(shù)信息(FSDI)方法和噪聲干擾下的全狀