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(jì).pdf

1、隨著醫(yī)學(xué)成像電子儀器和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的快速發(fā)展，醫(yī)學(xué)影像的診斷及分析技術(shù)也相應(yīng)得到快速提升。運(yùn)用計(jì)算機(jī)對醫(yī)學(xué)影像進(jìn)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(jì)算機(jī)輔助診斷技術(shù)在當(dāng)下醫(yī)療領(lǐng)域顯得尤為重要。本研究旨在開發(fā)一種計(jì)算機(jī)軟件仿真系統(tǒng)用來進(jìn)行醫(yī)學(xué)影像建模，能夠?qū)崿F(xiàn)心臟內(nèi)部各個(gè)獨(dú)立腔室的四維重建，從而構(gòu)建有關(guān)局部心肌動(dòng)量的四維動(dòng)態(tài)顯示模型組，達(dá)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(xué)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(xué)影像及三維化的心臟重建模型并不能多方位、實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)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(dòng)態(tài)模型展示心臟的形態(tài)變化，模擬心臟的跳動(dòng)；在心臟參數(shù)的分析上，可以生成整個(gè)

3、心跳周期下不同時(shí)段的生理數(shù)據(jù)資訊，實(shí)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(jì)了一種心臟腔室的四維建模與分析系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對病人心臟生理狀況全面且精確的運(yùn)動(dòng)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(gè)主要流程進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。以切面構(gòu)造法實(shí)現(xiàn)影像重組的中軸矯正辦法，成功獲取了目標(biāo)心室的短軸切面圖像；改進(jìn)了基于區(qū)域增長的圖像分割法，結(jié)合自動(dòng)分割與人機(jī)

4、交互的方式進(jìn)行心肌邊緣資訊獲取，增加了圖像分割的準(zhǔn)確性和抗噪性；開發(fā)了以數(shù)據(jù)點(diǎn)建立向量關(guān)聯(lián)進(jìn)行三維重建的方法，同時(shí)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(dòng)量評估功能的四維模型。在系統(tǒng)的外部界面設(shè)計(jì)上，分階段的提供了有關(guān)圖像重組與分割的手動(dòng)修正界面、三維重建及參數(shù)提取界面以及多組四維動(dòng)態(tài)模型同平臺(tái)顯示界面等，實(shí)時(shí)反饋建模各階段效果和參數(shù)，并在最終分析平臺(tái)中實(shí)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