基于医学图像的三维心脏建模及参数分析

作     者：徐镇海 

作者单位：浙江工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈胜勇;刘盛

授予年度：2007年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：可变模型 左心室 三维心脏建模 心肌运动 心脏参数功能分析 图像分割 

摘      要：心脏的三维图像在医学图象分析和处理领域得到了快速的发展，很多学者在心脏建模不断发展的基础上提出了不同的方法来分析心脏形体和参数。目前，基于模型技术已经成为医学图像分析的重要工具，它将基于图像数据的约束和对感兴趣目标的先验知识统一于变分框架下，其应用包括图像去噪、图像分割、图像匹配、运动跟踪等方面。特别地，基于可变模型和统计模型的技术引起了广泛的注意和重视。本文首次在国内基于标准3D-ASM算法实现左心室建模，通过本文，我们看到基于三维统计模型的技术能改善心脏的诊断效率，比如，鲁棒性、三维交互性、计算复杂性以及临床诊断结果的确定性。进一步地，我们通过统计模型技术能得到相似的功能参数，而这些参数具有极其重要的临床诊断价值。接着在基于SPECT(单光子发射计算机断层仪)医学图像数据提出了左心室心肌运动的新方法。通过三维活动形体模型(3D-ASM)算法，我们得到了左心室外心膜和内心膜边界，然后建立一个基于心脏SPECT训练序列具有几何属性和灰度等级的模型。最后，我们选择了心脏收缩、舒张周期(持续时间700ms)的7个相位，分析计算了左心室心肌运动中每个相位的各类基本参数，提出了用Spring弹簧模型分析心肌应力应变，而这些是计算心脏容积、射血分数等最基础的参数，并为医生提供了临床辅助诊断功能。