近年來心血管疾病致死率的不斷增高引起了人們對心血管疾病的廣泛關(guān)注。利用基于心臟核磁共振圖像的左心室分割可以得到重要的心臟功能參數(shù),這對于心血管疾病的診斷和治療起到了關(guān)鍵作用。手動進行左心室分割不僅需要專業(yè)的人員,而且在效率上也無法滿足患者的需求。因此,基于計算機程序的輔助醫(yī)療技術(shù)便應(yīng)運而生。傳統(tǒng)的自動化左心室分割算法存在魯棒性差、分割精度不夠高、算法操作過于復雜和需要專業(yè)人員參與等缺點,而在這些方面,基于深度學習的左心室分割算法擁有巨大的優(yōu)勢。由于左心室的核磁共振圖像的病患和拍攝角度的不同,左心室內(nèi)膜形成的閉包區(qū)域的面積存在著巨大的差別。當前的一些基于深度學習的左心室分割算法往往難以對一些特殊切片（例如心肌肥大患者的左心室收縮末期的核磁共振圖像）進行有效分割;另一方面,這些算法的表現(xiàn)還受到用于訓練的專家分割樣本數(shù)量的限制。針對以上問題,本文提出了基于多尺度擴張卷積與對抗學習的左心室分割算法�；诙喑叨葦U張卷積的左心室分割算法采用了全卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本框架,在特征提取（即編碼）階段使用了多個級聯(lián)的多尺度擴張卷積模塊,而在分割映射（即解碼）階段使用了跳躍連接和密集上采樣卷積兩個通路與最后的... 

【文章來源】：深圳大學廣東省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

015年中國農(nóng)村和城市居民主要疾病死因構(gòu)成(圖片來源：[1])

基于多尺度擴張卷積與對抗學習的左心室分割算法研究第1章緒論1.1研究背景與意義據(jù)《中國心血管病報告2017（概要）》[1]最新發(fā)布，2015年心血管病死亡率仍居首位，高于腫瘤及其他疾玻從2009年起，農(nóng)村心血管病死亡率超過并持續(xù)高于城市水平，。2015年農(nóng)村居民心血管病死亡率為298.42/10萬，其中心臟病死亡率為144.79/10萬，腦血管病死亡率為153.63/10萬；城市居民心血管病死亡率為264.84/10萬，其中心臟病死亡率為136.61/10萬，腦血管病死亡率為128.23/10萬。如圖1-1所示，2015圖1-12015年中國農(nóng)村和城市居民主要疾病死因構(gòu)成(圖片來源：[1])年農(nóng)村、城市居民心血管病死亡占全部死因的比例分別為45.01%和42.61%。每5例死亡中就有2例死于心血管玻如圖1-2所示，1990年至2015年心血管病死亡率成逐年上升趨勢，對心血管疾病的研究已刻不容緩。圖1-21990-2015年中國城鄉(xiāng)居民心血管病死亡率變化（圖片來源：[1]）隨著科學水平的發(fā)展，計算機智能與醫(yī)學影像技術(shù)均取得了巨大進步。計算機輔助醫(yī)療的相關(guān)研究也成為了熱點。核磁共振成像（MagneticResonanceImaging,MRI）技術(shù)具有軟組織對比度高，解剖結(jié)構(gòu)逼真，并且可以在不使用對比劑的情況下對血流進行

基于多尺度擴張卷積與對抗學習的左心室分割算法研究2成像的優(yōu)點。同時還可以進行多方位成像，利用3D重建技術(shù)便可以還原器官的立體結(jié)構(gòu)。通過對心室MRI圖像的分割及后續(xù)處理，可以得到心室舒張末期容積（EDV），收縮末期容積（ESV），射血分數(shù)(EF)，舒張末期心肌質(zhì)量（MM），每博輸出量（SV）等重要參數(shù)指標。對臨床醫(yī)療的疾病風險評估、診斷和手術(shù)指導具有重要意義。如圖1-3所示為心臟MRI短軸圖像示意圖。圖1-3心臟短軸MRI圖像(圖片來源：微博)臨床上想獲得準確的左心室分割數(shù)據(jù)通常需要專業(yè)的人員進行手動標注，對單個序列的標注時間通常在20分鐘左右。它不僅耗費時間長，而且存在主觀原因?qū)е路指钇�。在進行心臟MRI圖像的左心室分割時通常會受到多個因素的干擾。例如，第一，乳頭肌與心肌具有相似的灰度值，難以區(qū)分；第二，基底與頂尖處內(nèi)外膜與心肌細胞沒有明顯的邊界；第三，低分辨率導致的心尖處切片的容積效應(yīng)；第四，拍攝MRI影像時由于心臟的跳動以及血液的流動造成的影像模糊；第五；不同的患者心臟腔室具有不同的形狀和灰度值強度。手動的心臟MRI圖像的左心室分割由于成本與效率問題已經(jīng)難以滿足當前MRI圖像處理的需求，這使得MRI圖像在臨床醫(yī)學上受到不小的限制因此基于計算機的輔助醫(yī)療技術(shù)編應(yīng)運而生，研究者設(shè)計相關(guān)的左心室分割算法進行自動的心臟MRI圖像的左心室分割。左右心室在生理功能上扮演著不同的角色，左心室的搏動為血液的流動提供了動力，血液將維持機體功能的各種物質(zhì)運送到各個器官并且?guī)ё邫C體產(chǎn)生的廢料。而右心室則負責將缺氧血注入肺臟。相比右心室，左心室的功能顯得更加重要，所以當前的研究工作主要集中在左心室的處理。心臟的異常形變會導致心臟的功能受損進而影響機體的健康，臨床上通過MRI圖像進行心臟?


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