【摘要】： 心臟病的準(zhǔn)確診斷和治療具有重大的社會意義�，F(xiàn)有的超聲圖象三維重建技術(shù)只限于描述三維及動態(tài)三維解剖結(jié)構(gòu)，不能對動態(tài)心臟功能作出準(zhǔn)確有效的評價。本論文在實現(xiàn)解剖結(jié)構(gòu)的精確重建的基礎(chǔ)之上，結(jié)合多普勒超聲成象技術(shù)和超聲醫(yī)學(xué)圖象的三維重建技術(shù)，實現(xiàn)超聲心臟圖象的多維多參數(shù)功能重建。 首先，作為研究的基礎(chǔ)，實現(xiàn)了一個超聲心臟圖象解剖結(jié)構(gòu)的三維和動態(tài)三維重建系統(tǒng)。該系統(tǒng)由原始圖象獲取、濾波、感興趣區(qū)域提取、插值和體視化等步驟組成。利用多平面經(jīng)食管的方法獲取原始B-Scan超聲心臟圖象，并同步記錄心電圖。根據(jù)超聲圖象中Speckle噪聲的特點，選擇了自適應(yīng)加權(quán)中值濾波器來進(jìn)行濾波，該方法可以有效濾除超聲圖象中的Speckle噪聲并同時保留細(xì)節(jié)信息。從濾波后的圖象中提取出感興趣區(qū)域后，將其在空間按原始圖象獲取角度重新組織，并根據(jù)多平面經(jīng)食管圖象獲取方法的特點，利用三維直接匹配插值算法得到規(guī)則體數(shù)據(jù)。使用級聯(lián)的三維中值濾波器和三維高斯濾波器對此體數(shù)據(jù)濾波后，進(jìn)行體視化就可以顯示三維重建的結(jié)果，本論文中實現(xiàn)了面繪制和體繪制兩種體視化方法。對面繪制方法，主要研究了基于活動輪廓模型的心臟輪廓的自動提取問題；對體繪制方法，主要研究了動態(tài)三維重建的實現(xiàn)問題。體外模型和臨床實驗的重建結(jié)果證明了系統(tǒng)的有效性。 然后，通過對多普勒超聲醫(yī)學(xué)圖象中圖象疊加原理和Color Bar的分析，從多普勒超聲圖象中分離出灰度的解剖結(jié)構(gòu)和彩色編碼的功能參數(shù)。并采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與查找表相結(jié)合的方法，實現(xiàn)了從彩色編碼信息到原始功能參數(shù)值的還原映射問題。該方法既可以達(dá)到較高的映射精度，又可以達(dá)到較高的映射速度，適合在超聲醫(yī)學(xué)圖象多維多參數(shù)功能重建中使用。 最后，結(jié)合超聲心臟圖象的三維重建技術(shù)和多普勒超聲成象技術(shù)，并解決了關(guān)鍵的矢量插值和融合顯像問題，創(chuàng)新性地實現(xiàn)了超聲心臟圖象的多維多參數(shù)功能重建。從多普勒血流圖中分離出血流運動的速度信息和解剖結(jié)構(gòu) 四川大學(xué)博土學(xué)位論文 信息，分別進(jìn)行三維重建，并將重建結(jié)果進(jìn)行三維融合顯像，從而顯示血流 在心腔內(nèi)的充盈以及運動情況。從多普勒組織圖象中提取出解剖結(jié)構(gòu)和速度、 加速度與能量等功能參數(shù)值，分別進(jìn)行三維重建，并將各功能參數(shù)的重建結(jié) 果與其對應(yīng)的解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維融合顯像。該重建結(jié)果可以顯示心臟各部位 的活動方向、速度、激動程序，形象地觀察心壁活動狀態(tài)、起搏點位置和傳 導(dǎo)的順序。臨床人體實驗的結(jié)果表明重建結(jié)果中解剖結(jié)構(gòu)與功能參數(shù)之間的 空間位置關(guān)系正確，與心臟運動真實情況相符，能夠提供醫(yī)療診斷中極有價。4 值的信息。 本論文研究成果己通過四川省科技廳主持的專家鑒定，認(rèn)為該成果填補 了國內(nèi)外空白，達(dá)到國際領(lǐng)先水平，具有明顯的創(chuàng)新性。
【學(xué)位授予單位】：四川大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2002
【分類號】：R445.1
【圖文】：

在聲波傳播速度一定的情況下，可以通過計算聲波從發(fā)射器到接收器之間的時間差來計算發(fā)射器與各接收器之間的距離，又由于各接收器的位置固定，則可以推算出探頭的空間位置和取向，如圖1.2a所示。在該方法中，必須注意聲接受器的固定位置，以避免接收到反射聲波，并保證接收聲波的信噪L匕[37]。電磁傳感掃描技術(shù)(Free一hand3Dseanningwithmagneticfieldsensors):自由臂掃描中最常用的方法是使用電磁場傳感器技術(shù)，電磁傳感系統(tǒng)一般由電磁場發(fā)生器、空間位置傳感器和微處理器三部分組成。電磁場發(fā)生器被安放在患者身旁，并在微處理器控制下向整個X、Y、Z空間發(fā)射電磁波，產(chǎn)生一個空間不等強電磁場，空間位置傳感器被固定在探頭上，操作者象常規(guī)超聲檢查一樣，手持帶有空間位置傳感器的探頭進(jìn)行隨意掃描時，通過傳感器感知的局部電磁場在三維方向的強度

法獲取原始圖象�；趯嶒灄l件的限制，我們沒有使用心電和呼吸觸發(fā)技術(shù)，而是在獲取原始圖象的時候同步記錄心電圖，以心電圖為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行時間定位，以多平面經(jīng)食管超聲提供的角度信息進(jìn)行空間定位183一84]。圖2.2所示為一幅典型的旋轉(zhuǎn)掃描超聲心動圖，從，1，可以觀察到時陽!和空間信息。Rotatio:lalangleSa一neti一nePhaseintheeleetroeardiogra一11圖2.2原始旋轉(zhuǎn)掃描超聲心動圖及其與心電圖和旋轉(zhuǎn)角度之間的關(guān)系Fig.2.2Origi一lalrotatiorlalscanningeclloeardiogranla一lditsrelatio一lshiPwitheleetrocardiogra一11androtationalangles為了進(jìn)行超聲醫(yī)學(xué)圖象的動態(tài)三維重建，原始圖象的采集過程如下:患者取側(cè)臥位進(jìn)行常規(guī)經(jīng)食管超聲探察，將多平而經(jīng)食管超聲探頭導(dǎo)入患者體內(nèi)后，計二超聲探頭旋轉(zhuǎn)角度回零，在該角度卜記錄一個心動周期的超聲心動圖。設(shè)一個心動周期的超聲心動圖中包含M幀圖象，則各將該M幀圖象記為I(1，l)

根據(jù)實驗結(jié)果，對于超聲圖象，為了得到滿意的濾波效果，一般取llXn的濾波窗口，中心點的權(quán)值w(K+1，K+l)取100，調(diào)節(jié)因子c一般取1。圖2.4顯示了自適應(yīng)加權(quán)中值濾波的效果以及其與普通中值濾波方法濾波效果的比較。從中可以看出自適應(yīng)加權(quán)中值濾波器能夠有效地抑制超聲圖象中的Speckle噪聲，同時能夠較好地保留圖象中的細(xì)節(jié)。它保留邊界信息的能力要明顯強于普通中值濾波器，而邊界信息在進(jìn)行邊緣提取以進(jìn)行面繪

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋麒;;診斷髂主動脈阻塞的篩選試驗——多普勒儀檢測腹壁下動脈血流[J];國際外科學(xué)雜志;1980年01期

2 楊源;;袖珍式多普勒血流診斷儀[J];中國醫(yī)療器械雜志;1991年04期

3 方平,殷仁富,崇抗美,張國元,陳思聰;高血壓病左室舒張功能與鈣泵關(guān)系的初步探討[J];中國循環(huán)雜志;1992年06期

4 陳鴻耀;;鎖骨下靜脈插管前多普勒掃描預(yù)測插管失敗[J];國際骨科學(xué)雜志;1992年04期

5 曹予中，陳麗珍;216例多普勒A／E＞1．0與心電圖ST－T對比[J];中國超聲醫(yī)學(xué)雜志;1994年02期

6 孫平蓉,朱鵑芬;腦多普勒在耳聾上的應(yīng)用[J];江蘇醫(yī)藥;1996年07期

7 陳光勇,劉莉萍,黃維,林洪山;多普勒在高血壓患者經(jīng)顱血流檢測中的作用 (附150例分析)[J];醫(yī)學(xué)理論與實踐;2003年09期

8 王素蘭,曹恒,肖子文;經(jīng)陰道超聲對異位妊娠的診斷價值[J];貴陽醫(yī)學(xué)院學(xué)報;2005年01期

9 樊瑛,沈景霞,楊樹森,修春紅,王嵐峰,薛鳳華,黃永麟;組織多普勒聯(lián)合Tei指數(shù)評價右室梗死患者右心功能[J];中華內(nèi)科雜志;2005年03期

10 崔婧芳;王京美;周華;;高頻超聲與彩色多普勒診斷乳腺癌價值分析[J];中國煤炭工業(yè)醫(yī)學(xué)雜志;2005年12期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王惠剛;程翠香;;多普勒和方位的聯(lián)合估計[A];中國聲學(xué)學(xué)會2005年青年學(xué)術(shù)會議[CYCA'05]論文集[C];2005年

2 連斌;方平;王小濤;張國元;陳思聰;;R/Th比值與多普勒左室舒張功能的相關(guān)性研究[A];第二屆全國心功能學(xué)術(shù)研討會論文摘要匯編[C];1990年

3 譚靜范;王長順;王敏;;多普勒引導(dǎo)下痔動脈結(jié)扎治療痔病的相關(guān)問題的討論[A];中西醫(yī)結(jié)合大腸肛門病診治新進(jìn)展——理論與實踐[C];2006年

4 王亞玲;許筠;張星;程立志;翟曉麗;蘇建平;張軍;謝華;;多普勒血流探測在早期糖尿病足患者的臨床應(yīng)用與護理[A];甘肅省中醫(yī)藥學(xué)會第五次會員代表大會、甘肅省針灸學(xué)會第三次會員代表大會暨學(xué)術(shù)研討會論文匯編[C];2006年

5 李宇;黃海寧;李淑秋;張春華;;新型抗混響梳狀波形設(shè)計[A];中國聲學(xué)學(xué)會2003年青年學(xué)術(shù)會議[CYCA'03]論文集[C];2003年

6 蔡而瑋;單蘇圓;吳燕燕;;多普勒引導(dǎo)下痔動脈結(jié)扎術(shù)治療痔80例臨床觀察[A];中醫(yī)肛腸理論與實踐——中華中醫(yī)藥學(xué)會肛腸分會成立三十周年紀(jì)念大會暨二零一零年中醫(yī)肛腸學(xué)術(shù)交流大會論文匯編[C];2010年

7 任曉霞;;太原新一代多普勒天氣雷達(dá)故障淺談[A];中國氣象學(xué)會2006年年會“氣象雷達(dá)及其應(yīng)用”分會場論文集[C];2006年

8 任曉霞;;太原新一代多普勒天氣雷達(dá)故障淺談[A];中國氣象學(xué)會雷達(dá)氣象學(xué)與氣象雷達(dá)委員會第二屆學(xué)術(shù)年會文集[C];2006年

9 李麗;林鶴;;多普勒超聲引導(dǎo)痔動脈結(jié)扎術(shù)治療內(nèi)痔混合痔的療效觀察[A];第九次全國中西醫(yī)結(jié)合虛證與老年病學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

10 王艷濱;陳敏華;張暉;嚴(yán)昆;廖盛日;王天峰;林本耀;;乳腺癌新輔助化療前后聲像圖變化的意義[A];2000全國腫瘤學(xué)術(shù)大會論文集[C];2000年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 衣曉峰 魏然;多普勒早期檢測腎功能[N];健康報;2005年

2 通訊員 龔向前 記者 夏斐;堤壩管涌探測技術(shù)獲突破[N];光明日報;2001年

3 胡必強;“昆蟲雷達(dá)”追蹤遷飛性害蟲[N];江蘇農(nóng)業(yè)科技報;2007年

4 ;串聯(lián)式半圓形多普勒胎音收發(fā)直探頭[N];中國有色金屬報;2004年

5 記者 趙鳳華邋通訊員 胡必強;昆蟲監(jiān)測雷達(dá)在南京農(nóng)大建成運行[N];科技日報;2007年

6 湖北 胡耀中;一款微波防盜報警器電路[N];電子報;2006年

7 蔣月榮;遠(yuǎn)程胎兒監(jiān)護系統(tǒng)隨時佑護寶寶生命[N];科技日報;2005年

8 黃希;風(fēng)挾奧運來報春來[N];中國航天報;2007年

9 本報記者 湯銘;城市建設(shè)助力科技奧運[N];計算機世界;2007年

10 張穎;“海洋二號”衛(wèi)星完成對地定向[N];中國海洋報;2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何愛軍;超聲心臟圖象的多維多參數(shù)功能重建[D];四川大學(xué);2002年

2 孫文武;三維數(shù)據(jù)場體繪制中幾類問題的研究與實現(xiàn)[D];中國科學(xué)院軟件研究所;2001年

3 全海英;基于微機的CT圖像序列快速直接體繪制方法研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2002年

4 楊曉松;三維有限元數(shù)據(jù)場可視化技術(shù)研究與實現(xiàn)[D];大連理工大學(xué);2000年

5 胡茂海;激光共聚焦掃描顯微成像系統(tǒng)及其信息分析的研究[D];南京理工大學(xué);2002年

6 劉奇;二尖瓣反流超聲三維重建與定量評價方法[D];四川大學(xué);2004年

7 賈化平;上腔靜脈血流速度頻譜呼吸性變化規(guī)律的臨床與實驗研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2006年

8 張加萬;交互體繪制關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2004年

9 賈艾晨;大壩地震反應(yīng)數(shù)據(jù)場可視化方法研究[D];大連理工大學(xué);2003年

10 張光普;導(dǎo)航定位通信一體化系統(tǒng)總體技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 易會戰(zhàn);體繪制算法研究與氣象可視化系統(tǒng)實現(xiàn)[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2002年

2 肖嫻;基于體繪制的醫(yī)學(xué)可視化應(yīng)用研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2004年

3 朱新懿;基于體繪制的人腦虛擬內(nèi)窺鏡的研究[D];西北大學(xué);2004年

4 孫志剛;基于物序體繪制的算法和應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2003年

5 陳繼;共聚焦顯微圖像三維可視化與分析系統(tǒng)的研究[D];浙江大學(xué);2004年

6 許寒;人體三維重建關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2002年

7 陳昆;多普勒頻偏校正研究[D];南京理工大學(xué);2004年

8 裴秋艷;正常孕10-20周胎兒靜脈導(dǎo)管血流頻譜的初步探討[D];山西醫(yī)科大學(xué);2005年

9 阮園;彩色多普勒超聲評價糖尿病足的臨床應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2006年

10 郝立巍;PACS系統(tǒng)的設(shè)計及基于PACS平臺的可視化關(guān)鍵技術(shù)研究[D];第一軍醫(yī)大學(xué);2002年

本文編號：2786909