本文關(guān)鍵詞：基于心臟圖像的三維可視化和輔助診斷技術(shù)

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【摘要】：計(jì)算機(jī)斷層掃描圖像和三維超聲心動(dòng)圖對(duì)各種成人心血管疾病以及小兒先天性心臟病的診斷和手術(shù)規(guī)劃具有重要的臨床意義;心血管虛擬內(nèi)窺鏡作為三維數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在臨床中的應(yīng)用已經(jīng)成為心血管疾病計(jì)算機(jī)輔助診斷技術(shù)中的研究熱點(diǎn)。本文研究了基于心臟圖像的可視化技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助診斷技術(shù)�；谛呐K計(jì)算機(jī)斷層掃描圖像我們著重介紹其可視化技術(shù),包括心血管虛擬內(nèi)窺鏡的路徑規(guī)劃、導(dǎo)航設(shè)計(jì)、繪制加速,以及基于可視化技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助診斷;而基于三維超聲心動(dòng)圖我們的研究工作主要集中在采集自心尖處三維超聲心動(dòng)圖中標(biāo)準(zhǔn)四腔切面的自動(dòng)尋找上。本文的主要貢獻(xiàn)如下:1.廣泛閱讀虛擬內(nèi)窺鏡路徑規(guī)劃算法的國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究文獻(xiàn),對(duì)于常見的虛擬內(nèi)窺鏡路徑規(guī)劃算法根據(jù)其算法特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)和比較,著重研究了基于距離場(chǎng)的中心線抽取算法的原理,應(yīng)用以及優(yōu)缺點(diǎn),為將基于距離場(chǎng)的路徑規(guī)劃算法用于心血管虛擬內(nèi)窺鏡奠定了基礎(chǔ)。2.將一種改進(jìn)了的基于邊界距離場(chǎng)的路徑規(guī)劃算法用于心血管虛擬內(nèi)窺鏡中。該算法是傳統(tǒng)距離場(chǎng)路徑規(guī)劃算法的改進(jìn),改進(jìn)后的算法克服了傳統(tǒng)單純基于源距離場(chǎng)算法的“貼壁”問題,中心性和實(shí)時(shí)性較好,且避免了虛擬視點(diǎn)移動(dòng)時(shí)的抖動(dòng)現(xiàn)象。該方法是一個(gè)完全自動(dòng)的路徑規(guī)劃算法,根據(jù)此自動(dòng)算法,為了滿足臨床醫(yī)生在診斷時(shí)的需要,我們給出了一種經(jīng)過(guò)臨床醫(yī)生任意多選擇點(diǎn)的交互式的路徑規(guī)劃方法,交互式的算法能夠更好的在內(nèi)窺診斷的過(guò)程中觀察病灶。3.將CUDA編程技術(shù)引入到心血管虛擬內(nèi)窺鏡內(nèi)窺顯示實(shí)時(shí)繪制中,對(duì)光線投射體繪制算法進(jìn)行了加速,大大加快了虛擬視點(diǎn)沿著規(guī)劃路徑移動(dòng)的速度;在路徑規(guī)劃的基礎(chǔ)上對(duì)中心線進(jìn)行交互式的友好的導(dǎo)航設(shè)計(jì),保證了我們?cè)趦?nèi)窺診斷的過(guò)程中不會(huì)迷失方向,做到了實(shí)時(shí)定位。在此基礎(chǔ)上,我們?cè)诖罅康南刃牟』颊邤?shù)據(jù)集上進(jìn)行內(nèi)窺診斷實(shí)驗(yàn),介紹了基于我們的工作可以輔助診斷出的先天性心血管畸形的類型。4.提出了一種基于圖像檢索的在采集自心尖處的三維超聲心動(dòng)圖中標(biāo)準(zhǔn)四腔切面自動(dòng)尋找算法。該算法分為兩步,第一步使用全局特征GIST,SVM分類器,在從三維超聲心動(dòng)圖提取的大量二維切面中將所有四腔切面分類出來(lái);第二步使用基于主成分分析的檢索技術(shù)從分類出的四腔切面中精檢索出標(biāo)準(zhǔn)四腔切面。
【關(guān)鍵詞】：輔助診斷 虛擬內(nèi)窺鏡 路徑規(guī)劃 先心病 標(biāo)準(zhǔn)切面 圖像檢索
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R540.4;TP391.41
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-16
• 第一章 緒論16-20
• 1.1 課題研究的背景和選題意義16-17
• 1.2 課題研究的內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)17-18
• 1.3 本文的內(nèi)容安排18-20
• 第二章 醫(yī)學(xué)圖像及其在計(jì)算機(jī)輔助診斷技術(shù)中的應(yīng)用20-28
• 2.1 引言20
• 2.2 醫(yī)學(xué)圖像20-26
• 2.2.1 DICOM圖像格式20-22
• 2.2.2 CT圖像22-25
• 2.2.3 三維超聲心動(dòng)圖25-26
• 2.3 基于醫(yī)學(xué)圖像的計(jì)算機(jī)輔助診斷技術(shù)26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 虛擬內(nèi)窺鏡的路徑規(guī)劃28-51
• 3.1 引言28
• 3.2 心血管系統(tǒng)虛擬內(nèi)窺技術(shù)28-33
• 3.3 常用的虛擬內(nèi)窺鏡路徑規(guī)劃算法33-38
• 3.4 一種改進(jìn)了的心血管系統(tǒng)虛擬內(nèi)窺鏡自動(dòng)中心線抽取算法38-43
• 3.4.1 DFB距離場(chǎng)38-40
• 3.4.2 初始路徑抽取40-42
• 3.4.3 中心線平滑42-43
• 3.5 交互式虛擬內(nèi)窺鏡中心線抽取算法43-44
• 3.6 實(shí)驗(yàn)44-50
• 3.6.1 自動(dòng)的中心線抽取實(shí)驗(yàn)45-49
• 3.6.2 交互式的中心線抽取實(shí)驗(yàn)49-50
• 3.7 本章小結(jié)50-51
• 第四章 基于路徑規(guī)劃算法的臨床輔助診斷技術(shù)51-76
• 4.1 引言51
• 4.2 科學(xué)可視化技術(shù)51-53
• 4.3 光線投射體繪制53-60
• 4.3.1 三維數(shù)據(jù)分類55-57
• 4.3.2 顏色賦值57-58
• 4.3.3 圖像合成58-59
• 4.3.4 明暗計(jì)算59-60
• 4.4 光線投射算法的CUDA加速60-65
• 4.4.1 CUDA簡(jiǎn)介60-61
• 4.4.2 CUDA編程技術(shù)61-64
• 4.4.3 基于CUDA編程模型的加速光線投射體繪制64-65
• 4.5 虛擬視點(diǎn)的導(dǎo)航設(shè)計(jì)65-69
• 4.5.1 視點(diǎn)位置和方向的確定65-68
• 4.5.2 虛擬視點(diǎn)移動(dòng)控制導(dǎo)航設(shè)計(jì)68-69
• 4.6 實(shí)驗(yàn)69-75
• 4.6.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)69
• 4.6.2 CUDA加速實(shí)驗(yàn)69-70
• 4.6.3 室間隔缺損的診斷70-72
• 4.6.4 主動(dòng)脈弓中斷的診斷72-73
• 4.6.5 冠狀動(dòng)脈以及肺靜脈疾病的診斷73-74
• 4.6.6 動(dòng)脈導(dǎo)管未閉的診斷74-75
• 4.7 本章小結(jié)75-76
• 第五章 三維超聲心動(dòng)圖中標(biāo)準(zhǔn)四腔切面的尋找76-90
• 5.1 引言76
• 5.2 三維超聲心動(dòng)圖中的標(biāo)準(zhǔn)切面76-78
• 5.3 三維超聲心動(dòng)圖切面提取78-80
• 5.4 二維切片初分類80-83
• 5.4.1 支持向量機(jī)80-81
• 5.4.2 特征選取81-83
• 5.5 基于PCA的標(biāo)準(zhǔn)四腔切面精簡(jiǎn)索83-87
• 5.5.1 基于內(nèi)容的圖像檢索技術(shù)83-85
• 5.5.2 基于主成分分析的標(biāo)準(zhǔn)四腔切面檢索85-87
• 5.6 實(shí)驗(yàn)87-89
• 5.6.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)87
• 5.6.2 二維切面分類87-88
• 5.6.3 基于主成分分析的標(biāo)準(zhǔn)切面精檢索88-89
• 5.7 本章小結(jié)89-90
• 第六章 總結(jié)與展望90-92
• 6.1 研究工作總結(jié)90-91
• 6.2 研究工作展望91-92
• 參考文獻(xiàn)92-95
• 致謝95-96
• 碩士期間參與項(xiàng)目96-97
• 發(fā)表論文97

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 孫錕,陳樹寶,江海,張玉奇,郁怡;復(fù)雜型先心病的三維超聲心動(dòng)圖剖視診斷方法的研究[J];中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)雜志;1999年02期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 姚德民;計(jì)算機(jī)輔助識(shí)別下虛擬內(nèi)窺鏡系統(tǒng)研究[D];復(fù)旦大學(xué);2007年

2 陳濱津;小兒先心病超聲圖像的虛擬內(nèi)窺鏡關(guān)鍵技術(shù)研究[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：1090036