本文關鍵詞：基于心臟圖像的三維可視化和輔助診斷技術

  更多相關文章： 輔助診斷 虛擬內窺鏡 路徑規(guī)劃 先心病 標準切面 圖像檢索

【摘要】：計算機斷層掃描圖像和三維超聲心動圖對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規(guī)劃具有重要的臨床意義;心血管虛擬內窺鏡作為三維數據可視化技術在臨床中的應用已經成為心血管疾病計算機輔助診斷技術中的研究熱點。本文研究了基于心臟圖像的可視化技術和計算機輔助診斷技術�；谛呐K計算機斷層掃描圖像我們著重介紹其可視化技術,包括心血管虛擬內窺鏡的路徑規(guī)劃、導航設計、繪制加速,以及基于可視化技術的計算機輔助診斷;而基于三維超聲心動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圖中標準四腔切面的自動尋找上。本文的主要貢獻如下:1.廣泛閱讀虛擬內窺鏡路徑規(guī)劃算法的國內外相關研究文獻,對于常見的虛擬內窺鏡路徑規(guī)劃算法根據其算法特點進行總結和比較,著重研究了基于距離場的中心線抽取算法的原理,應用以及優(yōu)缺點,為將基于距離場的路徑規(guī)劃算法用于心血管虛擬內窺鏡奠定了基礎。2.將一種改進了的基于邊界距離場的路徑規(guī)劃算法用于心血管虛擬內窺鏡中。該算法是傳統距離場路徑規(guī)劃算法的改進,改進后的算法克服了傳統單純基于源距離場算法的“貼壁”問題,中心性和實時性較好,且避免了虛擬視點移動時的抖動現象。該方法是一個完全自動的路徑規(guī)劃算法,根據此自動算法,為了滿足臨床醫(yī)生在診斷時的需要,我們給出了一種經過臨床醫(yī)生任意多選擇點的交互式的路徑規(guī)劃方法,交互式的算法能夠更好的在內窺診斷的過程中觀察病灶。3.將CUDA編程技術引入到心血管虛擬內窺鏡內窺顯示實時繪制中,對光線投射體繪制算法進行了加速,大大加快了虛擬視點沿著規(guī)劃路徑移動的速度;在路徑規(guī)劃的基礎上對中心線進行交互式的友好的導航設計,保證了我們在內窺診斷的過程中不會迷失方向,做到了實時定位。在此基礎上,我們在大量的先心病患者數據集上進行內窺診斷實驗,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圖中標準四腔切面自動尋找算法。該算法分為兩步,第一步使用全局特征GIST,SVM分類器,在從三維超聲心動圖提取的大量二維切面中將所有四腔切面分類出來;第二步使用基于主成分分析的檢索技術從分類出的四腔切面中精檢索出標準四腔切面。
【關鍵詞】：輔助診斷 虛擬內窺鏡 路徑規(guī)劃 先心病 標準切面 圖像檢索
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 課題研究的內容和創(chuàng)新點17-18
• 1.3 本文的內容安排18-20
• 第二章 醫(yī)學圖像及其在計算機輔助診斷技術中的應用20-28
• 2.1 引言20
• 2.2 醫(yī)學圖像20-26
• 2.2.1 DICOM圖像格式20-22
• 2.2.2 CT圖像22-25
• 2.2.3 三維超聲心動圖25-26
• 2.3 基于醫(yī)學圖像的計算機輔助診斷技術26-27
• 2.4 本章小結27-28
• 第三章 虛擬內窺鏡的路徑規(guī)劃28-51
• 3.1 引言28
• 3.2 心血管系統虛擬內窺技術28-33
• 3.3 常用的虛擬內窺鏡路徑規(guī)劃算法33-38
• 3.4 一種改進了的心血管系統虛擬內窺鏡自動中心線抽取算法38-43
• 3.4.1 DFB距離場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 交互式虛擬內窺鏡中心線抽取算法43-44
• 3.6 實驗44-50
• 3.6.1 自動的中心線抽取實驗45-49
• 3.6.2 交互式的中心線抽取實驗49-50
• 3.7 本章小結50-51
• 第四章 基于路徑規(guī)劃算法的臨床輔助診斷技術51-76
• 4.1 引言51
• 4.2 科學可視化技術51-53
• 4.3 光線投射體繪制53-60
• 4.3.1 三維數據分類55-57
• 4.3.2 顏色賦值57-58
• 4.3.3 圖像合成58-59
• 4.3.4 明暗計算59-60
• 4.4 光線投射算法的CUDA加速60-65
• 4.4.1 CUDA簡介60-61
• 4.4.2 CUDA編程技術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 虛擬視點的導航設計65-69
• 4.5.1 視點位置和方向的確定65-68
• 4.5.2 虛擬視點移動控制導航設計68-69
• 4.6 實驗69-75
• 4.6.1 實驗數據69
• 4.6.2 CUDA加速實驗69-70
• 4.6.3 室間隔缺損的診斷70-72
• 4.6.4 主動脈弓中斷的診斷72-73
• 4.6.5 冠狀動脈以及肺靜脈疾病的診斷73-74
• 4.6.6 動脈導管未閉的診斷74-75
• 4.7 本章小結75-76
• 第五章 三維超聲心動圖中標準四腔切面的尋找76-90
• 5.1 引言76
• 5.2 三維超聲心動圖中的標準切面76-78
• 5.3 三維超聲心動圖切面提取78-80
• 5.4 二維切片初分類80-83
• 5.4.1 支持向量機80-81
• 5.4.2 特征選取81-83
• 5.5 基于PCA的標準四腔切面精簡索83-87
• 5.5.1 基于內容的圖像檢索技術83-85
• 5.5.2 基于主成分分析的標準四腔切面檢索85-87
• 5.6 實驗87-89
• 5.6.1 實驗數據87
• 5.6.2 二維切面分類87-88
• 5.6.3 基于主成分分析的標準切面精檢索88-89
• 5.7 本章小結89-90
• 第六章 總結與展望90-92
• 6.1 研究工作總結90-91
• 6.2 研究工作展望91-92
• 參考文獻92-95
• 致謝95-96
• 碩士期間參與項目96-97
• 發(fā)表論文97

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前1條

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

中國博士學位論文全文數據庫 前2條

1 姚德民;計算機輔助識別下虛擬內窺鏡系統研究[D];復旦大學;2007年

2 陳濱津;小兒先心病超聲圖像的虛擬內窺鏡關鍵技術研究[D];復旦大學;2012年

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本文編號：1090036