本文關(guān)鍵詞：四維心臟輔助診斷系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究

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【摘要】：心臟磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)因其無創(chuàng)性的提供高分辨率的心臟軟組織圖像現(xiàn)已成為心血管疾病臨床診斷的重要手段之一。心臟磁共振圖像不僅可以提供心臟的組織結(jié)構(gòu)信息,通過計算機圖形學(xué)等技術(shù)還可以得到心臟的三維立體模型并計算出心臟的功能參數(shù)信息。這些信息為醫(yī)生對患者病情的診斷提供了客觀、準(zhǔn)確的判斷依據(jù)。由于左心室是心臟主要的動力部分,且左心室的功能參數(shù)信息是臨床診斷的重要依據(jù),因此針對左心室的各種算法是目前的研究熱點。從左心室磁共振圖像序列提取出左心室內(nèi)外膜輪廓信息,重建出組織和病灶的三維模型,進而計算出功能參數(shù)信息,在臨床診斷上具有重要意義。本文著重對基于心臟磁共振圖像的左心室及心肌瘢痕分割進行深入的研究,并在三維表面重建和四維運動重建的基礎(chǔ)上開發(fā)出四維心臟輔助診斷系統(tǒng),為輔助醫(yī)生診斷提供了一整套解決方案。因此,本文的工作主要包括以下研究內(nèi)容:(1)提出了一種結(jié)合視覺顯著性和GVF Snake模型的左心室內(nèi)外膜分割方法。該方法首先運用多尺度視覺顯著性檢測機制獲取心內(nèi)膜的初始輪廓,解決了常見的乳頭肌對分割效果的干擾問題。對于心內(nèi)膜的分割,考慮到左心室近似圓形的特點,在基于梯度矢量流的主動輪廓模型的基礎(chǔ)上,引入了圓形約束作為內(nèi)力的補充�？朔擞捎谌轭^肌的干擾而收斂至錯誤邊界的問題。對于心外膜的分割,根據(jù)心內(nèi)膜與心外膜形狀相似的特點,引入了形狀相似的能量項。通過重新構(gòu)造外力場,可以準(zhǔn)確的分割出心外膜。(2)提出了一種基于灰度修正的心肌瘢痕自動分割方法。該方法針對心肌瘢痕區(qū)域的局部灰度特點,首先根據(jù)區(qū)域灰度特征計算出局部灰度特征值,再與原始灰度進行加權(quán)計算得到灰度修正值,最后根據(jù)這個灰度修正值采用Otsu閾值方法進行分割得到心肌瘢痕區(qū)域。該算法能夠準(zhǔn)確的分割出心肌瘢痕區(qū)域,且具有較強的抗噪聲能力。(3)完成了四維心臟輔助診斷系統(tǒng)的開發(fā)。采用Visual Studio開發(fā)平臺,實現(xiàn)左心室和心肌瘢痕的手動與自動分割、三維表面重建和四維運動重建,開發(fā)一套實用的四維心臟輔助診斷系統(tǒng)。系統(tǒng)具備四維動態(tài)可視化和心臟功能分析等功能,可為臨床提供客觀的參考數(shù)據(jù)和評價手段。
【關(guān)鍵詞】：心臟磁共振圖像 左心室分割 心肌瘢痕分割 四維重建 可視化
【學(xué)位授予單位】：四川師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R540.4;TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 心臟磁共振圖像分割方法研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 醫(yī)學(xué)圖像可視化研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 課題的提出16-17
• 1.4 研究目標(biāo)與內(nèi)容17
• 1.5 論文組織結(jié)構(gòu)17-19
• 2 左心室分割算法研究19-32
• 2.1 左心室分割介紹19
• 2.2 主動輪廓模型在左心室分割中的應(yīng)用19-23
• 2.2.1 經(jīng)典Snake模型19-21
• 2.2.2 GVF Snake模型21-23
• 2.3 視覺顯著性理論23-24
• 2.4 結(jié)合視覺顯著性和主動輪廓模型的左心室分割算法24-27
• 2.4.1 多尺度顯著性檢測方法24-26
• 2.4.2 基于圓形約束的GVF Snake模型對心內(nèi)膜的分割26-27
• 2.4.3 基于形狀相似的GVF Snake模型對心外膜的分割27
• 2.4.4 本文算法步驟27
• 2.5 實驗結(jié)果與分析27-31
• 2.5.1 初始輪廓影響實驗28-29
• 2.5.2 形狀約束作用實驗29-30
• 2.5.3 算法對比實驗30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 3 心肌瘢痕分割算法研究32-39
• 3.1 閾值分割算法在心肌瘢痕分割中的應(yīng)用32
• 3.2 基于灰度修正的閾值分割方法32-35
• 3.2.1 灰度修正方法32-34
• 3.2.2 Otsu閾值分割算法34-35
• 3.3 實驗結(jié)果與分析35-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 4 四維心臟輔助診斷系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)39-53
• 4.1 系統(tǒng)設(shè)計40-45
• 4.1.1 系統(tǒng)開發(fā)平臺40-41
• 4.1.2 文件操作模塊方案設(shè)計41
• 4.1.3 心臟分割模塊方案設(shè)計41-42
• 4.1.4 心臟重建模塊方案設(shè)計42-45
• 4.2 系統(tǒng)實現(xiàn)45-50
• 4.2.1 文件操作模塊實現(xiàn)45-47
• 4.2.2 心臟分割模塊實現(xiàn)47-49
• 4.2.3 心臟四維重建模塊實現(xiàn)49-50
• 4.2.4 心臟功能分析模塊實現(xiàn)50
• 4.3 系統(tǒng)測試50-52
• 4.3.1 功能測試50-51
• 4.3.2 測試結(jié)果與分析51-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 5 總結(jié)與展望53-55
• 5.1 論文工作總結(jié)53
• 5.2 未來工作展望53-55
• 參考文獻55-60
• 致謝60-61
• 研究生在校期間的科研成果61

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 顧順德,聶生東,陳瑛,章魯;基于K-最近鄰規(guī)則的磁共振顱腦圖像分割算法的應(yīng)用研究[J];上海醫(yī)科大學(xué)學(xué)報;2000年02期

2 徐志榮,朱弋,張衛(wèi)東;磁共振實用圖像參數(shù)實驗分析[J];醫(yī)療衛(wèi)生裝備;2000年03期

3 劉德光,孫毅平;磁共振介導(dǎo)微創(chuàng)外科的展望[J];中國冶金工業(yè)醫(yī)學(xué)雜志;2001年03期

4 吳前芝,張?zhí)?毛存南,陳馬昊;磁共振窗口技術(shù)應(yīng)用初探[J];實用醫(yī)技雜志;2002年12期

5 陳迎良;苗重昌;張波;;新生兒缺氧缺血性腦病患兒磁共振檢查的護理體會[J];醫(yī)學(xué)理論與實踐;2012年24期

6 Von D.Uhlenbrock;張本固;;磁共振體層照像診斷炎性腎臟病的可能性[J];放射學(xué)實踐;1988年04期

7 楊揚;西班牙空軍高性能戰(zhàn)斗機飛行員的頸椎磁共振圖像[J];航空軍醫(yī);1997年01期

8 ;眼科學(xué)[J];國外科技資料目錄.醫(yī)藥衛(wèi)生;1998年01期

9 王其玲;磁共振介紹[J];今日科技;1999年10期

10 倪萍;陳自謙;;磁共振質(zhì)量控制和質(zhì)量保證若干問題的探討[J];福州總醫(yī)院學(xué)報;2008年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙磊;徐進;;磁共振導(dǎo)航微創(chuàng)治療系統(tǒng)及其臨床應(yīng)用[A];中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會成立30周年紀(jì)念大會暨2010中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會學(xué)術(shù)大會壁報展示論文[C];2010年

2 徐志榮;朱戈;張衛(wèi)東;;磁共振實用圖像參數(shù)實驗分析[A];中華醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會第一次醫(yī)學(xué)影像設(shè)備應(yīng)用技術(shù)研討會論文集[C];1999年

3 翁得河;王慧賢;宋濤;;基于小波和模糊集的磁共振圖像增強[A];第六屆全國計算機應(yīng)用聯(lián)合學(xué)術(shù)會議論文集[C];2002年

4 劉英豪;于源;;ASM-016P磁共振裝置脊椎掃描技術(shù)分析及臨床應(yīng)用評價[A];中華醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會第一次醫(yī)學(xué)影像設(shè)備應(yīng)用技術(shù)研討會論文集[C];1999年

5 江寶釧;張森;胡蘭清;;無指導(dǎo)的模糊聚類的多回波腦部磁共振圖像分割[A];中國圖象圖形科學(xué)技術(shù)新進展——第九屆全國圖象圖形科技大會論文集[C];1998年

6 寧本德;屈小波;郭迪;陳忠;;基于小波變域內(nèi)局部方向性的磁共振圖像稀疏重建[A];第十七屆全國波譜學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2012年

7 趙磊;;磁共振導(dǎo)航微創(chuàng)治療技術(shù)及其在經(jīng)皮冷凍治療中的應(yīng)用[A];第六屆中國科學(xué)家論壇論文匯編[C];2007年

8 陳曉榮;任宇婧;胡紅杰;尹學(xué)青;錢玉娥;劉華鋒;;磁共振評價左室容量-時間曲線的初步研究[A];2012年浙江省放射學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

9 相艷;李江濤;楊嘉林;;基于模糊C均值聚類算法的腦部磁共振圖像分割[A];第六屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集（2）[C];2008年

10 胡昌偉;屈小波;郭迪;陳忠;;基于小波變換的迭代閾值磁共振圖像稀疏重構(gòu)新算法[A];第十六屆全國波譜學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 本報記者 皮澤紅;國產(chǎn)磁共振的痛苦只是暫時的[N];廣東科技報;2004年

2 記者　孫占穩(wěn);新奧博為勇破世界性難題[N];河北日報;2006年

3 本報記者 劉正午;磁共振競技場的新較量[N];醫(yī)藥經(jīng)濟報;2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王麗嘉;磁共振圖像全自動分割量化方法研究[D];華東師范大學(xué);2015年

2 張寧;心臟磁共振圖像左心室分割算法研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2009年

3 張元凱;四肢腫瘤的微結(jié)構(gòu)與生物學(xué)行為及動態(tài)增強磁共振相關(guān)性研究[D];山東大學(xué);2010年

4 黃世亮;磁共振圖像處理中若干問題的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（武漢物理與數(shù)學(xué)研究所）;2006年

5 呂玉波;磁共振聯(lián)合光學(xué)示蹤技術(shù)在頭頸縱隔穿刺活檢術(shù)中的應(yīng)用價值[D];山東大學(xué);2013年

6 馮振;面向磁共振圖像重建的壓縮感知方法研究[D];大連理工大學(xué);2014年

7 李建軍;磁共振對小腸腸壁結(jié)構(gòu)及腸壁缺血的實驗研究[D];華中科技大學(xué);2012年

8 張孝通;基于磁共振測量技術(shù)的生物組織電特性成像研究[D];浙江大學(xué);2009年

9 陳國強;磁共振相位電影對比法在導(dǎo)水管成形術(shù)中的應(yīng)用研究[D];中南大學(xué);2013年

10 龔向陽;磁共振腦表面三維重建技術(shù)及應(yīng)用的研究[D];浙江大學(xué);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳勇;基于偏微分方程的磁共振圖像降噪算法研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

2 厲元杰;四維心臟輔助診斷系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];四川師范大學(xué);2015年

3 李大為;磁共振導(dǎo)引聚焦超聲腫瘤消融機的研制[D];復(fù)旦大學(xué);2013年

4 李娜;腦磁共振圖像分割方法研究[D];中南大學(xué);2007年

5 王聰;磁共振稀疏重建算法與直接離散傅里葉變換重建算法并行處理加速方法的研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2011年

6 安一碩;基于改進壓縮感知算法的磁共振參數(shù)成像的研究[D];吉林大學(xué);2013年

7 張競丹;腦組織磁共振圖像分割的新方法[D];東北師范大學(xué);2006年

8 馮德朝;磁共振評價面神經(jīng)血管壓迫的圖像質(zhì)量控制研究[D];山東大學(xué);2010年

9 蔡風(fēng)琴;磁共振圖像的去噪問題研究[D];武漢理工大學(xué);2013年

10 胡吉波;磁共振肺通氣功能成像的初步研究[D];浙江大學(xué);2003年

，

本文編號：648988