基于带标记核磁共振图像的左心室运动分析

摘要

带标记的核磁共振心脏运动图像序列为分析复杂的心脏运动提供了有效途径。目前临床主要依靠医生肉眼观察及手工标定进行诊断,工作量大且缺乏定量的精确评价。有必要借助计算机图像处理及分析的方法对心脏运动进行定性定量的分析,为医生诊断提供参考数据。
　　利用阈值法和双线性Snake模型方法分割出左心室内外壁,获取感兴趣的心肌区域,得到后续处理所需要的心脏图像序列。根据带标记核磁共振心脏图像标记的周期性特点,应用Gabor滤波方法对心脏标记进行增强。在此基础上,设计一种运动网格能量模型对心脏运动图像序列中的标记线交点进行提取跟踪。其中运动网格节点(即标记线交点)的初始位置是对第一帧图像采用灰度投影法确定的,而随后的网格状态是网格运动能量最小化的结果。网格运动能量包括保持拓扑结构及相互位置关系的结构能量、基于标记交点灰度特性的特征能量、及参考相邻帧运动关系的限制能量。采用贪婪算法对总能量极小值化求解得到标记交点的最终位置。最后考虑左心室内外壁间标记交点的运动位移,求得左心室心肌区域的稠密位移场。
　　采用华中科技大学附属同济医院提供的15个病例的完整心动周期的图像序列进行了实验,以医生手工标定为标准。实验表明:左心室内外壁分割结果良好,标记线增强效果明显,标记交点提取跟踪结果准确。

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1 绪论

1.1课题背景

1.2国内外研究现状

1.3论文研究内容和结构安排

2 基于双线性Snake的左心室内外壁分割

2.1 心脏图像极坐标变换

2.2 左心室内外壁轮廓的初始化

2.3 双线性Snake模型

2.4 实验结果与分析

2.5 本章小结

3 基于Gabor滤波的标记增强

3.1心脏标记图像的特点

3.2 Gabor滤波

3.3心脏标记的Gabor滤板参数选择

3.4滤波方法

3.5实验结果与分析

3.6本章小结

4 基于运动网格能量模型的标记提取

4.1 标记网格线交点的初始化

4.2 构建网格能量函数

4.3 求解能量函数极小值

4.4 实验结果与分析

4.5 本章小结

5 应变位移计算

5.1 弹性应变基本概念

5.2 无网格法应变分析

5.3 移动最小二乘法近似函数的描述

5.4 实验结果与分析

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献