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上海交通大学
博士学位论文
基于三维超声的小儿心脏二尖瓣运动分析
姓名:朱磊
申请学位级别:博士
专业:模式识别与智能系统
指导教师:杨新
20080601
,≯麦童声謦博士学位论文基于三维超声的喽獍暝硕治摘要心脏二尖瓣的静态及动态形态定量分析对于心脏瓣膜疾病的诊断和手术规划具有重要的临床意义。近年来,三维超声心动图由于能直观形象地再现心脏二尖瓣复杂的空间结构及运动状况,使二尖瓣形态定量测量成为可能。我们与上海儿童医学中心合作,利用实时三维超声心动图对二尖瓣形态,尤其是心脏二尖瓣环和瓣膜的三维运动测量和分析进行了研究。并编写了三维超声心动图的实时可视化,和心脏二尖瓣三维运动测量及计算机辅助诊断软件。本文的主要贡献点在于:本文提出二尖瓣环“最佳参考平面’’用于辅助分析二尖瓣三维运动。二尖瓣在心脏中的运动由两部分组成,首先,二尖瓣在心脏中随胸腔的肺呼吸做整体运动,然后二尖瓣按心跳周期在左心室作为一个阀门,对血流做打开和关闭动作。本文基于实时三维心脏超声图像,提出二尖瓣环“最佳参考平面糜谙二尖瓣整体运动的影响,并对二尖瓣在心动周期内运动提供一个可靠和理想的测量参考平面。我们估计出二尖瓣环运动参数,得到了运动中二尖瓣环三维量化信息。通过对组病例分析,初步证明此方法所建模型较准确反映患者的二尖瓣环的运动,能满足二尖瓣环运动分析研究的需要。引入模式识别的方法,分析不同二尖瓣样本的运动差异。由于儿童的心脏处于发育阶段,为了将二尖瓣环的运动的测量参数用于临床,需要将这些参数归一化。本文引入模式识别分析的分类方法,探索将基于左心室容积的归一化方·
幸闵醪┦垦宦畚法引入到二夹瓣环运动测量参数的分析中矿实验表明,这个方法使正常儿童与重度反流儿童二尖瓣环运动测量参数有很好的特异性。对患儿病症的诊断有提示作用,也就是说,为医生提供了良好的辅助诊断功能和定量分析方法。针对二尖瓣环曲线描述匹配问题,提出了一种等长曲线夹角链码方法描述重建出来的二尖瓣环三维形态。传统的二尖瓣环描述方法,主要包括二尖瓣环周长,二尖瓣环面积,二尖瓣环高高点距离等参数。本文提出的等长曲线夹角链码具有平移、拉伸和旋转的不变性等优点。通过试验分析,初步证明此方法可以刻画患者的心脏二尖瓣环的运动形态,能满足二尖瓣环三维描述和分析研究的需为了方便医生定性观察和定量测量二尖瓣三维运动情况,我们编写了三维超声心动图的实时可视化,心脏二尖瓣环和瓣膜的三维运动测量及计算机辅助诊断软件。首先通过人机交互方式提取出二尖瓣环的特征点,并根据位置关系对特征点排序,然后利用非均匀有理跚呓⒍獍昊啡翁P停后编程实现二尖瓣环的动态显示和运动定量分析。关键词:医学图像可视化,二尖瓣,莶杉蔷扔欣鞡样条,线性判别分类,规则,测地活动轮廓模型,硕兰要。·
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回车保密口,在一年解密后适用本授权书。日期:矿呕年氯先学位论文版权使用授权书上海交通大学不保密口。朐谝陨戏娇蚰诖颉啊獭指导教师签名:本学位论文属于学位论文作者签名:日期:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
舞⋯懈雠瑚以矽刘学位论文原创性声明上海交通大学轹者论位笋本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。日
应用研究的三维超声心动图技术鞤壑Щドゲ┦垦宦畚第一章前言课题背景小儿先天性心脏病是、最常见心脏病,也是劳龅闹饕T蛑弧据统计,先心病的发病率占活产婴儿的%【俊F渲邢忍煨孕脑嗖『喜⒒虻ザ来嬖诘姆渴野曜爸媒峁购凸δ芤常约占所有先心病的。因此,开展先天性心脏病二尖瓣结构和功能异常的研究具有重要的临床意义。在心脏疾病的诊断中,超声诊断由于其快速、简便及无创伤等特点而获得了广泛的应用。然而,一般使用的二维超声心动图虽然能提供心肌损伤的程度,但心脏是一个随心动周期不断变形的三维结构,即使检查多个切面图像也不能正确反映室壁运动缺陷的程度。发展于世纪、年代并在年代进入俅形象直观地显示二尖瓣及其装置的空间结构状态和运动状态,为深入研究病变二尖瓣静态和动态形态特征提供了可能性。实时三维超声心动图技术作为数字图像技术和超声技术的融合,可清楚看