科创中国
心脏磁共振图像的左心室三维轮廓重建方法和系统
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-02-13 09:25:18
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-03-20 16:26:16
本发明涉及一种心脏磁共振图像的左心室三维轮廓重建方法和系统。所述方法包括：建立心脏磁共振图像的混合高斯模型的步骤；初始化活动轮廓模型的步骤；确定左心室内外表面轮廓的步骤；以及重建左心室三维轮廓的步骤。上述心脏磁共振图像的左心室三维轮廓重建方法和系统，采用混合高斯模型将磁共振图像划分成多个区域，再采用移动正方形法初始化活动轮廓模型，采用活动轮廓模型的能量最小化方程求解得到左心室内外表面轮廓，再由左心室内外表面轮廓重建三维轮廓，因采用混合高斯模型及活动轮廓模型求取的左心室内外表面轮廓较为准确，进而重建的三维轮廓的准确度也较高。
获取并根据活动轮廓模型的内力函数、图像力函数和交互作用力函数通过微积分建立活动轮廓模型的能量最小化方程，沿能量梯度方向移动，直到图像力函数与内力函数的值平衡，得到左心室内外表面轮廓，图像力函数是指活动轮廓模型移动到的位置的图像距图像边缘的图像灰度梯度力；以及重建左心室三维轮廓的步骤，获取一个心跳周期内多幅空间位置相邻的心脏磁共振图像的横轴图像，获取每幅横轴图像的左心室内外表面轮廓，将多个横轴图像的左心室内外表面轮廓连接起来，形成心脏磁共振图像的左心室三维轮廓，包括：获取一个心跳周期内多幅空间位置相邻的磁共振图像的横轴图像，将右心室的横轴图像上的尖角作为重建三维网格的标识点，每个横轴图像上获取的左心室内外表面轮廓都以该标识点对齐，相邻横轴图像上的轮廓用三角面片连接起来，然后按照时间序列将多个横轴图像的左心室内外表面轮廓连接起来，形成心脏磁共振图像的左心室三维轮廓，每幅横轴图像的内或外表面轮廓由与左右心室间隔上右心室月牙形心后侧尖角标识点为内或外表面轮廓上的第一点组成三角网格。
随着生活水平的提高，心血管疾病已成为人类死亡的主要原因之一。尽早确诊疾 病是提高治愈和减少发病危险的一个重要因素。为了 了解心脏的内部情况，采用磁共振成 像技术对心脏扫描成像。磁共振图像可观察到一个心跳周期内左心室的运动情况。
传统的心脏磁共振图像一般为二维图像，对该二维图像进行分割可得到心脏的轮 廓，然而该心脏轮廓分割准确度低，且无法准确重建左心室三维轮廓。
中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。
上述心脏磁共振图像的左心室三维轮廓重建方法和系统，采用混合高斯模型将磁 共振图像划分成多个区域，再采用移动正方形法初始化活动轮廓模型，采用活动轮廓模型 的能量最小化方程求解得到左心室内外表面轮廓，再由左心室内外表面轮廓重建三维轮 廓，因采用混合高斯模型及活动轮廓模型求取的左心室内外表面轮廓较为准确，进而重建 的三维轮廓的准确度也较高。
此外，采用重建的左心室三维轮廓测量出栗血量和栗血率参数，测量方便且准确。
技术合作
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以 通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质 中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁 碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
下载app