基于平均曲率流的冠状动脉表面网格的骨架分段

发布时间：2021-03-26 20:34

　　冠状动脉是供给心脏血液的动脉,冠心病是冠状动脉发生损坏产生的病变,随着人们生活水平的提高逐渐跃居于人口死亡的主要原因之列。在进行动脉手术之前需要进行器官的造影,用于提前预测患者是否患有冠心病。论文主要研究的就是其中心脏冠脉表面网格的骨架分段方法。本文提出的心脏冠脉网格方法由两部分组成:心脏冠脉网格的骨架提取和基于骨架的分段。传统的骨架提取方法一般都需要计算分数流量储备来评判血管的狭窄程度。为此,需要提取冠脉掩模的中心线,然后再建立相关的网格模型。然而,在从掩模到网格的计算过程中所产生的误差,会导致在中心线与网格模型之间出现较大的偏差。为克服这个问题,论文研究直接从表面网格提取骨架的方法。通过研究三种基本的网格骨架提取算法（腐蚀法、拉普拉斯平滑法、平均曲率流法）,提出了改进的平均曲率流法,提取出了比较完好的骨架。在得到骨架后,需要将骨架分解为单条的形态（分段）,得到详细的左右分脉以及各个单条的骨架。为此,论文提出了一种算法,根据骨架形态特征,从根部开始到尾部分支,一步步的将骨架结构进行分解,从而得到段状的骨架形态。实验结果表明了论文提出的方法的有效性,能较好地提取骨架并进行分段。 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

富含血管的心脏冠脉结构

图 1-2 冠状动脉狭窄示意图以血管为研究对象，FFR 的诊断心肌缺血的准确度、灵敏度、特异度、阳性阴性预测值分别为 84.3％、87.9％、82.2％、73.9％、92.2％[2]。可以看到，断准确率是非常高的。在这里由于 FFR 并不是本文讨论的重点，这里只大简略步骤。计算 FFR 大致可以分为四个部分来进行。如图 1-3 所示的四个步骤分别为：1. 图像采集：冠脉 CTA 获取和图像优化以及病人临床数据的获取。2. 模型构建：边界区域定义以及计算网格划分。3. 计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)模拟：边界条件设模型选择。4. 后处理参数输出与显示及诊断报告。其中在第二步的冠状动脉建模中，需要进行模型网格段状骨架的提取，本论与研究其方法。一个好的段状骨架提取算法能够更加精确的计算冠脉各个窄程度，对诊断及相关手术有着非常重大的作用。

图 1-3 FFR 计算过程综上所述，本文的主要研究目标就是从给定的心脏冠脉网格中提出段状的骨这里的网格为表面多边形网格，即只有目标对象表平面的网格，在本文提及术语中，如果没有特殊说明都是表面网格）。 国内外研究现状对心脏冠脉表面网格的段状骨架提取分为两步，首先提取心脏表面网格的骨之后分解骨架得到段状骨架。.1 骨架提取曲线骨架是一种的一维结构，用于简化表示三维对象的几何和拓扑结构。它进行形态分析的应用程序（如动画，变形，形状配准和形状检索）中被广泛使3D 模型中提取曲线骨架是计算机图形学和可视化的基本问题。本文提到的骨架定义区别于人体骨架，更贴合于拓扑学中的骨架定义。简单来

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3102210