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一种基于超声图象的左心室容积计算方法

作者：吴俊华

来源：《科技视界》2013年第35期

【摘 要】本文给出一种基于超声图象的左心室容积计算方法，算法首先利用三次B样条
曲线表示出左心 室各个截面内壁的轮廓线，然后在同一显示模式下分别填充已知容积的三维规
则形体和左三心室，最后通 过统计两物体填充象素的数目得到左心室的容积。以CMRI得到的
体积作为参考标准，算法得到的体积 比COMPACT4.2得到的体积更准确。
【关键词】B样条；左心室；容积；象素
0 引言
左心 室外形复杂，无法用函数方程表示，求其容积很困难。随着先进设备的出现，人们可
以通过超声，CT等 得到左心室的图象，利用这些图象人们给出了左心室体积计算的各种方
法，文献[1]利用左心室长对称 轴和内膜边缘采样点来估计左心室容积；文献[2]利用B样条方
法插值特征图象，用获得的特征点来估 计曲面体体积；文献[3]利用测定的长短轴形成的椭球
体来估计左心室体积。另外，也有用其它方式测 定左心室容积，如文献[4]利用导管电导率变
化来测定左心室容积。以上方法并没有对左心室的容积进 行计算，而是通过测定与左心室容积
有关的参数来估计其容积。
本文给出的 左心室容积计算方法首先利用超声设备获得左心室各个截面的图象，利用三次
B样条曲线表示出左心室各 个截面内壁的轮廓线，在同一分辨率的模式分别填充已知容积的三
维规则形体和左心室，统计出各自的填 充象素数目，通过填充象素数目的比值得到左心室的容
积。
1 图象的获取及边缘的表示
本文所用的仪器为德国TOMTEC COMPACT 3D，仪器所带软件为COMPACT 4.2，Free
Hand采集装置，二维超声诊断设备为Diasonics 2D Gateway FX超声仪。为 了获得心脏在同一
个状态下各个截面的图象，首先将装置定位与心脏外部，该设备可以做给定角度的旋转 ，在进
行心脏数据采集时，首先连接同步心电图，设备绕中心轴做给定角度的旋转，从而保证装置得到的每一帧图象都是该心脏同一状态下不同截面的显示。
图1 左心室截面图象及B洋条表示的内边缘
对于获得的图象，由于实现计算机对边缘曲线 的准确提取难度较大，本文利用交互方式，
由有经验的医生利用系统提供的B样条曲线生成功能在图象上 手工绘制出该截面的边缘曲线。
图1给出了B样条表示出的左心室截面内边缘。