[发明专利]可注射水凝胶疗效评估的左心室几何模型构造方法和装置

说明书

本发明公开了一种可注射水凝胶疗效评估的左心室几何模型构造方法和装置，属于图像处理领域。其包括：获取包括左心室的磁共振图像；对磁共振图像进行分割，得到左心室的不同器官组织集合；对每个像素，在以该像素为中心的3×3×3图像块上构造一个三变量的二次多项式体函数块；在由相邻8个像素构成的每个单位立方体上，将该立方体中所有像素的二次多项式体函数块加权平均，构造一个三变量的三次多项式体函数块；将所有三次多项式体函数块组合在一起，得到左心室三维几何模型。本发明为水凝胶对治疗心肌梗死疗效评估提供了构造高精度左心室实体模型的方法，为高准确评估提供了有效技术，为医护人员提高医治心肌梗死的疗效提供了重要的辅助技术。

技术领域

本发明涉及计算机图像处理领域，特别是指一种可注射水凝胶疗效评估的左心室几何模型构造方法和装置。

背景技术

心血管疾病是导致世界范围内死亡的主要病因，由于心室壁的不良重塑，最终可能会导致心力衰竭。因此，心肌的材料属性在研究健康和疾病的左心室功能中起着重要作用。可注射水凝胶是一种生物相容的可注射材料，在减轻心室重构方面有着显著的效果。目前有多种不同材料的水凝胶被用于评估对心室壁厚度以及左心室功能的影响。许多活体实验研究证明，可注射水凝胶对治疗心肌梗死可以起到一定的有效作用。

最近的实验研究结果表明，水凝胶刚度值的改变可以改变其对减轻心室重构的程度。但是，体内实验评估水凝胶的疗效耗费巨大。目前，运用几何建模和生物计算方法结合实验数据，深入了解不同刚度的水凝胶和不同体积的水凝胶对心室壁应力和厚度影响的研究还比较少。临床和医学研究中迫切需要能构建水凝胶在心室中模型的技术。用于刚度体积敏感性水凝胶对治疗心肌梗死疗效的评估涉及许多领域的关键技术，这些领域包括：数值计算、计算机图形学、几何造型、计算医学、临床治疗和生物医学工程等。目前，刚度体积敏感性水凝胶对治疗心肌梗死疗效的评估是一个难度极大、医学临床和研究中急需解决的关键问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种可注射水凝胶疗效评估的左心室几何模型构造方法和装置，本发明为水凝胶对治疗心肌梗死疗效评估提供了构造高精度左心室实体模型的方法，为高准确评估提供了有效技术，为医护人员提高医治心肌梗死的疗效提供了重要的辅助技术。

本发明提供技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种可注射水凝胶疗效评估的左心室几何模型构造方法，所述方法包括：

S1：获取包括左心室的磁共振图像；

S2：对所述磁共振图像进行分割，得到左心室的不同器官组织集合；

S3：对每个像素，在以该像素为中心的3×3×3图像块上构造一个三变量的二次多项式体函数块；

S4：在由相邻8个像素构成的每个单位立方体上，将该立方体中所有像素的二次多项式体函数块加权平均，构造一个三变量的三次多项式体函数块；

S5：将所有三次多项式体函数块组合在一起，得到左心室三维几何模型。

进一步的，所述磁共振图像包括不含水凝胶的左心室图像和包含水凝胶的左心室图像；

所述S2包括：

S21：对不含水凝胶的左心室图像中每个像素为中心的3×3×3图像块按照像素值由小到大排序；对包含水凝胶的左心室图像中每个像素为中心的5×5×5图像块按照像素值由小到大排序；

S22：计算每个3×3×3图像块或5×5×5图像块的直方图，根据直方图对每个图像块内的像素按照像素值由小到大排序；

S23：对于不含水凝胶的左心室图像，在每个3×3×3图像块中排好序的像素队列中，选择差异最大的两个相邻像素A和B，小于等于A的像素为心脏组织集合，大于等于B的像素为空腔集合，得到不含水凝胶的左心室图像的分割结果；