從醫(yī)學(xué)圖像到有限元網(wǎng)格.pdf

1、血流動(dòng)力學(xué)因素被認(rèn)為與動(dòng)脈粥樣硬化等心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展及治療有密切關(guān)系.為了更好的了解人體心血管系統(tǒng)的生理和病理行為,就必須深入研究動(dòng)脈內(nèi)的血流動(dòng)力學(xué)問題.以往的血流動(dòng)力學(xué)計(jì)算建立在理想的血管模型基礎(chǔ)上,這樣雖然也獲得了一定的信息,但只反映了一種規(guī)律性的情況,很難應(yīng)用到臨床中去對(duì)病人的治療起指導(dǎo)作用.血流的動(dòng)力學(xué)參數(shù)在很大程度上受血管解剖結(jié)構(gòu)的影響,而每個(gè)病人因其個(gè)體或病情差異,其血管幾何形態(tài)有很大的區(qū)別.因此,理想的情況是基于個(gè)性

2、化病人建立解剖真實(shí)的血管模型,以指導(dǎo)血流動(dòng)力學(xué)的臨床應(yīng)用.該文從方法學(xué)上建立起從醫(yī)學(xué)斷層圖像到有限元網(wǎng)格的方法.首先,從醫(yī)療設(shè)備獲得基于個(gè)體病人的斷層圖像,然后,經(jīng)過血管圖像的分割,完成血管三維重建.在完成血管三維重建的同時(shí),生成血流動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬的有限元網(wǎng)格.血管分割是三維重建的關(guān)鍵,關(guān)系到重建的精度.該文根據(jù)血管的解剖特點(diǎn)及圖像的不同情況,采用了區(qū)域生長(zhǎng)法和活動(dòng)輪廓模型兩種方法進(jìn)行血管分割.針對(duì)活動(dòng)輪廓模型初始化繁瑣及步進(jìn)凹陷邊緣困

3、難的問題,把區(qū)域生長(zhǎng)法的結(jié)果作為其初始模型,解決了活動(dòng)輪廓模型的這些問題.在血管的三維重建部分,采用了現(xiàn)在比較成熟的移動(dòng)立方體算法.作為從醫(yī)學(xué)斷層圖像到有限元網(wǎng)格的實(shí)例,該文對(duì)頸總動(dòng)脈分支應(yīng)用了上述各算法.結(jié)果表明,區(qū)域生長(zhǎng)法初始化簡(jiǎn)單,速度快;但在圖像質(zhì)量差的情況下,分割出的血管邊緣不光滑,甚至出現(xiàn)不連續(xù)現(xiàn)象.血管活動(dòng)輪廓模型分割結(jié)果邊緣光滑,未出現(xiàn)不連續(xù)現(xiàn)象;但其初始化需要操作者過多的干預(yù),且算法執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng).該課題把區(qū)域生長(zhǎng)法的結(jié)果