نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی پزشکی، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

2 دانشیار، مرکز تحقیقات غلوم و تکنولوژی در پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی تهران

3 استاد، مرکز طبی کودکان، دانشگاه علوم پزشکی تهران

10.22041/ijbme.2008.13429

چکیده

در این فعالیت تحقیقاتی سعی شده است تا با استفاده از روش مار بی- اسپیلاین، جداره های داخلی بطن چپ قلب استخراج شود. با اعمال اصلاحات و تغییرات مختلف سرعت همگرایی پاسخ و توانایی دوام در برابر اغتشاش افزایش یافته است. با کمک تعریف استراتژی اضافه کردن نقطه گره به کانتور امکان انعطاف بیشتر با حفظ بهینه بودن محاسبات به وجود می آید. به منظور افزایش قدرت و سرعت همگرایی در مراحل تکرار از روش قدرت تفکیک چندگانه استفاده شد. یکی دیگر از اقدامات اندیشیده شده شناسایی کانتور اولیه درون بطن چپ خودکار است. این کار به کمک استفاده از روابط ریاضی مباحث ریخت شناسی میسر شده است. همچنین با توجه به تغییرات سطح روشنایی در مکان های مختلف جداره داخلی بطن چپ ضرایب نیروها برای هر کدام از نقاط گره در هر مرحله درشت نمایی تعیین می شود. پس از آن به کمک روش سیمسون اصلاح شده حجم بطن محاسبه شده و با محاسبه حجم بطن در دو زمان پایان سیستول و پایان دیاستول نسبت برون دهی (از پارامترهای حیاتی قلب) محاسبه می شود. همچنین مدل سه بعدی بطن چپ به کمک توابع پایه بی- اسپیلاین ترسیم می شود. نتایج بدست آمده پس از مقایسه با نتایج بالینی بیانگر دقت بالا در انجام محاسبات است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Inner-Boundary of Left Ventricle Detection By Using Fast & Adaptive B-Spline Snake, and 3D Model of Left Ventricle

نویسندگان [English]

  • Mehdi Marsousi 1
  • Javad Alirezaie 2
  • Armen Kocharian 3

1 MSc Graduated, Department of Biomedical Engineering at KN. Toosi University

2 Associate Professor, Research Center of Sciences and Technology in Medicine (RCSTIM), Tehran University of Medical Sciences

3 Professor, Children's Hospital Medical Center, Tehran University of Medical Sciences

چکیده [English]

In this paper, a new method for boundary detection of left ventricle in echocardiography images is proposed. We have modified B-Spline Snake algorithm to achieve much faster convergence and more reliability toward noises in echocardiography images. A novel approach for inserting new node points during iterations is applied to maintain a maximum distance between two adjacent nodes. This strategy is applied in order to simultaneously increase the smoothness of the contour and optimize the computational time. A multi-resolution strategy is also adapted to provide further robustness toward noises in the images. In addition, morphological operators are utilized to specify the initial contour automatically within the left ventricle chamber in echocardiography images. The parameters of node points are determined during each transition from coarser to finer resolution according to the average intensity of the sample points on the contour near each node point. The volumes of left ventricle in the end of both systolic and diastolic frames are calculated using modified Simpson method. The ejection fraction ratio is also calculated; this is frequently used by specialist before each surgery. Moreover, a method is introduced to draw the 3D model of left ventricle with the aid of basis function of B-Spline. The proposed method is assessed by comparison between the obtained results and clinical observations by expert radiologists and demonstrates a high accuracy. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • B-Spline snake
  • Echocardiography images
  • Boundary detection
  • 3D model of left ventricle