نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه فیزیک و مهندسی پزشکی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان

2 دانشیار، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی

3 دانشیار، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

10.22041/ijbme.2008.13430

چکیده

در این مقاله رویکرد جدیدی برای تجزیه و تحلیل دینامیک بطن چپ قلب مبتنی بر مدل شکل پذیر مش فعال 3D-AMM روی توالی از تصاویر تشدید مغناطیسی قلب مطرح می شود. این مدل بیان فشرده ای از مجموعه نقاط تصویر سه بعدی به دست می دهد که نتیجه تلفیق ریخت شناسی و هندسه هدف خواهد بود و با خواص کشسان قلب تزویج می شود. با برازش مدل به بردارهای جابه جایی پراکنده اولیه که به وسیله روند تناظریابی جدیدی به دست می آید، تغییر شکل بطنی تخمین زده می شود. به منظور توسعه مدل پیشنهادی قبلی، برش های میانی (بین برشی) و تقطیع آنها، به وسیله الگوریتم درون یابی مبتنی بر شکل نوینی، ایجاد شده است. ارزیابی با استفاده از اعمال الگوریتم بر روی 8 مجموعه توالی تصاویر (دو مجموعه توالی تصاویر مصنوعی و شش مجموعه حقیقی) انجام و نتایج به دست آمده با کارهای محققان دیگر مقایسه شده است. دقت این روش نیز بر روی تصاویر مصنوعی که به عنوان درستی زمینه در این تجزیه تحلیل ها شناخته شده، تخمین زده شده است. میانگین اندازه بردار خطا (تفاضل دو بردار میدان حرکت تخمینی و تحلیلی) کمتر ازmm 0.5 است. نتایج نشان می دهد، عملکرد این الگوریتم مقاوم، دقیق تر و بسیار سریع تر از الگوریتم های پیشنهادی قبلی ماست، به طوری که زمان اجرای الگوریتم تقریبا به میزان نصف کاهش یافته است. نتایج تخمین کرنش های نرمال بر روی تصاویر واقعی با نتایج به دست آمده از تجزیه و تحلیل چاپ شده از محققان دیگر، و همچنین نتایج آنالیز توالی تصاویر بیمار با مشاهدات بالینی مطابقت دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Active Mesh for Estimation of Local and Global Left Ventricular Function Over Cardiac Magnetic Resonance Imaging

نویسندگان [English]

  • Saeed Kermani 1
  • Hamid Abrishami Moghaddam 2
  • Mohammad Hasan Moradi 3

1 Assistant Professor, The Physics and Medical Engineering Department, Isfahan University of Medical Sciences

2 Associate Professor, BioMedical Engineering Department, Electrical Engineering School, KN.Toosi University of Technology

3 Assistant Professor, The Bioelectrics Department, Amirkabir University of Technology

چکیده [English]

This paper presents a new method for quantification analysis of left ventricular performance from the sequences of cardiac magnetic resonance imaging using the three-dimension active mesh model (3D­AMM). AMM is composed of topology and geometry of L V and associated elastic material properties. The LV deformation is estimated by fitting the model to the initial sparse displacements which is measured by a new establishing point correspondence procedure. To improve the model, a new shape­-based interpolation algorithm was proposed for reconstruction of the intermediate slices. The proposed approach is capable of estimating the displacement field for every desired point of the myocardial wall. Then it leads to measure dense motion field and the local dynamic parameters such as Lagrangian strain. To evaluate the performance of the proposed algorithm, eight image sequences (six real and two synthetic sets) were used and the findings were compared with those reported by other researchers. For synthetic image sequence sets, the mean square error between the length of motion field estimated by the Algorithm and the analytical values was less than 0.5 mm. The results showed that the strain measurements of the normal cases were generally consistent with the previously published values. The results of analysis on a patient data set were also consistent with his clinical evidence. In conclusion, the results demonstrated the superiority of the novel strategy with respect to our formerly presented algorithm. Furthermore, the results are comparable to the current state-of-the-art methods. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cardiac MRI
  • Deformable model
  • Non-rigid motion
  • Shape-based interpolation
  • Three dimensional active mesh model (3D-AMM)
  • Image analysis