二、前言与文献回顾-东海大学资讯工程学系.doc

東海大學資訊工程與科學系 畢業專題成果 心臟Myocardial Region Segmentation in Computed Tomography Images 專 題 實 驗 報 告 書 中華民國九十七年十二月十七日 一.摘要 3 二、前言與文獻回顧 3 2-1簡述 3 2-2簡述心臟 3 2-3生理結構 4 三、研究動機與程式分析 4 3-1基本理論 4 3-2研究目的 4 3-3影像處理：區分心肌及其週遭部位 5 3-3-1區域成長?(Seeded?Region?Grow) 6 3-3-2主要作法與種子像素的取得 6 3-3-3判別是否為要計算面積影像 6 3-3-4區域成長邊緣判斷 7 四、軟硬體系統說明 7 4-1系統設備與架構 7 4-2系統檔案架構 7 4-3簡述DICOM影像 7 4-3-1 DICOM?Format 8 五、成果 8 5-1切割正確率評估 8 六、結論與討論 11 七、附錄 16 心臟Myocardial Region Segmentation in Computed Tomography Images 指導老師：黃育仁 參賽組員： 一.摘要 許多心臟疾病會導致心臟房室的容積異常，使心室無法有效收縮心臟房室的容積心臟疾病本研究採用心臟電腦斷層(computed?tomography,?CT)掃描影像，使用區域成長(seeded?region?grow)方法進行左心室心肌的邊緣搜尋，並進行體積的運算其結果分析使醫生有效率切割有個：內圈不為圓形(橢圓)、看不到明顯的外圈輪廓、不存在完整且封閉的心壁，； 藉由圈的周長與半徑比例來判斷內圈是否會隨著區域擴增而為完整的圓形；目前約有九成與醫生所之心臟面積相似，的則約八成。 二、前言與文獻回顧 2-1簡述 醫學影像一直是研究心臟疾病的最佳工具，優在於可以以非侵入的方式獲得心臟的資訊，避免侵入式對身體所造成的不良影響，並提供醫學臨床分析的重要指標。本研究利用心臟電腦斷層(cardiac-computed?tomography, ?cardiac-CT)影像建立一個可以量化分析左心室心肌體積的系統工具心臟的四個腔室每一個部位都有其重要的功用，且息息相關，許多心臟疾病的起因仍尚未被研究發現，本研究針對心肌體積的大小提供量化的數據給醫生當作一個參考的依據。 心臟功能評估可分為侵入式和非侵入式的功能量測，侵入式功能量測通常以壓力、容積做為量測參數，臨床上量測左心室的壓力與容積變化，以檢測左心室的功能是否異常；非侵入式功能量測通常以電訊號、影像訊號為基礎，電訊號會以心電圖(electrocardiogram,? ECG)為主要的心臟量測訊號，影像訊號則是藉由各種醫學影像擷取系統取得影像資訊後，直接從影像檔案觀察心臟生理結構與心動週期的心肌變化，藉由影像的分析及處理描述心臟的運動形態，可對心臟疾病做更進一步的了解。本研究所引用的影像資訊是從電腦斷層掃描取得，利用此影像資訊針對心臟進行評估與分析。 2-2心臟簡述 心臟由四個腔室(表1)以及三種組織所構成，是人體體內血液循環的動力，最內面一層稱做心內膜，心臟瓣膜主要成份，中間的一層稱做心肌，是構成心臟的主要成份，心臟的最外層組織做心外膜，用來保護心臟免於外力的直接撞擊，血液流動方向如圖1，它必需要有強壯的肌肉以應付每天身體的壓力。一顆正常的心臟平均一天要跳十萬次，每一分鐘就要打出5~10公升的血液，所以心臟的重要性對於人體健康有很大的關係。表1右心房 接收上下腔靜脈過來的缺氧血液，經瓣膜到右心室 右心室 將缺氧的血液注入肺泡的微血管，以更新從肺泡傳送進來的氧氣 左心房 肺靜脈此時以含充足的氧氣，再回到左心房，再經瓣膜到左心室 左心室 將帶氧的血液輸送至全身 圖1 圖2 2-3生理結構 一般人的心臟位於胸腔內兩肺之間，約2/3居正中線左側，1/3居正中線右側，依心隔與瓣膜的分界可分為四個房室左心房位於整個心臟的左側上方。左心房的上方連接著四條肺靜脈(pulmonary?vein,?PV)，分別為左下(left??interior,?LI)、左上(left?superior,?LS)、右(right?interior,?RI)、右上( right?superior, ?RS )；下方與左心室相通，以二尖瓣做為區隔，又稱僧帽瓣(mitral?valve,?MV)；側邊則與左心耳相接。左心耳為一個皺狀的小囊袋，附著在左心房的側邊，它會伴隨左心房一同收縮與舒張，心臟構造如圖2。 三、 3-1基本理論 本研究目的是觀察心臟的形態與計算其左心室心肌大小，利用心臟電腦斷層影像，運算體積將它們的體積做為臨床上心臟疾病