论文部分内容阅读
近年来,心血管疾病作为危害人类健康的头号杀手,引起了人们的关注和重视,而经食管超声心动图作为研究心血管疾病的重要图形图像工具,发挥着无可替代的关键作用。经食管超声心动图采用通过食道近距离观察心脏的技术,只有少数医院和医护人员能够临床采集。因此医院和医护人员迫切需要模拟仿真的经食管超声心动图的培训系统来提高医师的业务能力,在此背景下经食管超声心动图标准切面导航可视化系统应运而生。 本文通过对国内外经食管超声心动图可视化系统的发展现状进行了分析和总结,取其精华,去其糟粕,创新性地采用软硬件结合的开发方法,克服了诸多难点、盲点,完成经食管超声心动图标准切面导航可视化系统。在硬件平台中,依托于本课题组的自主研发平台,采用人体仿真模型、传感器探头、图形图像显示器等硬件设备,主要完成模拟仿真经食管超声心动图的采集过程,并由传感器获取探头的位置数据,通过通信接口传递给计算机系统进行后续的处理和应用。软件程序设计中,针对经食管超声心动图标准切面导航可视化系统需要对超声图像进行去噪增强的背景需求,参考现有的中值滤波、各项异性扩散等图像去噪算法。对于超声图像中存在的斑点噪声,提出了基于改进各项异性的水平集医学图像去噪算法。根据所需超声心动图标准切面的相对位置关系,提出了适用于本系统的降维映射原则,独立设计并实现了可视化系统的二维导航图。接收和处理传感器仿真探头传输的实时数据,通过程序实现了导航图和心脏仿真模型之间的实时导航交互,满足导航图和超声图像的切换功能,完成了系统的整体功能结构。