基於醫學圖像的心臟建模與分析

　　現代醫學圖像已成為臨床診斷的重要手段和依據，《基於醫學圖像的心臟建模與分析》給出了一個基於非均勻有理B樣條（NURBS）的真實、靈活的人體心臟表面模型，用於心臟功能參數的定量計算。同時，《基於醫學圖像的心臟建模與分析》針對臨床上傳統參數分析方法的不足，在運動參數計算和統計分析的基礎上，構建了一個基於靜態參數和運動參數統計概率模型的判別函數，利用該判別函數能有效地判定心臟運動狀態是否正常。《基於醫學圖像的心臟建模與分析》最後還給出一個基於ASM模型的心臟功能分析的軟件實例。
　　全書結構清晰、合理，範例實用、豐富。對廣大科研人員、工程技術人員、高校相關專業師生及計算機視覺和圖像編程愛好者不失為——本重要的參考書。

前言
第1章 常用心臟醫學成像技術
1.1 醫學成像技術概述
1.2 X射線圖像
1.3 MRI醫學圖像
1.3.1 MRI原理
1.3.2 MRI成像影像因素
1.4 CT醫學圖像
1.4.1 CT成像基本原理
1.4.2 評價CT圖像質量的主要指標
1.5 SPECT醫學圖像
1.6 超聲醫學圖像
1.7 心血管造影術
1.8 常用影像檢查方法的比較分析
1.9 心臟病變的基本X射線、CT、MRI和DSA表現
1.9.1 心臟病變的基本X射線表現
1.9.2 心臟大血管病變的基本CT和MRI表現
1.9.3 心臟大血管病變的基本DSA改變

第2章 基於心臟醫學圖像的模型技術
2.1 心臟模型技術概況
2.1.1 心臟的物理模型
2.1.2 心臟的數字化模型
2.2 表面模型技術
2.2.1 連續表面模型
2.2.2 離散表面模型
2.3 可變模型技術
2.3.1 泛函與變分
2.3.2 基於輪廓（skeleton-based）的可變模型
2.3.3 MetaMorphs模型
2.3.4 Snake模型及其改進
2.3.5 基於模式分析的可變模型
2.4 統計模型技術
2.4.1 活動形體模型
2.4.2 主動外觀模型
2.5 心臟活動形體模型的構建
2.5.1 三維點分佈模型（PDM）的構建
2.5.2 主動量分析與活動形體模型
2.5.3 模型的擬合與匹配
2.5.4 統計形體模型的改進
2.6 本章小結

第3章 基於圖像局部不變特徵的模型初始化和優化，
3.1 圖像的不變特徵
3.2 局部不變特徵——SIFT特徵
3.2.1 檢測尺度空間極值點
3.2.2 精確定位極值點
3.2.3 關鍵點方向指定
3.2.4 關鍵點描述子的生成
3.3 全局圖像特徵
3.3.1 圖形上下文
3.3.2 矩不變量
3.4 基於圖像局部不變特徵的ASM模型初始化
3.4.1 改進圖形上下文
3.4.2 使用歸一化圖形上下文優化SI盯特徵的匹配結果
3.4.3 關鍵點模型的建立
3.4.4 關係模型的建立
3.4.5分割與擬合
3.4.6 實驗分析和討論
3.5 基於圖像全局不變特徵的ASM模型優化
3.5.1 矩不變量的選擇
3.5.2 主動檢測策略
3.5.3 主動修正策略
3.5.4 實驗和結果
3.6 結淪

第4章 心臟模型的三維表達與計算
4.1 圖像數據和模型的預處理
4.2 基於B樣條的三維表示
4.2.1 B樣條曲線
4.2.2 B樣條曲面
4.2.3 柱坐標系下的B樣條曲面
4.3 基於NURBS的三維表示
4.3.1 NURBS曲線
4.3.2 NURBS曲面
4.3.3 柱坐標系下的NURBS曲面
4.4 基於NURBS的心臟三維表示
4.4.1 心臟模型數據獲取
4.4.2 基於NURBS曲線的心臟表面擬合
4.4.3 基於NURBS曲面的心臟表面擬合
4.4.4 不同坐標系的NURBS比較
4.5 NURBS形狀調整
4.5.1 調整控制點
4.5.2 調整權因子NURUS齊次坐標表示
4.5.3 基於約束化的NURBS形狀修改
4.5.4 數值實驗
4.6 基於NURBS曲面積分的心臟容積計算方法
4.6.1 NURBS曲線曲面的矩陣表示
4.6.2 封閉NURBS曲線面積計算方法
4.6.3 NURBS曲面體積計算方法
4.6.4 實驗與結果分析
4.7 本章小結

第5章 基於模型心臟參數分析
5.1 基於圖像的分析技術
5.1.1 基於圖像的分析技術現狀
5.1.2 基於模型的心臟圖像分析過程
5.2 基於模型技術心臟功能參數的分析現狀
5.2.1 整體功能參數分析
5.2.2 動態功能分析
5.3 基於模型心臟靜態參數估算
5.3.1 基於模型的左心室靜態參數估算
5.3.2 靜態參數的特性
5.4 基於模型心臟運動參數估算
5.4.1 心臟點分佈模型的三次樣條插值
5.4.2 心肌運動幅度計算
5.4.3 速度及加速度計算
5.5 小結

第6章 基於ASM模型的心室壁力學分析
6.1 柔性體力學特性
6.1.1 彈性力學基本理論
6.1.2 生物柔性材料特點
6.1.3 左心室壁彈性特徵
6.2 心室壁位移場擬合
6.2.1 B樣條曲面反向運算
6.2.2 擬合左心室位移場
6.3 心室壁應變計算
6.3.1 基於PCA的心室壁纖維方向確定
6.3.2 應變計算
6.3.3 應變插值
6.4 心室壁應力計算
6.4.1 彈性模量的估算
6.4.2 彈性矩陣的估算
6.5 實驗與結果分析
6.6 應力應變參數分析
6.6.1 心功能壓力-容積分析
6.6.2 應力應變與其他運動參數

第7章 心臟功能參數的統計分析與應用
7.1 運動參數值概率統計
7.1.1 統計分析方法的確定
7.1.2 線性判別函數設計
7.1.3 統計步驟及結果
7.2 心肌區域及整個心室統計及表示
7.2.1 心肌面統計與顯示
7.2.2 心室統計及表示
7.3 統計結果的應用
7.3.1 利用統計結果判別心臟疾病
7.3.2 病變區域在二維切片上的標註
7.4 小結

第8章 心臟功能分析系統實例——MIAHF軟件
8.1 軟件功能圖
8.2 軟件簡介
8.2.1 功能模塊
8.2.2 應用領域
8.2.3 軟件性能
8.2.4 運行環境
8.2.5 軟件功能列表
8.3 安裝與使用說明
8.3.1 文件讀取
8.3.2 結果保存
8.3.3 相位選擇
8.3.4 單相位圖像擬合
8.3.5 多相位圖像擬合
8.4 MRI圖像分析操作指南
8.4.1 單相位分析
8.4.2 多相位分析
8.5 SPECT圖像分析操作指南
8.5.1 單相位分析
8.5.2 多相位分析
8.6 對讀取擬合結果進行分析
8.6.1 切層數據讀取
8.6.2 對單個擬合結果進行分析
8.6.3 讀取多個擬合結果進行分析
8.6.4 擬合結果保存
參考文獻