心脏超声图像三维分割方法

朱振华 (苏州市中西医结合医院超声科，江苏 苏州 215101)

近年来，心脏病变呈逐年增加的趋势，逐渐成为影响人类健康的主要因素之一。而心脏超声的应用，为心脏病变的诊断与治疗提供大量可靠信息，具有不容忽视的作用［1］。为了获取更多、更为准确的相关信息，三维分割图像十分必要。为此，选取60 例心脏病变患者为研究对象，采用图像分割方法诊察，并获取一定的成效，现报道如下。

1 临床资料

1.1 一般资料

选取2012 年3 月－2014 年4 月入院就诊的心脏病变患者60 例，随机分为观察组和对照组，各30 例，观察组采取心脏超声图像三维分割方法诊察，对照组采取二维分割方法诊察。观察组患者年龄39 ～79岁，平均(58 ±2.1)岁，男性患者18 例，女性患者12例;对照组患者年龄40 ～78 岁，平均(57 ±2.7)岁，男性患者17 例，女性患者13 例。两组患者在年龄、性别以及病情等一般资料方面差异无统计学意义(P ＞0.05)，具有可比性。

1.2 方 法

二维分割方法:嘱患者采平卧位或左侧卧位，探头放置于胸骨左缘第3 或第4 肋间，涂耦合剂后进行定点，或探头作弧形转动扫查，采用三个直角相交的平面束观察心脏，并收集整个心脏的二维图像。

三维分割方法:基于二维图像的基础上，对其进行预处理，同时保留图像的边缘信息。根据一定的建图模板，建立各顶点之间的关系，建立图像的映射。最后，根据区域对比校准情况，决定是否融合两个相邻区域。并将结果与二维分割方法进行比较。

1.3 观察指标

根据本院自制的患者满意度调查表，包括专科操作能力、服务质量、检查效果、检查费用等内容，总分100 分，≥90 分评“优”，80 ～89 分评“良”，60 ～79 分评“中”，＜60 分评“差”，满意度为评“优”和“良”的患者总数占总例数的百分比。

1.4 结 果

观察组患者优22 例，良7 例，中1 例，满意度为96.7%;对照组患者优9 例，良12 例，中6 例，差3例，满意度为70%，观察组满意度显著优于对照组，差异具有统计学意义(P ＜0.05)。

2 讨 论

人体各组织的病变均会给人们的生活带来越来越大的影响，不仅表现在躯体上，还会造成心理上的打击。尤其是心脏的病变，若未得到及时的诊断与治疗，可发展为严重疾病危及生命安全。因而，准确有效地检查出病变组织所在，并及时对症治疗是需要迫切解决的重大问题。随着医疗技术的不断精进，超声医学得到了突飞猛进的发展。其中心脏超声便是发展中的一员，其具体是利用超声的特殊物理学特性检查心脏和大血管的解剖结构及功能状态的一种首选无创性技术［2］。有研究表明，超声图像，具有实时性、无创性、无辐射性、成本低、可重复性好、灵敏度高等优势，可直接观察心脏形态及运动情况，因而广泛应用于临床诊疗活动中［3］。心脏超声在人体心脏疾病的定量分析、实时监控和治疗规划等方面均具有极大的潜力。为了更好地应用心脏超声对于心脏器官的分析与诊察，常需要以图像分割为首段。

目前，国内外存在多种图像分割方法，但由于超声图像本身的超声束散射回波相互干扰产生的噪声以及与组织相关的纹理特性的存在，抵制了图像分割的优势，使得超声图像分割成为公认性的难题之一［4］。心脏超声的分割有二维分割与三维分割之分。以往的技术与资源限制，仅能使用二维超声进行图像分割，在某个时刻仅能显示心脏单一解剖面的信息，缺乏空间信息，具有空间限制性，这通常依赖于临床医师的强大理论知识和较好的空间位置感。另外，二维心脏超声图像的分辨率较低，抗噪声性能弱，因而获取的信息精确度受到一定的影响。心脏超声图像三维分割方法，可有效解决以上问题，不仅应用可视化技术显示出心脏组织的三维轮廓，而且通过三维分割技术显示出所感兴趣的特定区域，以便后续病变的诊断与分析。本研究中的心脏超声图像三维分割方法，基于二维分割，最后进行三维重建。其结构简单，对噪声敏感，能够得到精确的分割结果。其分割方法包括图像预处理、建图和融合三个部分。图像预处理即采取双滤波模型去除噪声干扰;建图即建立图像的映射。融合，包括了信噪比、图像灰度均值和方差等信息统计结果，根据区域进行图像配准。而图像分割即区分相邻组织特征的过程。由于实际的医学图像数据集提供的断层切片图像包括了特定组织以外的其他信息，必须将特定的组织、器官分割出来才能实现图像重建［5］。由此可见，心脏超声图像三维分割方法优势众多，因而，获得较高的满意度，高达96.7%，明显优于对照组，差异具有统计学意义(P ＜0.05)。

综上所述，心脏超声图像的三维分割方法简便可行，精确度高，患者满意度高，有着为临床心脏病变的诊断与治疗提供更为可靠信息的潜力，适合临床推广应用。

［1］ 蒋国彦.应用糖尿病学［M］.北京:人民卫生出版社，1992:94-96.

［2］ Hostetter TH.Prevention of the development and progression of renal disease［J］.J Am Soc Nephol，2003，14:S144-S147.

［3］ 涂国华，姜旭淦.糖化血红蛋白的研究现状与进展［J］.临床检验杂志，2011，29(8):605-607.

［4］ 孙丽荣，王佳秋，于德民，等.老年2 型糖尿病患者糖尿病肾病危险因素分析［J］.中国糖尿病杂志，2006，14(2):114-115.

［5］ 钟一民，林其忠，余建国，等.三维超声心脏图像的模糊聚类分割［J］.上海生物医学工程，2007，28(2):72-75.