心脏MRI采集自动视图规划与左心房多部分建模分割

### 心脏 MRI 采集自动视图规划与左心房多部分建模分割 在心脏医学影像领域，心脏 MRI 采集的视图规划以及左心房的建模与分割是重要的研究方向，它们对于心脏疾病的诊断和治疗具有关键意义。下面将分别介绍心脏 MRI 采集自动视图规划和左心房多部分建模与分割的相关内容。 #### 心脏 MRI 采集自动视图规划 - **视图规划方法** - 首先对左心室进行勾勒，计算一些心脏锚点。在网格模型中，左心室底部和心尖有对应的顶点，左心室底部中心通过计算底部顶点的质心得到。 - 左心室长轴通过连接底部中心和心尖来计算，此长轴用于规划短轴堆栈，也可采用拟合穿过所有短轴多平面重建（MPR）中心的直线的方法。 - 对于 2 腔和 4 腔视图的规划，从短轴堆栈中重建出心室中部短轴切片（MPR），应用地标检测算法定位右心室前插入点和下插入点。2 腔视图平行于连接两个右心室插入点的直线，并穿过用于地标检测的短轴 MPR 上的左心室血池中心；4 腔视图穿过左心室血池中心和右心室外侧点。 - **实验设置** - **数据采集**：通过单次屏气下的并行成像获取 3D 全胸 MR 扫描。在舒张中期使用 ECG 门控分段采集，采用 T2 准备的 SSFP 读出和化学位移脂肪抑制。典型协议参数为：400x400x220 mm³ 的视野，矩阵为 256x202x44，对应 1.6x2x5 mm³ 的分辨率，插值到 2.5 mm 切片。在 1.5T 西门子 MAGNETOM Avanto/Espree 上使用 32 通道线圈进行采集，加速率为 6 = 3x2（LR 方向的相位编码 x AP 方向的并行采集），PAR 维度采用 3/4 部分傅里叶。屏气时间通常小于 20s，每个心跳单次采集所有相位编码线。按照此基线协议从 77 名患者中获取了 88 个体积，此外还应用了一些实验定位器协议，从 23 名志愿者和患者的组合中获取了额外的 85 个体积，总共从 100 名受试者中收集了 173 个定位器体积。 - **数据处理与评估**：对于每个体积，手动使用三角网格表示法勾勒左心室作为真实值，包括心内膜、心外膜和左心室流出道边界。通过在 3D 中视觉导航体积手动识别标准的 2 腔、3 腔和 4 腔视图，每个视图由平面法向量和平面上的锚点组合记录。左心室长轴真实值计算为从心尖指向左心室底部中心（二尖瓣平面网格点的质心）的向量，作为短轴堆栈的法线方向。采用 4 折交叉验证方案进行评估，将 173 个体积随机分为四等份，同一受试者的体积不划分到不同等份。每次评估时，三份用于训练，一份用于测试，重复四次使每个体积都用于测试一次。评估左心室勾勒结果时，计算拟合网格每个顶点到真实网格的距离（点到网格距离），取平均值作为测量值。该距离测量的均值、标准差和中位数分别为 4.96mm、10.35mm 和 2.51mm，表明后续视图计算的勾勒和锚定效果良好，较大的标准差是由于检测异常值导致的。 - **性能评估** |视图类型|Axis（度）|Base（mm）|Apex（mm）|Angle（度）|Position（mm）| | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | |Short - axis stack|8.6|13.3|11.7| - | - | |2 - chamber view| - | - | - |18.9|6.6| |3 - chamber view| - | - | - |12.3|4.6| |4 - chamber view| - |