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心脏增大是器质性心脏病的重要体征之一,可由心脏扩张或心肌肥厚所致。在数字胸片中,确定心脏是否增大最简单方法就是测量心胸比率(CTR)。心胸比率是心脏最大横径与胸廓最大横径之比,若CTR大于0.5,即可认为有心脏增大征象。
测量心胸比率是X线诊断医师的常规工作,一直以来,医师根据目测或借助笔、直尺和胶片对心脏和胸廓圈定边界并测量。但是对于体检科室及科研分析时,需要大量测量心胸比率并进行统计,利用传统方法不仅速度较慢,而且容易因疲劳产生测量误差。为了减少手动测量的工作量,提高工作效率,本课题研究计算机自动测量心胸比率的方法。在计算机自动测量算法中,准确、有效地从数字胸片中提取出肺部轮廓是关键的步骤之一。其中涉及到的图像处理技术主要包括胸片图像的增强预处理和肺部轮廓提取。本文借鉴以往的经典算法,综合了小波变换和反锐化掩膜法进行图像增强研究,提高了图像的对比度和视觉效果。针对数字胸片中肺组织的分割算法研究主要工作如下:对经典的阈值法(最大类间方差算法)进行了改进,传统的算法在数字胸片肺组织的分割中存在很多缺陷,本文提出了改进的最大类间方差法对肺部轮廓进行提取;同时,对传统的活动轮廓模型及水平集方法在数字胸片轮廓提取中的应用进行了初步研究,提出了改进的基于C-V水平集模型的肺部轮廓提取,取得了良好的效果。
心脏几何结构是随着年龄的增加而改变的,对于健康成年人,其改变的速度较为缓慢,但是心血管疾病、血压升高以及超负荷运动(如运动员)等都会加快心脏增大的速度。同时,有研究表明不同性别、不同地区(如高山地区和平原地区)之间心胸比率正常值是有差异的。常见到的正常心胸比率值是若干年以前统计的,而且缺乏对不同年龄、性别、地区之间的统计。本课题对收集的三千余例北京地区在职人群的体检胸片进行了心胸比率测量及统计分析。依据年龄、性别分组,分别进行统计,较为精确地得出北京地区在职人群的心胸比率,为诊断心脏增大提供参考价值。同时,可作为预测心血管疾病发展的一个参考依据。