[01179889]基于卷积神经网络的冠状动脉斑块定量定性分析

1.课题来源与背景：黑龙江省教育厅基本科研业务费项目（2018-KYYWF-0084） 2.研究目的与意义： 人体结构的有限元分析FEA（失效模式和影响分析）有重大的研究意义。医学有限元分析要解决两个重要的问题,一是得到精确的组织结构几何模型,二是根据密度对组织精确地赋材质。由于人体解剖结构的复杂性,曲面的任意性,最高端CAD的软件也无法设计出符合需要的结构模型。使用逆向工程方法进行三维重建只能得到解剖结构外轮廓,不能得到人体解剖内部结构。结构材质分布的不均一性,各种材质的分布界限非线性决定了有限元前处理软件在赋材质时不能有效针对人体结构赋予不同的材质,赋予的材质不能很好的体现人体组织的材料属性。Mimics即Materiaise’’s interactive medical image control system,全名是交互式数字化三维医学影像控制系统。是现今世界最前沿的医用3D图像生成及编辑处理软件。Mimics输入各种扫描数据（CT/MRI）转化为精确的3D数字模型,用于解剖教学、手术模拟和有限元研究。可以在普通PC机上进行大规模数据转换处理。Mimics快速将扫描数据转换成三维数据格式。然后输出到RPM（快速原型制造）、CAD（计算机辅助设计）、CAE（计算机辅助分析）、CAM（计算机辅助制造）和FEA（有限元分析）。Mimics利用基于灰度值提供了一种高效的材质分配方法,可以为3D模型精准地赋材质。FEA模块网格重新划分功能对输入数据进行最大限度的优化,基于扫描数据可以对体网格进行材质分配。通过不同的软件接口输出不同的有限元软件进行FEA有限元分析。 3.项目研究内容： 冠心病 （CHD）,是指冠状动脉及其分支粥样硬化,使血管管腔狭窄或阻塞,导致心肌缺血、缺氧或坏死性损害的心脏病。临床发生CHD90%由冠状动脉粥样硬化引起, 本研究只讨论冠状动脉粥样硬化,已知处于动脉粥样硬化不同进展阶段的各个钙化性斑块,可能有着不同质的进展,并且对危险因素变化的反应也不同。本世纪初国内相关学者在具体钙化性斑块的测量系列研究中提出在成像过程中使用校准模型可以计算具体钙化性斑块的,具体方法是通过测量钙化性斑块的值并使用值与已知含钙浓度的校准体模之间的关系计算得到。 本研究项目探讨以 CT 图像为基础,应用Mimics冠脉分割技术构建个体化人冠状动脉斑块蒙罩模型的方法,对真实人体血管局部进行着色斑块描点标记,探索冠状动脉局部具体斑块的病理分布情况及冠状动脉粥样硬化斑块病变形成、发展的识别机制,以及赋材质参数对斑块生长、破裂、血栓形成等分化程度的预警作用。