随着医学成像电子仪器和计算机图像处理技术的快速发展,医学影像的诊断及分析技术也相应得到快速提升。运用计算机对医学影像进行数字化的处理、提取关键信息参数或构建专业化的分析系统等计算机辅助诊断技术在当下医疗领域显得尤为重要。本研究旨在开发一种计算机软件仿真系统用来进行医学影像建模,能够实现心脏内部各个独立腔室的四维重建,从而构建有关局部心肌动量的四维动态显示模型组,达到心脏腔室生理分析及病变评估的功能。心脏疾病是人类非意外死亡的主要死因,但又因心脏生理结构及功能的特殊性而无法做太过深入的侵入式诊断或研究。心脏的医学成像及三维模型仿真虽然为诊断或研究提供了便利,但二维的心脏医学影像及三维化的心脏重建模型并不能多方位、实时的展示心脏各部位状态与其生理参数变化。基于心脏器官具有形态上实时变化的生理特殊性,四维化的仿真模型在分析及评估心脏功能方面有着绝对优势:相比于传统三维模型,四维化可以通过动态模型展示心脏的形态变化,模拟心脏的跳动;在心脏参数的分析上,可以生成整个心跳周期下不同时段的生理数据资讯,实现对心脏生理变化的综合评估。鉴于传统心脏成像与模型仿真技术的不足,本文研究设计了一种心脏腔室的四维建模与分析系统,可以实现对病人心脏生理状况全面且精确的运动模拟及功能评估。在建模系统的内部算法处理上,按照影像重组、图像分割、三维重建和四维化的四个主要流程进行整体设计。以切面构造法实现影像重组的中轴矫正办法,成功获取了目标心室的短轴切面图像;改进了基于区域增长的图像分割法,结合自动分割与人机交互的方式进行心肌边缘资讯获取,增加了图像分割的准确性和抗噪性;开发了以数据点建立向量关联进行三维重建的方法,同时通过过渡模型及颜色梯度处理等方法得到具有心肌局部动量评估功能的四维模型。在系统的外部界面设计上,分阶段的提供了有关图像重组与分割的手动修正界面、三维重建及参数提取界面以及多组四维动态模型同平台显示界面等,实时反馈建模各阶段效果和参数,并在最终分析平台中实现了多种特殊功能四维模型之间的联合显示与对比。该系统成功构建了电烧术后病人的左心室四维重建模型,并通过心肌动量模型与参数分析评估了其生理状况,表明了本系统所设计无创且便捷的心脏腔室四维建模及评估方案有效可行。