冠状动脉是供应心脏血液的血管,冠心病是危害人类健康的"第一杀手".冠状动脉造影图像是目前临床广泛采用的诊断和治疗冠心病的主要依据之一.造影图像序列展示了心脏搏动时的血管变形和心脏的供血功能等动态信息.冠脉分布于心脏的表面,因此冠脉的运动可反映心脏本身的运动.那么通过研究冠脉的运动就可诊断与运动有关的心脏疾病,分析冠脉粥样硬化的发病机理.因此基于单面造影图像序列的冠状动脉运动分析具有很好的临床应用价值,目前已经成为国内外研究的热点.该文运用计算机视觉和数字图像处理的方法,分析冠状动脉造影图像序列,获得心动周期中心室和冠状动脉的形态和运动信息,对心脏运动进行准确的估计与解释,辅助诊断冠心病或其它心脏疾病.该文的研究内容主要包括:1.冠状动脉病变与心脏运动功能相关性的分析根据冠状动脉的结构及其循环特点,分析了冠状动脉病变与心脏运动功能异常的相关性,从而说明基于冠状动脉造影图像序列的血管运动分析的意义.2.冠状动脉的二维运动分析该文分别采用光流法和弹性配准的方法对单面冠脉造影图像序列进行了分析,得到心动周期中动脉骨架树上各点的二维运动向量及相关的运动参数.3.冠状动脉的三维运动特征提取实际的心脏和血管运动是三维的,非刚性的,且具有空间和时间的不均匀性,因此为了得到对心脏运动的正确分析,需进行血管的三维运动估计.该文采用同时在两个角度拍摄的单面冠状动脉造影图像序列,将冠脉的三维重建和运动估计结合起来进行,得到对冠脉树的结构、形态及运动的全面描述.4.基于知识的冠状动脉运动分析该文首先根据血管二维和三维运动估计结果,计算出有临床参考价值的运动参数,然后根据心脏运动的先验知识实现对心动周期中血管树2D/3D运动的定性解释,将运动估计的数字结果转化成用符号表示的运动描述,便于医生的观察和分析.5.建立心脏的三维运动模型该文根据非刚性体运动分析理论,建立了三维心脏运动模型,用一种层次化的方式来表述心脏复杂的运动行为.并采用基于层次分解的参数估计算法,将复杂的运动估计问题转化成多个精确定义的、简单的估计步骤来完成,从而计算出各运动组成部分的参数,得到心脏运动的量化表达.