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心脏磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)因其无创性的提供高分辨率的心脏软组织图像现已成为心血管疾病临床诊断的重要手段之一。心脏磁共振图像不仅可以提供心脏的组织结构信息,通过计算机图形学等技术还可以得到心脏的三维立体模型并计算出心脏的功能参数信息。这些信息为医生对患者病情的诊断提供了客观、准确的判断依据。由于左心室是心脏主要的动力部分,且左心室的功能参数信息是临床诊断的重要依据,因此针对左心室的各种算法是目前的研究热点。从左心室磁共振图像序列提取出左心室内外膜轮廓信息,重建出组织和病灶的三维模型,进而计算出功能参数信息,在临床诊断上具有重要意义。本文着重对基于心脏磁共振图像的左心室及心肌瘢痕分割进行深入的研究,并在三维表面重建和四维运动重建的基础上开发出四维心脏辅助诊断系统,为辅助医生诊断提供了一整套解决方案。因此,本文的工作主要包括以下研究内容:(1)提出了一种结合视觉显著性和GVF Snake模型的左心室内外膜分割方法。该方法首先运用多尺度视觉显著性检测机制获取心内膜的初始轮廓,解决了常见的乳头肌对分割效果的干扰问题。对于心内膜的分割,考虑到左心室近似圆形的特点,在基于梯度矢量流的主动轮廓模型的基础上,引入了圆形约束作为内力的补充。克服了由于乳头肌的干扰而收敛至错误边界的问题。对于心外膜的分割,根据心内膜与心外膜形状相似的特点,引入了形状相似的能量项。通过重新构造外力场,可以准确的分割出心外膜。(2)提出了一种基于灰度修正的心肌瘢痕自动分割方法。该方法针对心肌瘢痕区域的局部灰度特点,首先根据区域灰度特征计算出局部灰度特征值,再与原始灰度进行加权计算得到灰度修正值,最后根据这个灰度修正值采用Otsu阈值方法进行分割得到心肌瘢痕区域。该算法能够准确的分割出心肌瘢痕区域,且具有较强的抗噪声能力。(3)完成了四维心脏辅助诊断系统的开发。采用Visual Studio开发平台,实现左心室和心肌瘢痕的手动与自动分割、三维表面重建和四维运动重建,开发一套实用的四维心脏辅助诊断系统。系统具备四维动态可视化和心脏功能分析等功能,可为临床提供客观的参考数据和评价手段。