Алгоритм автоматической сегментации структур аортального клапана на основе данных компьютерной томографии
20201214
250,00
р.
Актуальность. Одной из важных причин преждевременной смертности и потери трудоспособности в настоящее время является
аортальный стеноз. Наиболее оптимальными способами хирургического лечения этого заболевания являются пластика аорталь-
ного клапана по методике Озаки[1], протезирование аортального клапана и транскатетерная имплантация протеза аортального
клапана[2]. Для обучения ординаторов и мануального тренинга чаще используют анатомический материал и операции на
животных, однако подобного рода практика имеет высокую стоимость и не всегда доступна широкому кругу обучающихся. В
качестве альтернативы, на рынке появляются виртуальные хирургические симуляторы, включающие в себя рабочую станцию
с манипуляторами и программное обеспечение для компьютерной визуализации, однако до сих пор не представлено готового
решения для сегментации аортального клапана.
Цель: разработать алгоритм для автоматической сегментации структур аортального клапана на основе обработки данных ком-
пьютерной томографии.
Материалы и методы: в ходе работы были использованы 14 КТ исследований рандомизированных больных, не имеющим
аномалий и/или патологии АК и луковицы аорты. Их анализ и дальнейшие преобразования были осуществлены с помощью ПО
Vidar DICOM Viewer, SolidWorks 2016, VMTKLab и других существующих видов ПО и библиотек. В связи с тем, что визуализация
полулунных заслонок аортального клапана при выполнении КТ практически невозможна, было выполнено построение его
виртуального 3D-шаблона с учетом параметров, приведенных в литературных источниках.
Результаты: Первым этапом разработки модели стало построение виртуального 3D-шаблона аортального клапана, основываясь
на среднестатистических параметрах, приведённых в литературных источниках, после чего была построена целостная геометри-
ческая модель. Следующим этапом работы над шаблоном было преобразование геометрической модели аортального клапана
в параметрическую, что было реализовано путём применения встроенного в SolidWorks инструмента «Уравнения». На заключи-
тельном этапе создания шаблона были заданы механические свойства структур, соответствующие средним значениям реального
биологического объекта: модуль нормальной упругости для синусов Вальсальвы – 0,2 МПа, для створок аортального клапана – 20
МПа, коэффициент Пуассона для обеих структур – 0,4. В результате, был получен виртуальный 3D-шаблон аортального клапана,
способный изменять свою геометрию при внешних воздействиях. Была доказана работоспособность параметрической модели.
В ходе работы с моделью, каких-либо проблем с геометрией при деформации выявлено не было.
Выводы: 1. При реализации разработанного алгоритма автоматической сегментации структур артериального русла, использова-
ны готовые пакеты ПО, что позволило реализовать разработанный алгоритм по достаточно простой и оригинальной методике.
2. Учитывая тот факт, что оператор задействован в большинстве этапов использования алгоритма, сегментация в разработан-
ном ПО носит полуавтоматический характер, однако выполняемые оператором действия не требуют глубокого погружения в
алгоритмы работы ПО и носят поверхностный характер.
3. В результате исследования получена индивидуализированная 3D-модель анатомических структур аортального клапана, которая
позволяет хирургу или обучающемуся детально отработать оперативный приём

Ключевые слова: аортальный клапан, мультимедийный контент, параметрическое моделирование, транскатетерная
имплантация, сегментация изображений, Dicom, деформированные модели свободной формы
Click to order
Total: 
Ваше Имя
Ваша почта
Ваш телефон
Медицинская организация
Почтовый адрес доставки (для печатных журналов)