Построение 3D-модели сосудов сердца с удалением кальцинатов
- 1 академик РАН, д.м.н., зав. кафедрой, Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова; ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии» Минздрава России (Москва)
- 2 д.т.н., профессор, Российский университет дружбы народов (Москва); НИУ ВШЭ (Москва)
Аннотация
Постановка проблемы. Задача неинвазивного определения фракционного резерва кровотока требует построения гидродинамической модели кровоснабжения сердца и расчета параметров кровотока с помощью уравнений Навье–Стокса. Для гидродинамических расчетов необходимо построение трехмерной геометрии сосудов на основании данных, полученных при проведении компьютерной томографической ангиографии.
Цель. Воссоздать геометрию сосудов для построения гидродинамической модели кровоснабжения сердца и расчета параметров кровотока.
Результаты. Реализована методика построения 3D-модели, использующая сочетание алгоритма роста области из семени, который работает с вокселями пространства, и ячеечного алгоритма вычисления триангуляции изоповерхности. Она позволяет вычислить триангуляцию внутренней поверхности части аорты и коронарных артерий с учетом удаления кальцинатов. Практическая значимость. Методика воссоздания геометрии сосудов позволяет осуществлять гидродинамический расчет кровотечения с целью неинвазивного определения фракционного резерва кровотока.
Для цитирования
Борисенко В.В., Веселова Т.Н., Терновой С.К., Чеповский А.М. Построение 3D-модели сосудов сердца с удалением кальцинатов // Системы высокой доступности. 2020. Т. 16. № 3. С. 58−65. DOI: 10.18127/j20729472-202003-06.
Список источников
- Борисенко В.В., Серова Н.С., Чеповский А.М. Восстановление трехмерной геометрии сосудов по данным компьютерной томографии // Вестник НГУ. Сер. Информационные технологии. 2019. Т. 17. № 3.
- William E. Lorensen, Harvey E. Cline Marching Cubes: A high resolution 3D surface construction algorithm // Computer Graphics. July 1987. V. 21. № 4.
- Bernardo P. Carneiro, Arie E. Kaufman Tetra-Cubes: An algorithm to generae 3D isosurfaces based upon tetrahedral // SIGGRAPH’96. P. 205−210.
- Andre Gueziec Exploiting Triangulated Surface Extraction using Tetrahedral Decomposition // IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics. December 1995. V. 1. № 4. P. 328−342.
- Chan S.L., Purisima E.O. A new tetrahedral tesselation scheme for isosurface generation // Computers & Graphics. 1998. V. 22. № 1. P. 83−90.
- Vaclav Skala Precision of Isosurface Extraction from Volume Data and Visualization // Conference on Scientific Computing 2000. P. 368−378.
- Форсайт Д., Понс Ж. Компьютерное зрение. Современный подход. М.: Вильямс. 2004. 928 с.
- DCMTK – DICOM Toolkit. URL = https://dicom.offis.de/dcmtk.php.en.