Reconstruction of Three-Dimensional Geometry of the Vessels by Computed Tomography Data

Abstract

We consider algorithms of 3D reconstruction for the internal surface of cardiac vessels. The precise reconstruction of vessel geometry is necessary for the creating a hydrodynamic model of blood supply for the heart and computing various parameters of blood flow. To compute a triangulation of blood vessel walls, we use the combination of two methods. At the first stage we apply the 3D seeded region growing algorithm to reconstruct a set of voxels inside vessels. At the second stage we use the isosurface reconstruction algorithm based on the tessellation of 3D space into small tetrahedral cells. We use the tetrahedral mesh, which was proposed in the works of S. Chan, E. Purisima (1998), and V. Skala (2000). Tetrahedra in this mesh are constructed on common faces of adjacent cubes in a cubic lattice, so it fits well with the voxel model. The mesh is constructed only in the neighborhood of the border of voxel set obtained at the first stage as the result of seeded region growing algorithms.

Evaluation of the Fractional Flow Reserve by Computer Tomography Data: Comparison of the Calculated Parameters with the Results of Invasive Measurements

“…Трехмерная геометрия сосудов строится на основании данных, полученных при КТА. Методика построения трехмерной модели сосуда описана в наших предыдущих работах [12,13]. Разработанная процедура использует реализацию алгоритма «роста области из семени» (Seeded Region Growing), работающего с вокселями пространства.…”

“…Ввиду высокого диагностического потенциала неинвазивного определения ФРК КТА разработка гидродинамической модели коронарного кровотока является важной задачей лучевой диагностики. Авторами проводится разработка методики построения трехмерной вычислительной модели кровотока на основе конечно-объемного метода аппроксимации уравнений движения жидкости, описанная нами ранее [11][12][13][14].…”

Noninvasive Assessment of Fractional Flow Reserve According to Coronary Computed Tomography Angiography Using Hydrodynamic Calculations

“…Данная работа представляет собой первичную экспериментальную проверку методики неинвазивного определения фракционного резерва кровотока (ФРК), предложенную нами ранее в перечисленных источниках [3,4]. Основная идея методики состоит в том, чтобы разработать компьютерную модель коронарного кровотока для конкретного пациента с целью вычисления всевозможных параметров кровотока методами гидродинамики, применяя численные методы решения уравнений течения жидкости Навье-Стокса.…”

“…Результаты. Реализация предложенной методики [3,4] предусматривает три глобальных этапа исследований -получение данных для конкретного пациента и две процедуры математического моделирования:…”

“…Для восстановления трехмерной геометрии применяется комбинация двух основных методов [4]: трехмерного алгоритма роста области из семени и ячеечного метода, использующего разбиение пространства на тетраэдры. Поверхность полученной воксельной модели не является гладкой, что не позволяет ее использовать непосредственно для последующего гидродинамического расчета.…”