左室扭转运动是指在心室长轴方向上左心室的心尖部分收缩期按照逆时针的方向进行旋转运动,基底部分按照顺时针的方向进行旋转运动,两个部位分别进行旋转时的方向相反从而引起的运动。心肌肌原纤维结构与功能的改变以及心脏心室壁内外膜的收缩与舒张运动是否正常是评价心脏功能十分重要的参考依据。心脏扭转运动能够更灵敏地体现病变心脏的运动参数的改变,对心脏病变的早期诊断具有重要的意义。超声检查的相比于其他检查的优越之处是对被检查者零创伤、没有放射性伤害。实时、直观的图像为医学实践上的诊断提供了简单便捷的评价方式。前人的研究中已经提出将基于B超图像的散斑跟踪法用于对心脏左心室扭转运动的评价。在心脏心肌壁上选择感兴趣的区域(ROI),其上分布着不同的回声斑点,再用最佳模式匹配技术识别并追踪每一帧图像中感兴趣区域散斑的位置,将其与该斑点在上一帧中的位置分析比较,得到运动矢量,进而绘出感兴趣区域散斑的运动轨迹,从而测得心脏的运动参数。此方法计算运动矢量时每次都需要将当前帧斑点位置与参考帧相比较,过程复杂;且心肌组织发生横向或轴向平移时会使计算结果产生误差,鲁棒性差。为此本文提出了基于主轴质心配准的B超扫描估计左心室扭转运动的新方法。对一个心动周期内左心室心尖部和基底部的每一帧B超图像计算出质心、主轴和坐标系的夹角即偏转角;以该心动周期的第一幅图像帧(即定帧于上一心动周期的舒张末期)作为基准帧,剩余图像帧的偏转角与基准帧偏转角之差即为相对偏转角。分别得到左心室的心尖和基底水平的在一个周期内所有图像帧的相对偏转角,据此绘出左室心尖部和基底部在一个心动周期内的扭转角度的轨迹曲线。实验中先对不含散斑的大脑MRI图像进行旋转实验,验证了主轴质心法在计算不包含散斑的图像(主要是较为对称的图像)的旋转角度时误差不超过0.1度。再对包含散斑特征的左室B超图像进行扭转运动实验,计算得到左心室的基底部与左心室的心尖部的B超扫描图像旋转角度平均误差与标准偏差分别为0.013±0.005度和0.013±0.004度,通过对比验证了散斑对主轴质心配准无明显影响。将基于主轴质心配准法和基于散斑跟踪技术估计左室扭转运动两种方法得到的扭转角度曲线进行比较,发现轨迹一致,证明本文方法有效。本文方法简单、易于操作、重复性好、计算量小且在此基础上能保证较高的精度;心肌组织运动时在径向、轴向的形变对结果无影响,具有较好的鲁棒性;每帧图像偏转角的计算过程是独立的,不会产生累积误差。该方法为评价左心室扭转运动提供了一条创新性新思路,具有一定实用性的理论与现实意义,为进一步开展临床应用研究提供了方法。