由于左心室是心脏最重要的动力来源,很多对心脏的研究进而可转化为对左心室的研究分析。传统的静态分析存在的局限性又使基于四维图像的左心室运动分析成为了研究热点,尤其是对心室壁的力学分析。目前,力学分析中的主流方法是基于有限元的分析方法,但其中柔性体的连续位移场的求解、心肌纤维方向的定性估算等问题始终未能得到很好地解决。本文针对以上两个主要问题,提出了一种以非均匀B样条表面迭代模型为基础的柔性体连续位移场的计算方法,并运用PCA分析实现了心室壁肌纤维方向的估算,最后对左心室应力应变的力学参数进行了计算和分析。本文主要的工作和取得的成果如下:(1)对各种形体模型进行了研究分析,结果表明表面模型能更准确地描述对象的形体,同时具有更低的复杂度,故本文构建了基于左心室点分布模型的非均匀B样条表面模型,作为后续的力学分析模型。(2)大多数学者通常采用有限单元匹配和局部插值法来获取位移场,但获得的结果在单元之间的连续性差,也不符合柔性体运动的实际规律。针对这一点本文提出了一种基于非均匀B样条模型的整体插值方法,拟合出了整个柔性体连续的、光顺的位移场,为后续的高精度的力学分析奠定了基础。(3)心室壁组织各项异性的材料特点使得心肌壁纤维束方向成为心肌应力应变分析的重要约束,传统的方法只能根据经验估算、不具有个体适应性,而本文提出了基于PCA的心肌壁纤维方向估计法,能根据个体实际情况进行较准确的计算。(4)本文还以计算得到的位移场和纤维方向为基础,对左心室壁的应力应变参数进行了估计和弹性力学分析,结果表明整个心动周期内的参数变化规律与临床诊断结论一致。本文还将计算得到的应力应变参数与运动幅度、运动速度、加速度等其它运动参数进行了对比,实验数据表明,它们在心室壁上的分布基本一致,符合物理学规律。