基于Android的经食道超声心动图教学系统研究与实现

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经食道超声心动图(transesophageal echocardiography,TEE)是近年来出现的新型心血管超声技术,它比传统经胸超声心动图(transthoracic echocardiogram,TTE)具有更高的成像质量和分辨率,在心血管疾病的诊断和术中监测发挥着重要作用。TEE在理论上可形成无数个心脏超声切面,心脏本身的结构和运动也非常复杂,通过高质量的模拟培训帮助医生快速建立起空间思维和临床思维,迅速掌握超声心动图就变得非常重要和必要。  本文介绍了国内外现有TEE教学培训系统的发展现状,分析了各个培训系统的教学模式及系统存在的缺陷,鉴于现有培训系统因受到硬件限制而对用户的学习带来诸多不便等问题,提出将培训系统移植到移动终端平台来进行解决。本文选择了占有市场份额最高的Android系统作为开发平台,设计并开发了基于Android平台的TEE教学系统,在该系统中实现了基于临床二维超声图像及三维仿真心脏模型的对照教学,结合手机平台上移动互联网技术设计并开发出了教学学习社区和基于XMPP协议的即时通讯服务,为用户提供实时协作,从而大幅提高TEE教学的效率。  在移动终端上显示超声图像,显示效果对超声图像中的斑点超声更加敏感,为此,本文详细分析了超声图像的成像原理及特性,研究了斑点噪声的产生原因以及现有去除斑点噪声的常用算法的优缺点,最终以各向异性扩散算法作为研究重点,针对各向异性扩散算法不能良好区分图像边缘点和噪声点的缺陷,提出了一种基于局部去心方差统计特征的改进算法,较好地解决了TEE超声图像的去噪问题。经过实验验证,改进后的算法提升了对边缘和噪声的区分度,能够获得更好的去噪效果,并提升移动超声培训系统的实用效果。
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