基于高幀率成像的血管超聲彈性成像方法研究
本文選題:動脈粥樣硬化斑塊 + 高幀率成像; 參考:《深圳大學(xué)》2016年碩士論文
【摘要】:近年來腦血管疾病已成為我國城市和農(nóng)村人口第一位的致殘和死亡原因,且發(fā)病率有逐年增多的趨勢,頸動脈粥樣硬化(Carotid atherosclerosis,CAS)是引起缺血性腦卒中的主要原因之一。頸動脈粥樣硬化斑塊可分為穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性斑塊,不穩(wěn)定性斑塊中易引起急性缺血性事件的易損斑塊尤其值得我們重點關(guān)注。目前超聲檢查是公認(rèn)的評估動脈粥樣硬化斑塊性質(zhì)的一種最便捷、有效的手段,但是常規(guī)超聲對斑塊的內(nèi)部力學(xué)特性難以準(zhǔn)確測量。研究表明,斑塊的不同成分間力學(xué)特性有明顯的差異,超聲彈性成像作為從影像學(xué)來判斷生物組織力學(xué)特性的技術(shù),能提供給臨床醫(yī)生動脈粥樣硬化斑塊的力學(xué)信息,鑒別頸動脈粥樣硬化斑塊的易損性,預(yù)防腦卒中的發(fā)生。準(zhǔn)靜態(tài)血管超聲彈性成像方法的基本原理是心臟周期性射血運動下血管內(nèi)壁受管腔內(nèi)血壓的沖擊激勵而產(chǎn)生應(yīng)變。本研究的主要目的是探索高幀率成像算法與準(zhǔn)靜態(tài)彈性成像相結(jié)合的方法在動脈粥樣硬化易損斑塊定征測量上的應(yīng)用前景。本研究的主要內(nèi)容包括:(1)通過對前沿高幀率成像的研究以及對平面波波束合成算法的研究,基于Vantage平臺完成高幀率成像算法的開發(fā),并分別實現(xiàn)基于時域和頻域的兩種波束合成算法,使B超成像幀率達(dá)到了1K以上。通過分辨率仿體成像實驗,驗證了兩種算法的可行性,并定量比較了兩種成像方法的圖像質(zhì)量。(2)在實驗室已有工作基礎(chǔ)上,改進(jìn)了基于塊匹配的相移算法,同時提出了一種新的基于先驗估計的二維互相關(guān)算法,利用仿真信號對兩種彈性成像算法進(jìn)行了驗證同時做了對比討論和分析。(3)結(jié)合高幀率成像,將準(zhǔn)靜態(tài)彈性成像算法應(yīng)用于有不同彈性分段區(qū)分的血管仿體,實驗證明了該方法在區(qū)分不同硬度血管壁上的可行性。(4)與深圳市第二人民醫(yī)院超聲科合作,采集了動脈粥樣硬化患者的相關(guān)臨床實驗數(shù)據(jù),成功區(qū)分了動脈粥樣硬化患者縱向切面血管壁斑塊的軟硬程度。
[Abstract]:In recent years, cerebrovascular disease has become the first cause of disability and death in urban and rural population in China, and the incidence of cerebral vascular disease has been increasing year by year. Carotid atherosclerosis (CASs) is one of the main causes of ischemic stroke. Carotid atherosclerotic plaque can be divided into stable plaque and unstable plaque. At present, ultrasound is recognized as the most convenient and effective method to evaluate the nature of atherosclerotic plaques, but it is difficult to accurately measure the internal mechanical properties of atherosclerotic plaques by conventional ultrasound. Studies have shown that there are significant differences in mechanical properties among different components of plaques. As a technique for judging biomechanical properties of biomechanical tissue by imaging, ultrasonic elastic imaging can provide clinicians with mechanical information of atherosclerotic plaques. Identify the vulnerability of carotid atherosclerotic plaques and prevent stroke. The basic principle of quasi static vascular ultrasound elastography is that the inner wall of blood vessels is strained by the impulse of blood pressure in the lumen under the periodic ejection motion of the heart. The main purpose of this study is to explore the application prospect of high frame rate imaging algorithm combined with quasi-static elastic imaging in the determination of atherosclerotic plaques. The main contents of this study include: (1) through the research of frontier high frame rate imaging and the research of plane wave beam synthesis algorithm, the development of high frame rate imaging algorithm based on Vantage platform is completed. Two beam-synthesizing algorithms based on time-domain and frequency-domain are implemented respectively, and the frame rate of B-ultrasound imaging is over 1K. The feasibility of the two algorithms is verified by the resolution simulation experiment, and the image quality of the two imaging methods is compared quantitatively. The phase shift algorithm based on block matching is improved on the basis of the existing work in the laboratory. At the same time, a new two-dimensional cross-correlation algorithm based on prior estimation is proposed. The simulation signals are used to verify the two elastic imaging algorithms. The quasi-static elastic imaging algorithm is applied to vascular replicas with different elastic segmental differentiation. The feasibility of this method in distinguishing vascular walls with different hardness is proved by experiments. The method cooperates with the ultrasonic department of the second people's Hospital of Shenzhen City. The clinical data of atherosclerotic patients were collected, and the degree of soft and hard plaques on the longitudinal section of atherosclerosis was distinguished successfully.
【學(xué)位授予單位】:深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:R445.1;R543.4
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本文編號:1904050
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