【摘要】：血管是人體血液流過的管道,遍及全身,在人體內(nèi)發(fā)揮著巨大的作用。而腦部血管作為動脈血管的分支,與人體內(nèi)其他血管一起承擔(dān)著物質(zhì)和氧氣的輸送工作。三維磁共振血管造影數(shù)據(jù)能提供分辨率高、對比豐富的血管信息,是診斷腦部血管疾病所必須的數(shù)據(jù)。臨床上,通常使用最大密度投影技術(shù)(Maximum Intensity Projection,MIP)對磁共振血管造影數(shù)據(jù)進(jìn)行各個方位投影,以展示血管的形態(tài),對腦動脈瘤、腦動脈硬化、腦梗塞、血管畸形等各種腦部疾病的診斷具有重要的醫(yī)學(xué)意義。本文以腦部血管為研究對象,以MIP為重建方法。在介紹MIP的同時,逐步引入MIP的優(yōu)點(diǎn)和不足,并針對重建圖像出現(xiàn)的小血管斷裂和重建速度慢這兩個不足點(diǎn),提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施,具體研究內(nèi)容分為以下四個部分:1)詳細(xì)介紹了經(jīng)典的MIP重建算法,并分析了MIP重建的優(yōu)勢和不足。本文首先簡單介紹圖像去噪和目標(biāo)增強(qiáng)這兩種預(yù)處理方法。在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)介紹了經(jīng)典的光線投射算法實(shí)現(xiàn)MIP重建的整個過程。最后,通過實(shí)驗(yàn)測試的方式分析了MIP相比表面遮蓋算法(Shaded Surface Display,SSD)和合成體繪制算法(Volume Rendering,VR)在腦部血管重建方面的優(yōu)勢,同時指出MIP重建存在的兩個問題:血管斷裂和重建速度慢。2)重點(diǎn)解決了重建圖像小血管斷裂問題。針對小血管斷裂問題本文設(shè)計(jì)了一種基于局部最大平均值(Local Maximum Mean,LMM)的方法。首先,通過LMM對三維MRA血管造影體數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,以此來增強(qiáng)MRA體數(shù)據(jù)中的血管體素,然后進(jìn)行MIP重建,獲取局部最大平均值-最大密度投影圖像(LMM-MIP Image),從而解決斷裂血管。同時針對LMM-MIP圖像造成的大血管變粗問題,進(jìn)一步采用一種權(quán)函數(shù)將LMM-MIP圖像與MIP圖像結(jié)合,保證斷裂小血管修復(fù)的同時,實(shí)現(xiàn)大血管的恢復(fù)。3)重點(diǎn)解決了MIP重建速度慢的問題。針對MIP重建速度慢的問題,使用錯切變形算法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光線投射算法完成MIP重建,然后改進(jìn)錯切變形算法,并結(jié)合CUDA紋理存儲器提供的插值特性減少插值過程,實(shí)現(xiàn)并行再加速。最后,分別對光線投射、錯切變形、改進(jìn)的錯切變形結(jié)合CUDA這三種方式實(shí)現(xiàn)的MIP和LMM-MIP加速測試。4)本文采用磁共振廠商提供的腦部血管造影數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)測試,并分別采用改進(jìn)前后的算法進(jìn)行重建對比分析,使用血管體素的投影概率和重建圖像的對比噪聲比(Contrast to Noise Ratio,CNR)進(jìn)行算法的性能分析。結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的LMM算法對小血管的修復(fù)有明顯作用,而運(yùn)行在CUDA平臺上改進(jìn)的錯切變形對MIP重建速度也有明顯提升。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R445.2;R741;TP391.41
【圖文】：

第一章 緒 論景與研究意義會發(fā)展，人們生活水平的提升，腦血管疾病逐漸成為人們各種腦血管疾病患者，因沒有得到及時醫(yī)治而失去生命。國外的增長趨勢有所減緩，而國內(nèi)卻不容樂觀[1]。因此，合遏制已刻不容緩。一直以來，DSA 被認(rèn)為是腦血管疾病的創(chuàng)傷性、侵襲性操作檢查，對病人及操作者均有輻射[2]。賴醫(yī)生的操作水平，若操作不當(dāng)，不僅對患者有傷害，醫(yī)生。另外，一次 DSA 檢查需花費(fèi)大筆費(fèi)用。為提高檢測質(zhì)量傷害，一種取代 DSA 的技術(shù)勢在必行。關(guān)于 DSA 的血管

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文管重建技術(shù)充分利用 CT、MRI 等圖像采集設(shè)備獲取二維序標(biāo)增強(qiáng)等完成預(yù)處理工作。最后，將預(yù)處理后的切片通過數(shù)據(jù)，并采取合成體繪制法(Volume Rendering, VR)、表面遮lay, SSD)以及最大密度投影(Maximum Intensity Projection, 作[6]。RA 技術(shù)和相關(guān)的重建技術(shù)，腦部血管的形態(tài)便得到了更好用 MIP 技術(shù)對 MRA 體數(shù)據(jù)進(jìn)行各個方位血管顯影。因?yàn)?SSD 更為簡單，更適合顯示血管、骨骼等密度值較大的程不需要傳遞函數(shù)，不需要設(shè)定任何參數(shù)。與 DSA 相比，射等不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此，在臨床上得到了廣泛的應(yīng)用。圖 1-2 所示：

管造影介紹造影成像(Magnetic Resonance Angiography, MRA)就技術(shù)的一種，因其安全性和無創(chuàng)性，被廣泛應(yīng)用于常常以二維斷層影像或者三維圖像進(jìn)行觀察分析。某些高亮點(diǎn)，不能顯示血管全貌，因此在診斷過程維磁共振血管影像可以較為直觀的顯示血管。本文影(MIP)技術(shù)對 MRA 體數(shù)據(jù)進(jìn)行重建，通過改變光觀察效果。造影(MRA)主要分為兩種：一種是直接 MRA，另外A)。對于直接 MRA，其特點(diǎn)是簡單、成本低、無創(chuàng)造影技術(shù)[22]。直接 MRA 與 CT 血管造影(CTA)、數(shù)優(yōu)點(diǎn)是對病人無痛苦，無輻射傷害，且不會依賴醫(yī)生直接 MRA 效果還好。它能更直觀的反應(yīng)出血管是否顯減少。同樣，CE-MRA 具有無創(chuàng)性，對比劑安全等

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2798232