本文關(guān)鍵詞：基于IVUS影像的血管彈性顯像關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計,由心血管疾病引起的死亡已經(jīng)成為人類死亡的三大主要原因之一。醫(yī)學(xué)研究表明,動脈粥樣硬化(Atherosclerotic,AS)引起的易損斑塊的破裂是導(dǎo)致急性心血管疾病的首要原因,但是,目前還沒有有效的預(yù)測斑塊破裂的工具。斑塊的特性主要取決于其組成成分和幾何形狀,而這些又與血管壁的彈性性能相關(guān),所以,研究血管壁的彈性性能對于早期發(fā)現(xiàn)和識別易損斑塊預(yù)防心血管疾病的發(fā)生具有重要的臨床意義。作為診斷心血管疾病的“金標(biāo)準(zhǔn)”的血管內(nèi)超聲(Intravascular Ultrasound,IVUS)技術(shù)能夠提供血管橫切面圖像,對于血管壁形態(tài)和斑塊位的置確定有一定作用,但是對于易損斑塊的成分仍然不能判別,而一定的血壓下,斑塊會表現(xiàn)出與周圍血管組織不同的彈性性狀,因此,分析血管壁和斑塊在血壓作用下的反應(yīng)可以評估易損斑塊破裂的可能性。本文的主要研究工作包括:(1)針對IVUS圖像所含噪聲多為斑點噪聲和高斯噪聲一種去噪方法很難同時濾除這些噪聲的問題,改進(jìn)了一種結(jié)合中值濾波和多圖像平均的綜合降噪方法,該方法能夠有效去除噪聲并且保持圖像平滑。另外,在此基礎(chǔ)上改進(jìn)了圖像邊緣提取算法,對內(nèi)外膜邊緣區(qū)域分別進(jìn)行預(yù)分割,最后以邊緣點的灰度亮度和統(tǒng)計概率分布作為約束代價函數(shù)計算,得到最終的邊緣輪廓。(2)針對血管壁網(wǎng)格劃分中血管腔中產(chǎn)生的無效三角形影響后續(xù)匹配及彈性計算精度的問題,提出了一種基于限制點集方法的血管壁網(wǎng)格劃分方法,新增了點對之間角度的閾值作為篩選邊緣點的標(biāo)準(zhǔn),最后按照三角形中心點及邊線間的位置關(guān)系刪除位于血管腔內(nèi)的無效三角形。并在此基礎(chǔ)上采用一種基于B樣條形變模型的匹配方法,針對傳統(tǒng)歸一化互相關(guān)的相似性測度可能會對孤立區(qū)域的計算帶來誤差的問題,增加了帶有灰度權(quán)重的代價函數(shù)方法;最后的I-BFGS優(yōu)化算法以較少的迭代次數(shù)計算Hessian矩陣來尋求最佳匹配點。(3)針對傳統(tǒng)血管彈性估計多采用彈性模量或假體模擬的方法,其實驗裝置復(fù)雜并且結(jié)果精度難以保障的問題,本文充分利用IVUS圖像信息,在不增加額外裝置的前提下,根據(jù)已有的形變理論,提出了二維直角坐標(biāo)系下以線元的位置變化代替面元形變的方法,成功推導(dǎo)出了小三角形單元條件下的格林應(yīng)變計算公式并計算出相應(yīng)的應(yīng)變值,利用偽彩色編碼將應(yīng)變數(shù)值轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的RGB顏色空間的值并填充到相應(yīng)的小三角形單元。經(jīng)過Photoshop圖像處理軟件的手動變形與計算結(jié)果的對比,證明本文所采用的一系列圖像處理與彈性分析方法具有一定的可行性和準(zhǔn)確性,能夠為臨床診斷治療心血管疾病提供參考依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R54;TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 董海艷;新型血管內(nèi)超聲圖像處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 雷霓;基于B樣條的醫(yī)學(xué)圖像非剛性配準(zhǔn)[D];華中科技大學(xué);2009年

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本文編號：1250643