發(fā)布時間：2020-07-06 12:27

【摘要】：冠狀動脈粥樣硬化性心臟病為一種常見的心血管疾病,是指因血管腔狹窄或阻塞造成心肌缺血、缺氧或壞死而導致的心臟病,簡稱“冠心病”,其嚴重危害著人民的生命健康。為準確、快速的診斷出冠狀動脈狹窄程度、位置等信息,從而制定有效治療方案,目前基于冠狀動脈計算機斷層掃描血管成像(Coronary Computed Tomography Angiography,CTA)的非侵入血流儲備分數(shù)(CT-FFR)的計算得到了世界范圍內(nèi)醫(yī)療科研機構(gòu)的重點關(guān)注。本文通過深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測人體胸腔CTA掃描圖像中冠狀動脈感興趣區(qū)域,采用閾值結(jié)合連通區(qū)域算法對冠狀動脈血管進行分割提取,然后構(gòu)建冠狀動脈三維結(jié)構(gòu)模型,基于該模型進行血液動力學分析,實現(xiàn)非侵入血流儲備分數(shù)的計算。本文結(jié)合深度學習與改進Ostu分割方法準確提取出胸腹腔CTA圖像序列中冠狀動脈血管區(qū)域,在重建出血管三維模型的基礎(chǔ)上進行血液動力學分析計算出CT-FFR信息,從而對冠狀動脈狹窄的診斷與治療具有重要意義。本文主要工作如下:一、基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對冠狀動脈進行特征提取,通過冠狀動脈CTA圖像庫進行模型訓練,構(gòu)建冠狀動脈感興趣區(qū)域模型;輸入待檢測冠狀動脈CTA圖像到該模型中,精確定位冠狀動脈感興趣區(qū)域。二、針對于冠狀動脈感興趣區(qū)域中血管形狀、灰度值等特性信息,將Otsu算法結(jié)合連通區(qū)域算法用于冠狀動脈感興趣區(qū)域進行血管分割提取,取得了較高的分割精度及良好的魯棒性。并采用基于光線投射算法的體繪制方法實現(xiàn)對冠狀動脈的三維重建。三、通過血液動力學方法對冠狀動脈三維模型進行模擬血流環(huán)境的分析,研究了基于冠狀動脈CTA圖像的非侵入血流儲備分數(shù)的計算方法。本文結(jié)合深度學習理論與改進Otsu方法對冠狀動脈血管進行分割提取,實驗表明本文方法的精度滿足實際指標要求,重建冠狀動脈三維模型顯示效果較好;通過流體動力學方程對幾何血管模型與真實冠狀動脈三維模型進行血液動力學仿真分析,并由此計算出基于冠狀動脈CTA圖像的非侵入血流儲備分數(shù)。為冠狀動脈的早期無創(chuàng)診斷提供輔助,對醫(yī)生制定治療方案、挽救更多患者的生命具有重要的意義。
【學位授予單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R816.2;R541.4;TP391.41
【圖文】：

對于冠狀動脈疾病的診斷主要有心電圖檢查、冠狀動脈造影、冠狀動逡逑脈ＣＴ血管成像、磁共振血管成像、血管內(nèi)超聲、光學相干斷層成像等檢查方法。逡逑冠狀動脈造影是現(xiàn)階段冠狀動脈血管形態(tài)評價的金標準，如圖１－２所示，冠狀動逡逑脈造影可以實時的、動態(tài)的觀察冠狀動脈的解剖學形態(tài)以及其發(fā)生堵塞病變的部逡逑位、程度和范圍等信息。但冠狀動脈造影需要對病人注射擴充血管的藥物，有逡逑０．１％的死亡率以及其他并發(fā)癥發(fā)生的概率。而中度冠狀動脈狹窄造影在準確判斷逡逑該狹窄血管中血流的具體情況以及血液動力學的相關(guān)變化方面有一定局限。冠狀逡逑１逡逑

通常以阿司匹林、氯吡格雷雙重抗血小板治療，適用于狹窄程度較小或逡逑者病變對冠脈循環(huán)供血影響較小的情況；當狹窄程度嚴重且影響到供血的情況時逡逑需要介入治療，其主要方法為球囊擴張和支架置，如圖１－３所示，其具體過逡逑程是通過穿刺方式將裝有球囊的導管導入病人的一側(cè)股動脈或橈動脈，根據(jù)Ｘ逡逑射線的指引將支架送到發(fā)生冠狀動脈血管狹窄部位后，對球囊加壓使其膨脹，此逡逑２逡逑

可能造成需要進一步治療的病癥沒有治療或過度治療。逡逑：？；；逡逑圖１－２冠狀動脈造影逡逑因此通過一種參數(shù)指標對冠狀動脈狹窄程度進行量化評估，對于其危險程度逡逑評價是有較大意義的。在１９９３年Ｎｉｃｏ邋Ｐｉｊｌｓ等人提出了診斷冠狀動脈狹窄的新指逡逑標，該指標參數(shù)通過壓力測定來推算冠狀動脈的血流情況一一血流儲備分數(shù)逡逑（Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ邋Ｆｌｏｗ邋Ｒｅｓｅｒｖｅ，邋ＦＦＲ）邋＂＿。在隨后長期的臨床研宄以及不斷的醫(yī)學驗證下，逡逑目前國際上ＦＦＲ已經(jīng)可以作為評價冠狀動脈狹窄功能的一個公認指標。血管內(nèi)逡逑測壓技術(shù)測定ＦＦＲ通常是用特殊的頂端帶有傳感器介入導絲插入要測定的病人逡逑冠狀動脈血管中，通過傳感器可以測量壓力、溫度和血流等信息，之后系統(tǒng)會自逡逑動計算并顯示ＦＦＲ的數(shù)值，便于醫(yī)生診斷參考［７］。ＦＦＲ雖然能夠為醫(yī)生診斷冠狀逡逑動脈狹窄以及確定治療方案提供狹窄的功能信息，但是提供的解剖信息不夠豐逡逑富，需要結(jié)合冠狀動脈造影等影像學檢查；并且由于該測定技術(shù)是有創(chuàng)性檢查，逡逑同時依賴于醫(yī)生的規(guī)范操作

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本文編號：2743632