冠状动脉内超声图像序列中运动伪影抑制方法的研究

论文摘要

血管内超声(Intravascular Ultrasound, IVUS)技术是无创伤的超声技术和有创伤的导管介入技术相结合的新型诊疗方法,是诊断血管病变,特别是冠心病的新型介入影像技术。冠状动脉内超声(Intracoronary Ultrasound,ICUS)图像序列中存在一种特有的失真—运动伪影。它是周期性心脏运动和搏动的血流所造成的。在横截面ICUS图像中,运动伪影表现为相邻帧之间管腔横截面的旋转和平移。在ICUS纵向视图中,运动伪影表现为血管壁边缘呈现锯齿状。运动伪影的存在严重影响ICUS图像的视觉效果,降低基于ICUS图像的定量测量和血管三维重建的精度。本文在综合分析连续回撤超声导管获取的ICUS图像序列中运动伪影的产生机制和表现形式的基础上,对运动伪影加以抑制。首先,对各帧ICUS图像进行分割,提取出血管壁的外膜轮廓;然后计算相邻帧图像中管壁外膜轮廓之间的刚性运动量,即平移矢量和旋转角;最后,在采用谱分析的方法完成运动分量和几何分量的分离之后,通过对各帧图像中血管壁的运动分量进行补偿,完成对运动伪影的抑制。通过模拟实验和对临床图像的实验结果,验证了本文方法的可行性。本文方法的优势在于不需要专门的ECG门控图像采集装置,其结果也不受医生主观因素的影响,而且不需要抛弃有用帧,保证了图像集合的完整性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 冠心病
• 1.1.2 冠状动脉影像手段
• 1.1.3 血管内超声
• 1.1.4 冠状动脉内超声图像序列中的运动伪影
• 1.2 本文的研究目的和意义
• 1.2.1 目的和意义
• 1.2.2 研究现状和进展
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第2章 ICUS 图像序列中运动伪影抑制方法的研究现状与进展
• 2.1 ECG 门控法
• 2.1.1 ECG 的图像特点
• 2.1.2 ECG 门控图像采集法
• 2.2 基于图像的门控法
• 2.3 块匹配法
• 2.3.1 块匹配法
• 2.3.2 块匹配法在心脏超声图像处理中的应用
• 2.4 光流法
• 2.5 运动模型法
• 2.6 本章小结
• 第3章 ICUS 图像序列中运动伪影的抑制
• 3.1 算法简介
• 3.2 ICUS 图像序列的预处理
• 3.2.1 去噪
• 3.2.2 分割
• 3.3 计算外膜轮廓重心和偏移量
• 3.3.1 计算外膜轮廓重心和偏移量
• 3.3.2 实验结果
• 3.4 偏移量的傅里叶变换
• 3.5 提取心脏运动分量
• 3.5.1 高通滤波器的设计
• 3.5.2 实验结果
• 3.6 ICUS 图像序列中运动伪影的补偿
• 3.7 实验结果及讨论
• 3.7.1 对模拟图像序列的实验
• 3.7.2 对临床图像序列的实验
• 3.8 误差源分析
• 3.9 本章小结
• 第4章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢
• 详细摘要