基于EN-MSCT图像的心血管斑块危险性特征分析研究

摘要

随着社会的发展和人类物质生活水平的提高，心血管疾病正逐步成为威胁人类生命安全的头号杀手。据统计，每年有超过一千九百万人由于突发心血管疾病而导致死亡，其中美国就有超过一百万的患者，其中绝大多数都没有先期征兆。心血管疾病不仅在发达国家很流行，而且正在向着发展中国家蔓延。每年，我国约有300万人死于心血管疾病，其中冠心病患者死亡占据一半，而且这个数字正在不断增长。如何有效地诊断、预防心血管疾病的发生成为急待解决的重大问题。
　　长期以来，临床医生认为心血管管腔狭窄程度是诊断心血管疾病的最重要指标之一。但新近研究表明，心血管粥样硬化斑块的破裂才是引起心血管疾病的最主要原因。不稳定的心血管粥样硬化斑块在多种因素的共同作用下发生破裂，形成血栓。斑块破裂产生的碎片会堵塞冠脉血管，引起心肌缺血，引发冠状动脉综合症、心肌梗死，直接导致死亡。
　　在对心血管疾病的诊断中，临床使用最多的是影像诊断方法。通过对心脏冠脉的有效成像，医生获取心血管粥样硬化斑块的位置、大小、组成等基本信息，从而对其进行诊断。在多种心脏冠脉成像手段中，EN-MSCT不仅成像速度快、无创伤，而且图像分辨率高，质量好，成为临床医生重要的心血管疾病监测和诊断方法。
　　目前，临床医生大多凭借个人经验对心血管粥样硬化斑块的危险性进行评估。其结果主观性强，可重复性差，费时费力，难以为医生制定后续治疗方案提供有效支持。所以，临床上急需一种心血管粥样硬化斑块危险性评估系统。该系统能够对心血管粥样硬化斑块的危险性进行有效评估，辅助医生制定患者治疗方案，检测治疗效果。
　　本课题的目的是在心脏冠脉EN-MSCT图像的基础上，根据心血管粥样硬化斑块的组织病理学和临床影像学知识，对其进行定量描述，提取能够反映斑块危险性的有效特征量，探索建立心血管粥样硬化斑块危险性综合评估系统的可行性和有效途径。目前，国内尚无关于心血管粥样硬化斑块危险性定量评估的文献报道，它的提出具有重大的临床意义。
　　本论文的主要工作如下：
　　1）收集心脏冠脉EN-MSCT图像数据
　　从医院放射科获取30套病人心脏冠脉EN-MSCT图像数据，根据斑块类型分为3组：软斑块组（10例）、混合斑块组（10例）、钙化斑块组（10例）。邀请两位经验丰富的临床医生分别进行判读，确定各个斑块的危险性级别（A级：重度危险，B级：中度危险，C级：轻度危险）。
　　2）数字化斑块危险性评价指标
　　针对病灶部位，选用合适的数学量进行数字化描述，结合临床医师的经验和统计学分析的结果，对提取的斑块特征量进行对比筛选。最终初步选定三大类特征量：密度特征（5种）、成分特征（5种）、形状特征（5种），共计15种特征作为危险性评估的指标。
　　3）建立心血管粥样硬化斑块特征提取系统
　　采用VC++6.0计算机编程语言，建立心血管粥样硬化斑块特征量自动提取系统，包括：图像读取显示子系统、图像分割子系统、斑块特征提取子系统，实现心血管粥样硬化斑块EN-MSCT图像的分割和特征自动提取。
　　结论：
　　1）通过统计分析，筛选出6种与心血管软斑块危险性相关的特征量：低密度脂核占空比（Vratio）、体密度均值（Mean）、体密度熵值（Entropy）、低密度脂核离散度（LDECC）、体密度能量（Energy）、体密度方差（Variance）。
　　2）通过统计分析，筛选出5种与心血管混合斑块危险性相关的特征量：体密度均值（Mean）、低密度脂核占空比（Vratio）、体密度能量（Energy）、密度熵值（Entropy）、低密度脂核离散度（LDDis）。
　　3）通过统计分析，筛选出1种与心血管钙化斑块危险性相关的特征量：体密度均值（Mean）。
　　本实验根据心血管粥样硬化斑块的多种危险性评价指标，在心血管粥样硬化斑块EN-MSCT图像上，运用计算机图形图像处理技术，提取出与软斑块危险性相关的6种特征量（P<0.05）、与混合斑块危险性相关的5种特征量（P<0.05）、与钙化斑块危险性相关的1种特征量（P<0.05），为后续定量评估心血管粥样硬化斑块危险性提供了依据。

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前言

文献回顾

1 心血管疾病

2 易损斑块

3 心血管粥样硬化斑块评价指标

4 心血管粥样硬化斑块的影像学检测现状

5 本文的主要工作

正文

1 收集临床病例

2 血管内感兴趣区域的分割与斑块提取

3 检测及特征评价系统的建立

小结

参考文献

个人简历和研究成果

致谢