基于快速推进法的血管内超声图像序列的三维分割

摘要

血管内超声(Intravascular Ultrasound,IVUS)是诊断血管病变,特别是冠心病的介入影像技术。对IVUS图像进行分割,提取出管腔横截面中血管壁的内外轮廓,是IVUS图像序列的定量分析和三维重建的重要步骤,对血管疾病的临床诊治具有重要意义。
　　 本文提出一种基于快速推进法的IVUS图像序列三维并行分割方法。在完成对原始图像的滤波去噪、抑制导管伪影等预处理之后,获取IVUS序列纵向视图,并从中提取出血管壁的内膜和中-外膜轮廓,然后将该轮廓映射到每帧IVUS横向视图中,得到各IVUS帧中的血管壁的内膜和中-外膜轮廓,最后采用快速推进法对初始轮廓进行演化变形,最终提取出目标轮廓。
　　 本文的研究受到国家自然科学基金项目“基于X射线造影和血管内超声的冠状动脉三维形态和运动测量方法的研究(编号:30500129)”和“基于多成像方法融合的冠状动脉虚拟血管镜关键技术研究(编号:60973087)”的资助。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 冠心病

1.1.2 冠心病的主要诊断手段

1.1.3 血管内超声成像原理及其临床应用

1.1.4 血管内超声图像的特点

1.2 本文的目的和意义

1.3 IVUS图像分割方法的研究现状

1.4 本文的主要研究内容

第二章 血管内超声成像原理及图像特点

2.1 血管内超声成像技术及设备

2.1.1 超声成像的原理

2.1.2 超声成像的种类

2.1.3 血管内超声成像系统的主要构成

2.2 血管内超声图像序列的特点

2.3 本章小结

第三章 血管内超声图像的预处理

3.1 IVUS图像的去噪

3.2 IVUS图像中的伪影

3.2.1 导管伪影

3.2.2 导丝伪影

3.2.3 声影

3.2.4 无回声暗区

3.2.5 导管位置相关伪影

3.2.6 旋转角伪影

3.2.7 运动伪影

3.3 IVUS图像中导管伪影的去除

3.3.1 IVUS图像的极坐标变换

3.3.2 导管伪影的去除

3.3.3 实验结果及分析

3.4 本章小结

第四章 血管内超声图像序列的三维分割

4.1 IVUS序列纵向视图的获取

4.1.1 获取方法

4.1.2 实验结果

4.2 IVUS序列纵向视图中的管腔轮廓提取

4.2.1 纵向视图轮廓提取

4.2.2 实验结果

4.3 IVUS横向视图初始轮廓的获取

4.4 基于快速推进法的横向视图初始轮廓的演化

4.4.1 曲线演化理论

4.4.2 水平集方法

4.4.3 快速推进法

4.4.4 实验结果及分析

4.5 本章小结

第五章 工作总结与展望

5.1 论文的工作总结

5.2 论文的创新点

5.3 工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文和参加科研情况