基于深度学习的OCT心血管易损斑块识别
发布时间：2021-03-08 19:03
心血管病已发展成为我国居民疾病死亡的第一大杀手,对中国国民健康和国家经济发展造成了难以估量的危害。易损斑块则是头号致死心血管疾病——冠心病的一种主要病因。由于OCT成像技术相比其他现有成像技术具有更高的分辨率,而且能清楚地观测冠状动脉成分（脂质、钙化、纤维斑块）,特别是在识别易损斑块方面发挥重大作用。由于人工分析OCT心血管图像费时费力和不同医生之间的主观性差异等因素,使用计算机智能图像识别技术,自动识别出病患的OCT心血管图像序列中易损斑块的所在位置对于辅助医生诊断治疗冠心病有重大意义。因此本课针对OCT心血管图像中易损斑块的自动识别算法进行研究。本课题的主要研究内容是基于深度学习方法的OCT心血管图像易损斑块识别算法。主要研究内容分为两部分:第一部分研究基于编码器-解码器结构的深度学习分割网络模型,编码器中主干网络替换为广泛应用于各种计算机视觉任务的Res Net和Res Next,并在网络中加入了空洞卷积,增加了特征图的感受野。解码器部分受目标检测领域方法的启发,加入了特征金字塔模块与空间金字塔池化模块,使得网络更好地整合了多尺度的特征信息。在训练过程中采用改进的损失函数并加入了...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
冠状动脉粥样硬化示意图
图 1- 2 OCT 两种系统的示意图，左为时域 OCT，右为频域 OCT正常的冠状动脉在 OCT 图像中表现为三层结构[9]（图 1-3A）。内部弹性薄层呈现为信号强的 20 微米厚的带，位于介质的暗带内，再外侧的是弹性薄层的强信号带。动脉粥样硬化病变在 OCT 上可视为动脉壁内的块状病变，局灶性内膜增厚或正常血管结构损失[10]。纤维斑块产生相对均匀且高度后向散射的信号（图 1-3B）。钙化斑块表现为边界清晰的低信号区域（图 1-3C）。但是，这只适用于较大的钙化区域;小面积和微钙化区域尚未得到验证。坏死核心（和更广泛的组织病理学类别的脂质池）被看作是一个信号贫乏的区域，边界不明确，OCT信号快速下降（图 1-3D）。因为光线无法穿透这些区域，故 OCT 不能用来衡量脂肪池的深度或体积。纤维帽和坏死核心的边界有时可见巨噬细胞的积聚，并可出现超过图像背景噪声的点状强信号斑点。胆固醇晶体是强信号的线性区域，通常与脂质池相关。由于红血球中红细胞比例较高，OCT 可区分白色和红色血栓（图 1-4），红色血栓中的血细胞导致 OCT 信号衰减更大，导致 OCT 信号的更大衰减和一个更低的半宽（从峰值信号强度到其半强度的距离）。由于缺乏前瞻性研究和合适的动物模型来定义易损斑块（即容易发生破裂
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文特点是 3 个基本组成部分：脂质核心，炎症细胞帽浸润，和薄纤CT 目前还没有用来量化大型脂质核心的深度，但其高分辨率可以量纤维帽[12]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]《中国心血管病报告2017》要点解读[J]. 马丽媛,吴亚哲,王文,陈伟伟. 中国心血管杂志. 2018(01)
[2]基于K-means聚类与改进随机游走算法的冠脉光学相干断层图像斑块分割[J]. 王光磊,王鹏宇,韩业晨,刘秀玲,李艳,卢倩. 生物医学工程学杂志. 2017(06)
[3]基于核图割算法的冠脉光学相干断层图像斑块区域分割[J]. 张勃,杨建利,王光磊,王洪瑞,刘秀玲,韩业晨. 生物医学工程学杂志. 2017(01)
[4]OCT技术诊断冠脉易损斑块破裂的临床效果分析[J]. 杜伟. 当代医学. 2017(03)
[5]光学相干断层成像在冠心病介入治疗中的应用价值[J]. 陈步星,马凤云,罗维,谢文丽,赵希哲,孙淑红,王枫,郭旭梅,褚晓雯. 中华心血管病杂志. 2006(02)
本文编号：3071515
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
冠状动脉粥样硬化示意图
图 1- 2 OCT 两种系统的示意图，左为时域 OCT，右为频域 OCT正常的冠状动脉在 OCT 图像中表现为三层结构[9]（图 1-3A）。内部弹性薄层呈现为信号强的 20 微米厚的带，位于介质的暗带内，再外侧的是弹性薄层的强信号带。动脉粥样硬化病变在 OCT 上可视为动脉壁内的块状病变，局灶性内膜增厚或正常血管结构损失[10]。纤维斑块产生相对均匀且高度后向散射的信号（图 1-3B）。钙化斑块表现为边界清晰的低信号区域（图 1-3C）。但是，这只适用于较大的钙化区域;小面积和微钙化区域尚未得到验证。坏死核心（和更广泛的组织病理学类别的脂质池）被看作是一个信号贫乏的区域，边界不明确，OCT信号快速下降（图 1-3D）。因为光线无法穿透这些区域，故 OCT 不能用来衡量脂肪池的深度或体积。纤维帽和坏死核心的边界有时可见巨噬细胞的积聚，并可出现超过图像背景噪声的点状强信号斑点。胆固醇晶体是强信号的线性区域，通常与脂质池相关。由于红血球中红细胞比例较高，OCT 可区分白色和红色血栓（图 1-4），红色血栓中的血细胞导致 OCT 信号衰减更大，导致 OCT 信号的更大衰减和一个更低的半宽（从峰值信号强度到其半强度的距离）。由于缺乏前瞻性研究和合适的动物模型来定义易损斑块（即容易发生破裂
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文特点是 3 个基本组成部分：脂质核心，炎症细胞帽浸润，和薄纤CT 目前还没有用来量化大型脂质核心的深度，但其高分辨率可以量纤维帽[12]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]《中国心血管病报告2017》要点解读[J]. 马丽媛,吴亚哲,王文,陈伟伟. 中国心血管杂志. 2018(01)
[2]基于K-means聚类与改进随机游走算法的冠脉光学相干断层图像斑块分割[J]. 王光磊,王鹏宇,韩业晨,刘秀玲,李艳,卢倩. 生物医学工程学杂志. 2017(06)
[3]基于核图割算法的冠脉光学相干断层图像斑块区域分割[J]. 张勃,杨建利,王光磊,王洪瑞,刘秀玲,韩业晨. 生物医学工程学杂志. 2017(01)
[4]OCT技术诊断冠脉易损斑块破裂的临床效果分析[J]. 杜伟. 当代医学. 2017(03)
[5]光学相干断层成像在冠心病介入治疗中的应用价值[J]. 陈步星,马凤云,罗维,谢文丽,赵希哲,孙淑红,王枫,郭旭梅,褚晓雯. 中华心血管病杂志. 2006(02)
本文编号：3071515
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