血管内超声/光声/OCT联合成像算法的研究

发布时间：2021-10-20 00:31

　　血管内超声（intravascular ultrasound,IVUS）、血管内光学相干层析成像（intravascular optical coherence tomography,IV-OCT）和血管内光声（intravascular photoacoustic,IVPA）是诊治冠状动脉粥样硬化性疾病的三种互补介入成像手段。IVUS可以获得血管壁横截面的整体结构信息。IV-OCT的分辨率接近组织学分辨率,可以准确获得浅表层管壁组织和易损斑块的形态结构。IVPA能够获得管壁和斑块的功能成分变化情况。将两种或者三种成像方式结合起来形成多模态联合成像,可以充分发挥各成像模态的优势,对血管进行高精度和高对比度的成像,精确识别易损斑块,并对其功能成分进行定性和定量的评价。本文的主要目的是对IVUS-PA-OCT联合成像进行建模和数值仿真,对超声换能器/光电探测器在血管腔内分时接收的超声回波信号、光声信号和OCT干涉信号进行信号级的融合,得到血管横截面的双模态或三模态联合图像,全面反映血管壁和粥样硬化斑块的形态结构和功能成分。针对三种成像方式的前向仿真问题,提出了分别对近红外激光和短脉冲激光照... 

【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 血管内超声、光声和OCT联合成像系统的研究现状
        1.2.1 IVUS-OCT联合成像系统
        1.2.2 IVUS-PA联合成像系统
        1.2.3 IVPA-OCT联合成像系统
        1.2.4 IVUS-PA-OCT联合成像系统
    1.3 多模态成像数据融合的研究现状
    1.4 本文的研究目的和意义
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 血管内超声回波/光声/OCT信号的前向仿真
    2.1 建立血管横截面计算机仿真模型
    2.2 仿真近红外激光脉冲照射血管壁产生的OCT干涉信号
        2.2.1 血管内时域OCT系统的工作原理
        2.2.2 血管内时域OCT信号的蒙特卡罗模拟
    2.3 仿真短激光脉冲照射血管壁产生的光声信号
    2.4 仿真超声脉冲作用于血管壁产生的回波信号
    2.5 仿真结果与讨论
        2.5.1 IV-OCT仿真结果
        2.5.2 IVPA仿真结果
        2.5.3 IVUS仿真结果
    2.6 本章小结
第3章 血管内超声/光声/OCT信号的融合
    3.1 基于方差贡献率的加权融合
    3.2 自适应加权融合
    3.3 坐标变换
    3.4 实验结果与讨论
        3.4.1 血管内超声-光声联合成像结果
        3.4.2 血管内超声-OCT联合成像结果
        3.4.3 血管内光声-OCT联合成像结果
        3.4.4 血管内超声-光声-OCT联合成像结果
    3.5 本章小结
第4章 联合图像质量的定量评价
    4.1 定量评价融合图像质量的指标
    4.2 定量评价VCR加权融合算法
    4.3 定量比较VCR、SA和 AW融合算法
    4.4 本章小结
第5章 结论和展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于光学系统的血管内高集成多模态成像技术[J]. 李佳纹,陈忠平.  中国激光. 2016(12)
[2]基于0.9mm导管的血管内光声/超声/OCT三模态成像技术[J]. 冷吉,林日强,龚小竞,宋亮.  中国激光医学杂志. 2016(05)
[3]血管内光声成像的研究进展[J]. 孙正,苑园,王健健.  中国生物医学工程学报. 2015(02)
[4]中国心血管病报告2013概要[J]. 陈伟伟,高润霖,刘力生,朱曼璐,王文,王拥军,吴兆苏,胡盛寿.  中国循环杂志. 2014(07)
[5]基于几何绕射模型的多频带信号融合新方法[J]. 叶钒,何峰,朱炬波,梁甸农.  信号处理. 2010(09)
[6]基于EMEMP的雷达二维信号融合成像新方法[J]. 叶钒,何峰,梁甸农.  电子学报. 2009(12)
[7]血管内超声图像的仿真[J]. 张麒,汪源源,王威琪,马剑英,钱菊英,葛均波.  声学学报(中文版). 2008(06)
[8]声速不均匀介质热声成像的声场仿真[J]. 张弛,汪源源.  声学学报(中文版). 2008(05)
[9]基于PSNR与SSIM联合的图像质量评价模型[J]. 佟雨兵,张其善,祁云平.  中国图象图形学报. 2006(12)
[10]合成孔径聚焦超声成像(一)[J]. 孙宝申,沈建中.  应用声学. 1993(03)

博士论文
[1]生物医学图像融合显示方法的研究[D]. 李添捷.复旦大学 2012

硕士论文
[1]磁光声联合内窥图像仿真的研究[D]. 杨凯旋.华北电力大学 2018
[2]基于光声技术的多模态血管内成像导管的设计研究[D]. 张亚奇.云南大学 2016
[3]基于非负张量分解的医学图像的数据融合方法研究[D]. 刘瑜瀚.电子科技大学 2015
[4]基于有限元的光声成像算法研究[D]. 邹俊.西安电子科技大学 2012
[5]光学相干层析成像系统的蒙特卡罗模拟研究[D]. 张阳.青岛大学 2009
[6]数据级与特征级上的数据融合方法研究[D]. 张保梅.兰州理工大学 2005



本文编号：3445896