基于B超图像的颈动脉血管管壁搏动位移检测

发布时间：2017-08-20 17:05

  本文关键词：基于B超图像的颈动脉血管管壁搏动位移检测

  更多相关文章： 血管壁搏动 位移曲线 斑点追踪 光流场

【摘要】：随着心脑血管疾病的发病率、致残率和致死率的逐年增多。目前,动脉粥样硬化作为这类疾病共同的病理基础,定量分析血管壁僵硬度对这种类型疾病的影响已经成为了一个热点。临床实践和实验研究中发现在许多脑血管疾病发病前期,一个心动周期内动脉直径会发生明显变化直接导致血管壁的弹性减弱。因此,血管管壁搏动位移可被作为诊断心脑血管疾病的重要指标,也可用于诊断和预测心率衰竭、高血压、动脉粥样硬化等疾病。临床超声诊断是一种无创、廉价、快捷有效的技术,具有操作简单、实现方便等特点,且对检测条件和环境没有严格要求,是用于检测颈动脉血管壁搏动的主要方法之一。常见用于检测血管壁搏动位移的超声图像包括B模型(B-MODE)、M模型(M-MODE)、回声跟踪(ECHO-TRACKING)等。其中,B超可用于较为准确、直观地提取血管壁,常用于相关研究和临床检测。斑点追踪(Speckle Trackin g)法是基于B超图像计算血管壁搏动位移较为经典的方法,该方法主要是通过提取颈动脉血管壁,利用归一化互相关匹配算法计算不同时刻血管壁的相似度系数,并根据该系数估算出血管壁搏动位移量。但是,由于上述算法对提取的血管壁大小有一定要求,且无法检测颈动脉任意位置处的血管壁搏动情况。目前,由Bruce D.Lucas和Takeo Kanade提出的Lucas-Kanade光流算法可计算图像间像素点的相对运动位移量,该方法是一种两帧差分的光流估计算法,通过评估两幅图像之间的变形,计算这两帧在时间t到t+δt之间每个像素点位置的移动,已被用于评估图像间的像素点变化。与斑点追踪法相比,光流场法可计算颈动脉任意区域的管壁搏动,还可估计二维图像的瞬时图像速率或离散图像转移(即可看到每个像素点的运动方向)；但是由于临床图片的最大位移曲线都是未知的,所以需要建立一个理论模型作参考；通过理论的位移曲线分析两种算法的效果,并且获得每种算法的固有误差。为了对比论证光流场和斑点追踪基于临床B超图像检测颈动脉血管血管壁搏动位移的有效性,本文分别利用上述方法对颈动脉仿真B超图像与临床采集图像进行处理,并采用一组理论图像作为参考图像和一组临床图像作为浮动图像,定量分析两者的结果。本文采用光流场方法与传统斑点追踪方法提取血管壁搏动位移曲线,为了验证方法的有效性进行了一系列的仿真和临床实验。实验结果表明,本文的仿真实验结果可以减小临床上的误差,同时也证明了光流法的有效性。本文实验可以为早期的临床诊断提供理论依据。
【关键词】：血管壁搏动 位移曲线 斑点追踪 光流场
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41;R743;R445.1
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究目的和意义9-10
• 1.2 研究背景10-12
• 1.3 血管壁搏动位移检测的研究现状12-13
• 1.4 论文的主要工作及创新点13-17
• 1.4.1 论文的主要工作13-14
• 1.4.2 论文的创新点14-17
• 第二章 方法原理17-37
• 2.1 斑点追踪的原理17-19
• 2.2 光流场的原理19-24
• 2.2.1 光流场的分类21-22
• 2.2.2 Lucas-Kanade算法22-24
• 2.3 基于Field Ⅱ的颈动脉血管壁搏动仿真方法24-37
• 2.3.1 超声成像的原理24-27
• 2.3.2 Field Ⅱ仿真原理27-30
• 2.3.3 颈动脉血管壁搏动仿真方法30-37
• 第三章 实验37-49
• 3.1 仿真实验37-45
• 3.1.1 颈动脉血管B超扫描图像序列仿真37-40
• 3.1.2 基于斑点追踪的血管壁搏动位移提取40-42
• 3.1.3 基于光流场的血管壁搏动位移提取42-43
• 3.1.4 两种方法分析比较43-45
• 3.2 临床实验45-49
• 第四章 实验结果和讨论49-59
• 4.1 仿真实验结果49-55
• 4.1.1 斑点追踪的实验结果及分析49-52
• 4.1.2 光流场的实验结果及分析52-54
• 4.1.3 两者误差比较54-55
• 4.2 临床实验结果55-59
• 4.2.1 斑点追踪的血管壁搏动位移56
• 4.2.2 光流场的血管壁搏动位移56-57
• 4.2.3 两种方法的分析结果57-59
• 第五章 总结和下一步工作59-61
• 5.1 全文总结59-60
• 5.2 下一步工作60-61
• 参考文献61-65
• 致谢65

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本文编号：707802