冠状动脉内OCT图像序列运动伪影抑制方法的研究

发布时间：2017-07-20 02:05

  本文关键词：冠状动脉内OCT图像序列运动伪影抑制方法的研究

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【摘要】：血管内光学相干断层成像(intravascular optical coherence tomography,IV-OCT)是诊断血管病变,特别是冠状动脉疾病的新型介入影像技术。冠状动脉内OCT图像序列中存在一种特有的失真——运动伪影,它是由心脏的周期性运动和动脉内搏动的血流造成的。运动伪影在IV-OCT横截面图像中表现为相邻帧之间管腔横截面的错位,在纵向视图中表现为血管壁呈现锯齿状边缘。运动伪影严重影响IV-OCT图像的视觉效果,降低血管形态结构参数的定量测量、斑块的识别和分析,以及血管三维重建等的精度。本文在综合分析连续回撤导管获取的IV-OCT图像序列中运动伪影的产生机制和表现形式的基础上,分别采用基于图像的离线门控法和直接补偿法对运动伪影进行抑制。门控法是通过分析IV-OCT序列图像的灰度或管腔内膜轮廓重心的变化规律,从每个心动周期中选择一帧图像,组成门控子序列,间接抑制运动伪影。直接补偿法是首先建立横向视图中的血管壁在心动周期中的刚性运动模型,然后采用谱分析的方法分离刚性运动参数(包括位移和旋转角)中的心脏运动分量和血管几何分量,最后补偿心脏运动分量,达到直接抑制运动伪影的目的,不需要抛弃有用帧,保证了图像序列的完整性。上述两种方法都不需要专门的心电门控图像采集装置,也无需利用心电信号,其结果也不受医生主观因素的影响。对临床图像的实验结果表明,采用本文方法可以有效减小由心脏运动所致的伪影,提高IV-OCT图像纵向视图的视觉效果,为冠脉血管的定量测量、与其它冠脉影像的融合、血管的三维重建等提供更为准确的图像数据。
【关键词】：冠状动脉 血管内光学相干断层成像 运动伪影 基于图像的门控 补偿
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R540.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 研究背景9-13
• 1.1.1 OCT成像原理简介9-10
• 1.1.2 IV-OCT的成像原理10-11
• 1.1.3 IV-OCT的临床应用11
• 1.1.4 IV-OCT图像的特点11-13
• 1.1.5 冠状动脉内OCT图像序列中的运动伪影13
• 1.2 IV-OCT图像序列中运动伪影抑制方法的研究现状13-16
• 1.2.1 ECG门控法14-15
• 1.2.2 基于图像的脱机门控法15-16
• 1.3 本文的研究目的和意义16
• 1.4 本文的研究内容16-18
• 第2章 IV-OCT图像序列的回顾性脱机门控18-37
• 2.1 图像预处理18
• 2.2 基于平均帧间差异度的门控方法18-24
• 2.2.1 估算平均心率18-19
• 2.2.2 提取隐含心动周期的信号19-20
• 2.2.3 隐含心动周期信号的滤波20
• 2.2.4 选择门控帧20-21
• 2.2.5 实验结果与分析21-24
• 2.3 基于血管腔轮廓重心的门控方法24-28
• 2.3.1 提取IV-OCT图像中血管腔的轮廓24-26
• 2.3.2 计算血管腔轮廓重心的偏移量26
• 2.3.3 提取门控帧26-27
• 2.3.4 实验结果与分析27-28
• 2.4 两种门控方法的对比及分析28-35
• 2.4.1 原理和性能的对比28-30
• 2.4.2 关于滤波器的讨论30-32
• 2.4.3 门控结果的定量分析与比较32-34
• 2.4.4 误差源分析34-35
• 2.5 本章小结35-37
• 第3章 运动分量补偿法抑制运动伪影37-46
• 3.1 方法37-40
• 3.1.1 计算相邻帧之间管腔轮廓的旋转偏移量38-39
• 3.1.2 提取并补偿旋转偏移量中的心脏运动分量39
• 3.1.3 计算补偿旋转角后相邻帧之间管腔重心的平移量39
• 3.1.4 补偿平移量的心脏运动分量39-40
• 3.2 实验结果及讨论40-44
• 3.3 误差源分析44
• 3.4 比较脱机门控法和直接补偿法44-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 结论与展望46-48
• 4.1 结论46-47
• 4.2 展望47-48
• 参考文献48-52
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果52-53
• 致谢53

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本文编号：565767