腦動(dòng)脈粥樣硬化的三維超聲影像算法研究.pdf

1、腦動(dòng)脈粥樣硬化的診斷是治療腦血管疾病極為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。超聲診斷以其無(wú)創(chuàng)、圖像直觀、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、檢查方便、價(jià)格相對(duì)低廉、報(bào)告快捷等優(yōu)點(diǎn)，是其他影像技術(shù)所不能比擬的。超聲檢測(cè)腦動(dòng)脈粥樣硬化是必由之路。 課題對(duì)腦動(dòng)脈粥樣硬化的形成機(jī)理進(jìn)行了分析，腦動(dòng)脈粥樣硬化往往發(fā)生于腦部的大動(dòng)脈和中等動(dòng)脈，如頸內(nèi)動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈、大腦前動(dòng)脈、大腦后動(dòng)脈、椎動(dòng)脈及基底動(dòng)脈，一般均在直徑500μm以上的血管。粥樣硬化斑塊由膠原纖維、彈性纖維、血管平滑肌細(xì)胞

2、、巨噬細(xì)胞、泡沫細(xì)胞和脂肪等組成，在動(dòng)脈壁內(nèi)膜下形成不規(guī)則的塊狀物，向管腔內(nèi)隆起，大小不等，直徑為0.3-1.5cm，嚴(yán)重者可相連成大片。 本文提出一種基于Willis環(huán)的腦動(dòng)脈血液流動(dòng)模型，利用基爾霍夫電路節(jié)點(diǎn)定律，將波形進(jìn)行Fourier分解成各次諧波。對(duì)模型列狀態(tài)方程組Ax=B，求出各血管段的血液流量及交通動(dòng)脈的阻抗值，并根據(jù)交通動(dòng)脈的血液流量值判斷其狀態(tài)。 腦血流圖、腦電圖和多普勒超聲都是檢測(cè)腦動(dòng)脈硬化的常用手段

3、，但是檢查結(jié)果都不具有直觀的可讀性，需要經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生加以診斷，從而加入了醫(yī)生的主觀色彩。超聲聲像圖的產(chǎn)生在一定程度上解決了這個(gè)問(wèn)題?；赑ACS的超聲醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)在醫(yī)院范圍內(nèi)獲取圖像、診斷和歸檔管理，在有廣域網(wǎng)支持的情況下，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程醫(yī)療、網(wǎng)上會(huì)診，并且可以用來(lái)完成網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等任務(wù)。它是遠(yuǎn)程醫(yī)療和數(shù)字化醫(yī)院的重要組成部分。 SPECK和SPIHT技術(shù)具有效率高、復(fù)雜度低、編碼解碼速度快、完全嵌入式編碼和小波變換進(jìn)行漸進(jìn)編解碼等

4、特點(diǎn)，代表了低復(fù)雜性圖像壓縮的當(dāng)前最高水平。超聲圖像的形成過(guò)程、圖像內(nèi)容的組織性質(zhì)，以及干擾等因素，使得超聲醫(yī)學(xué)圖像總是含有很強(qiáng)的噪聲?；谶吘墮z測(cè)的方法和基于區(qū)域生長(zhǎng)的方法互為對(duì)偶，相輔相成，在實(shí)際應(yīng)用中往往需要結(jié)合起來(lái)運(yùn)用以獲得更好的分割效果。 論文著重于三維超聲成像的算法研究，提出基于可見(jiàn)性體素的投影成像的體繪制方法應(yīng)用于三維超聲成像的新觀點(diǎn)：(1)Shear-warp算法將體繪制中的視線方向進(jìn)行分解，以簡(jiǎn)化從物體掃描空間

5、到圖像掃描空間的投影，并將該算法用于平行掃描超聲血管成像結(jié)果的可視化；(2)對(duì)于各類信息的不透明度，可以找到一個(gè)基準(zhǔn)透明度，使得各類信息的透明度均可以表示為基準(zhǔn)透明度的指數(shù)形式。由此，累積透明度的迭代乘法被替換為基準(zhǔn)透明度基礎(chǔ)上指數(shù)的迭代加法。在不影響質(zhì)量的情況下，成像速度提高；(3)基于八叉樹快速分類的Shear-warp交互式體繪制算法在遍歷體素和圖像的同時(shí)可以略去不透明的圖像區(qū)域和體素，節(jié)省大量的重復(fù)時(shí)間；(4)增加中間投影面消除

6、邊界條紋失真。 DICOM是研究和開(kāi)發(fā)具有網(wǎng)絡(luò)連接功能，實(shí)現(xiàn)信息資源共享的新型醫(yī)療儀器的技術(shù)基礎(chǔ)。普及DICOM標(biāo)準(zhǔn)，可以簡(jiǎn)化醫(yī)療信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)，避免許多重復(fù)性的工作，加快信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)速度。對(duì)于實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化、無(wú)膠片化的醫(yī)院和遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的實(shí)施將會(huì)起極其重要的作用。 三維超聲無(wú)疑是超聲醫(yī)學(xué)發(fā)展的重要方向，相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和醫(yī)療工作人員的不懈努力，腦血管疾病將會(huì)被征服。各種關(guān)于腦血管疾病的診斷新方法將不斷涌現(xiàn)，使人