腦動脈粥樣硬化的三維超聲影像算法研究.pdf

1、腦動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)。超聲診斷以其無創(chuàng)、圖像直觀、實時動態(tài)、檢查方便、價格相對低廉、報告快捷等優(yōu)點，是其他影像技術(shù)所不能比擬的。超聲檢測腦動脈粥樣硬化是必由之路。 課題對腦動脈粥樣硬化的形成機(jī)理進(jìn)行了分析，腦動脈粥樣硬化往往發(fā)生于腦部的大動脈和中等動脈，如頸內(nèi)動脈、大腦中動脈、大腦前動脈、大腦后動脈、椎動脈及基底動脈，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)的腦動脈血液流動模型，利用基爾霍夫電路節(jié)點定律，將波形進(jìn)行Fourier分解成各次諧波。對模型列狀態(tài)方程組Ax=B，求出各血管段的血液流量及交通動脈的阻抗值，并根據(jù)交通動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腦動脈硬化的常用手段

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問題。基于PACS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)上會診，并且可以用來完成網(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，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。基于邊緣檢測的方法和基于區(qū)域生長的方法互為對偶，相輔相成，在實際應(yīng)用中往往需要結(jié)合起來運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：(1)Shear-warp算法將體繪制中的視線方向進(jìn)行分解，以簡化從物體掃描空間

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)對于各類信息的不透明度，可以找到一個基準(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)時間；(4)增加中間投影面消除

6、邊界條紋失真。 DICOM是研究和開發(fā)具有網(wǎng)絡(luò)連接功能，實現(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)，可以簡化醫(yī)療信息系統(tǒng)設(shè)計，避免許多重復(fù)性的工作，加快信息系統(tǒng)的開發(fā)速度。對于實現(xiàn)無紙化、無膠片化的醫(yī)院和遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的實施將會起極其重要的作用。 三維超聲無疑是超聲醫(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