基于EN-MSCT圖像的心血管斑塊危險(xiǎn)性特征分析研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展和人類物質(zhì)生活水平的提高，心血管疾病正逐步成為威脅人類生命安全的頭號(hào)殺手。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年有超過一千九百萬人由于突發(fā)心血管疾病而導(dǎo)致死亡，其中美國(guó)就有超過一百萬的患者，其中絕大多數(shù)都沒有先期征兆。心血管疾病不僅在發(fā)達(dá)國(guó)家很流行，而且正在向著發(fā)展中國(guó)家蔓延。每年，我國(guó)約有300萬人死于心血管疾病，其中冠心病患者死亡占據(jù)一半，而且這個(gè)數(shù)字正在不斷增長(zhǎng)。如何有效地診斷、預(yù)防心血管疾病的發(fā)生成為急待解決的重大問題。
　　長(zhǎng)期以來

2、，臨床醫(yī)生認(rèn)為心血管管腔狹窄程度是診斷心血管疾病的最重要指標(biāo)之一。但新近研究表明，心血管粥樣硬化斑塊的破裂才是引起心血管疾病的最主要原因。不穩(wěn)定的心血管粥樣硬化斑塊在多種因素的共同作用下發(fā)生破裂，形成血栓。斑塊破裂產(chǎn)生的碎片會(huì)堵塞冠脈血管，引起心肌缺血，引發(fā)冠狀動(dòng)脈綜合癥、心肌梗死，直接導(dǎo)致死亡。
　　在對(duì)心血管疾病的診斷中，臨床使用最多的是影像診斷方法。通過對(duì)心臟冠脈的有效成像，醫(yī)生獲取心血管粥樣硬化斑塊的位置、大小、組成等基本

3、信息，從而對(duì)其進(jìn)行診斷。在多種心臟冠脈成像手段中，EN-MSCT不僅成像速度快、無創(chuàng)傷，而且圖像分辨率高，質(zhì)量好，成為臨床醫(yī)生重要的心血管疾病監(jiān)測(cè)和診斷方法。
　　目前，臨床醫(yī)生大多憑借個(gè)人經(jīng)驗(yàn)對(duì)心血管粥樣硬化斑塊的危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估。其結(jié)果主觀性強(qiáng)，可重復(fù)性差，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，難以為醫(yī)生制定后續(xù)治療方案提供有效支持。所以，臨床上急需一種心血管粥樣硬化斑塊危險(xiǎn)性評(píng)估系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)π难苤鄻佑不邏K的危險(xiǎn)性進(jìn)行有效評(píng)估，輔助醫(yī)生制定患者治

4、療方案，檢測(cè)治療效果。
　　本課題的目的是在心臟冠脈EN-MSCT圖像的基礎(chǔ)上，根據(jù)心血管粥樣硬化斑塊的組織病理學(xué)和臨床影像學(xué)知識(shí)，對(duì)其進(jìn)行定量描述，提取能夠反映斑塊危險(xiǎn)性的有效特征量，探索建立心血管粥樣硬化斑塊危險(xiǎn)性綜合評(píng)估系統(tǒng)的可行性和有效途徑。目前，國(guó)內(nèi)尚無關(guān)于心血管粥樣硬化斑塊危險(xiǎn)性定量評(píng)估的文獻(xiàn)報(bào)道，它的提出具有重大的臨床意義。
　　本論文的主要工作如下：
　　1）收集心臟冠脈EN-MSCT圖像數(shù)據(jù)
　

5、　從醫(yī)院放射科獲取30套病人心臟冠脈EN-MSCT圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)斑塊類型分為3組：軟斑塊組（10例）、混合斑塊組（10例）、鈣化斑塊組（10例）。邀請(qǐng)兩位經(jīng)驗(yàn)豐富的臨床醫(yī)生分別進(jìn)行判讀，確定各個(gè)斑塊的危險(xiǎn)性級(jí)別（A級(jí)：重度危險(xiǎn)，B級(jí)：中度危險(xiǎn)，C級(jí)：輕度危險(xiǎn)）。
　　2）數(shù)字化斑塊危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)
　　針對(duì)病灶部位，選用合適的數(shù)學(xué)量進(jìn)行數(shù)字化描述，結(jié)合臨床醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)學(xué)分析的結(jié)果，對(duì)提取的斑塊特征量進(jìn)行對(duì)比篩選。最終初步選

6、定三大類特征量：密度特征（5種）、成分特征（5種）、形狀特征（5種），共計(jì)15種特征作為危險(xiǎn)性評(píng)估的指標(biāo)。
　　3）建立心血管粥樣硬化斑塊特征提取系統(tǒng)
　　采用VC++6.0計(jì)算機(jī)編程語言，建立心血管粥樣硬化斑塊特征量自動(dòng)提取系統(tǒng)，包括：圖像讀取顯示子系統(tǒng)、圖像分割子系統(tǒng)、斑塊特征提取子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)心血管粥樣硬化斑塊EN-MSCT圖像的分割和特征自動(dòng)提取。
　　結(jié)論：
　　1）通過統(tǒng)計(jì)分析，篩選出6種與心血管軟斑塊

7、危險(xiǎn)性相關(guān)的特征量：低密度脂核占空比（Vratio）、體密度均值（Mean）、體密度熵值（Entropy）、低密度脂核離散度（LDECC）、體密度能量（Energy）、體密度方差（Variance）。
　　2）通過統(tǒng)計(jì)分析，篩選出5種與心血管混合斑塊危險(xiǎn)性相關(guān)的特征量：體密度均值（Mean）、低密度脂核占空比（Vratio）、體密度能量（Energy）、密度熵值（Entropy）、低密度脂核離散度（LDDis）。
　　3）通