基于IVUS圖像分割和CAG三維重建技術的數據融合研究.pdf

1、冠狀動脈疾病中常見的動脈粥樣硬化是危害人類健康的首要疾病之一,其主要的臨床診斷方式為:X射線冠脈造影圖像(Coronary angiography,CAG)和血管內超聲成像(Intravascular Ultrasound,IVUS)。CAG可以對冠狀動脈的結構和血管狹窄進行客觀診斷,并可以通過三維重建獲得具有空間形態(tài)結構的三維骨架,以便直接觀察冠狀動脈形貌特征。IVUS不僅可以對血管腔的直徑、面積等參數進行精確測量,而且可以發(fā)現(xiàn)早期的

2、冠狀動脈粥樣硬化斑塊,進而對斑塊的偏心距,壁厚及成分含量進行檢測。融合CAG和IVUS圖像數據,可以使兩種方法的優(yōu)勢得到互補,在獲得完全的冠狀動脈實體模型的同時,不僅可以觀察到血管段的空間位置,而且可以獲得感興趣血管段的內外膜及斑塊量化數據,從而輔助臨床診斷治療。
　　 本文的研究內容主要包括以下幾個方面:
　　 1.基于改進的Snake模型的血管內超聲圖像內外膜分割
　　 利用時空濾波器對IVUS圖像進行圖像增

3、強?；趥鹘y(tǒng)的Snake模型,通過改進內部能量函數和設計外部圖像力,降低Snake函數曲線對斑塊噪聲和椒鹽噪聲的敏感度,在改善局部分割效果的同時,用貪婪法對Snake能量函數進行全局優(yōu)化計算。
　　 2.感興趣血管段導引絲和血管骨架的三維重建及其優(yōu)化
　　 提出了對感興趣血管段導引絲三維重建的優(yōu)化方法:即分別進行匹配點優(yōu)化和幾何變換矩陣優(yōu)化。利用弦長公式設置六對初始匹配點,設計匹配點對的目標能量函數,并利用動態(tài)規(guī)劃算法進

4、行優(yōu)化求解。
　　 3.IVUS圖像序列在三維導引絲上的定位計算
　　 提出了IVUS圖像序列在三維導引絲上的定位方法:對導引絲序列點進行三次均勻B樣條的光順擬合,利用最佳垂平面法求取對應點的切矢量,并通過坐標變換關系,實現(xiàn)IVUS圖像序列在導引絲上的定位。
　　 4.IVUS圖像序列在三維導引絲上的定向計算
　　 提出了IVUS圖像序列在三維導引絲上的定向方法:利用空間曲線模型對相鄰幀圖像間的相對角度進