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1、中文圖書分類號(hào)：TP391密級(jí)：公開UDC：39學(xué)校代碼：10005碩士學(xué)位論文MASTERALDISSERTATION論文題目：基于IVUS影像的血管彈性顯像關(guān)鍵技術(shù)研究論文作者：董路學(xué)科：信息與通信工程指導(dǎo)教師：汪友生論文提交日期：2015年5月UDC：39學(xué)校代碼：10005中文圖書分類號(hào)：TP391學(xué)號(hào)：S201202104密級(jí)：公開北京工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文題目：基于IVUS影像的血管彈性顯像關(guān)鍵技術(shù)研究英文題目：RESEARCHONTHEKEYTECHNOLOGYOFELASTICIMAGINGBASEDONIVUSIMAGE論文作者：董路學(xué)科：信息與通信工程研究方向：數(shù)字
2、圖像處理申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士指導(dǎo)教師：汪友生副教授所在單位：電子信息與控制工程學(xué)院答辯日期：2015年6月授予學(xué)位單位：北京工業(yè)大學(xué)獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京工業(yè)大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。簽名：董路日期：2015年06月05日關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解北京工業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)
3、印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。（保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）簽名：董路日期：2015年06月05日導(dǎo)師簽名：汪友生日期：2015年06月05日摘要摘要據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，由心血管疾病引起的死亡已經(jīng)成為人類死亡的三大主要原因之一。醫(yī)學(xué)研究表明，動(dòng)脈粥樣硬化(Atherosclerotic,AS)引起的易損斑塊的破裂是導(dǎo)致急性心血管疾病的首要原因，但是，目前還沒有有效的預(yù)測(cè)斑塊破裂的工具。斑塊的特性主要取決于其組成成分和幾何形狀，而這些又與血管壁的彈性性能相關(guān)，所以，研究血管壁的彈性性能對(duì)于早期發(fā)現(xiàn)和識(shí)別易損斑塊預(yù)
4、防心血管疾病的發(fā)生具有重要的臨床意義。作為診斷心血管疾病的“金標(biāo)準(zhǔn)”的血管內(nèi)超聲(IntravascularUltrasound,IVUS)技術(shù)能夠提供血管橫切面圖像，對(duì)于血管壁形態(tài)和斑塊位的置確定有一定作用，但是對(duì)于易損斑塊的成分仍然不能判別，而一定的血壓下，斑塊會(huì)表現(xiàn)出與周圍血管組織不同的彈性性狀，因此，分析血管壁和斑塊在血壓作用下的反應(yīng)可以評(píng)估易損斑塊破裂的可能性。本文的主要研究工作包括：(1)針對(duì)IVUS圖像所含噪聲多為斑點(diǎn)噪聲和高斯噪聲一種去噪方法很難同時(shí)濾除這些噪聲的問題，改進(jìn)了一種結(jié)合中值濾波和多圖像平均的綜合降噪方法，該方法能夠有效去除噪聲并且保持圖像平滑。另外，在此基礎(chǔ)
5、上改進(jìn)了圖像邊緣提取算法，對(duì)內(nèi)外膜邊緣區(qū)域分別進(jìn)行預(yù)分割，最后以邊緣點(diǎn)的灰度亮度和統(tǒng)計(jì)概率分布作為約束代價(jià)函數(shù)計(jì)算，得到最終的邊緣輪廓。(2)針對(duì)血管壁網(wǎng)格劃分中血管腔中產(chǎn)生的無效三角形影響后續(xù)匹配及彈性計(jì)算精度的問題，提出了一種基于限制點(diǎn)集方法的血管壁網(wǎng)格劃分方法，新增了點(diǎn)對(duì)之間角度的閾值作為篩選邊緣點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，最后按照三角形中心點(diǎn)及邊線間的位置關(guān)系刪除位于血管腔內(nèi)的無效三角形。并在此基礎(chǔ)上采用一種基于B樣條形變模型的匹配方法，針對(duì)傳統(tǒng)歸一化互相關(guān)的相似性測(cè)度可能會(huì)對(duì)孤立區(qū)域的計(jì)算帶來誤差的問題，增加了帶有灰度權(quán)重的代價(jià)函數(shù)方法；最后的I-BFGS優(yōu)化算法以較少的迭代次數(shù)計(jì)算Hessia
6、n矩陣來尋求最佳匹配點(diǎn)。(3)針對(duì)傳統(tǒng)血管彈性估計(jì)多采用彈性模量或假體模擬的方法，其實(shí)驗(yàn)裝置復(fù)雜并且結(jié)果精度難以保障的問題，本文充分利用IVUS圖像信息，在不增加額外裝置的前提下，根據(jù)已有的形變理論，提出了二維直角坐標(biāo)系下以線元的位置變化代替面元形變的方法，成功推導(dǎo)出了小三角形單元條件下的格林應(yīng)變計(jì)算公式并計(jì)算出相應(yīng)的應(yīng)變值，利用偽彩色編碼將應(yīng)變數(shù)值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的RGB顏色空間的值并填充到相應(yīng)的小三角形單元。經(jīng)過Photoshop圖像處理軟件的手動(dòng)變形與計(jì)算結(jié)果的對(duì)比，證明本文所采用的一系列圖像處理與彈性分析方法具有一定的可行性和準(zhǔn)確性，能夠?yàn)榕RI北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文床診斷治療心血管疾
7、病提供參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：血管內(nèi)超聲；限制點(diǎn)集；彈性計(jì)算；顏色漸變II摘要AbstractAccordingtotheWHOstatistics,deathcausedbycardiovasculardiseasehasbecomeoneofthethreemajorcausesofdeathinhumans.MedicalresearchshowsthatvulnerableplaquerupturecausedbyAtherosc
