ICUS图像序列中心脏时相信息的提取-论文-万方医学网

ICUS图像序列中心脏时相信息的提取

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摘要冠状动脉内超声(intracoronary ultrasound,ICUS)显像是临床诊断冠状动脉血管病变的一种介入性影像技术。冠状动脉附着在心外膜表面上,在心动周期中随心脏有节律地运动。在连续回撤超声导管采集ICUS图像序列的过程中,伴随着周期性心脏运动的血管腔形状变化和超声导管相对于管腔的运动,会导致各帧血管横截面图像灰度特征的周期性变化,因此ICUS图像序列中实际上隐含着心动周期的时相信息。<br>　　心电信号是人体重要的生物电信号之一,从不同层面上反映了心脏的工作状态和可靠的内部特征信息,对于心脏疾病的诊断和治疗均具有相当重要的临床参考意义。心电信号的建模与仿真可用于模拟心电信号的产生,为医学研究和教学提供依据。<br>　　本文通过分析连续回撤超声导管获取的ICUS图像序列的灰度特征,从ICUS图像序列中提取隐含的心脏时相信息。首先,从图像序列中估算出平均心率的近似值;其次,分析各帧图像灰度特征的周期性变化,提取出反映心动周期的信号;再次,对该信号进行带通滤波,去除由非心脏运动因素所致的成分;最后,通过检测滤波后信号的局部极值,完成对心脏时相的提取,并以此为依据对ICUS图像序列进行脱机门控。通过对临床图像的实验,验证了方法的可行性,并结合实验结果分析了各种滤波器原型在心脏时相信息提取方面的性能,并对本方法的整体精度进行了定量评价。根据心电信号的波形特点,分析了现有心电信号的模型与仿真方法,对心电信号的建模与仿真进行了初步研究,作为后续研究的基础。