[發(fā)明專利]一種無(wú)創(chuàng)高精度血管壁彈性成像的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410195622.4
• 申請(qǐng)日: 2014-05-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104055540A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張紅梅;阮驪韜;張青哲;郭佑民;萬(wàn)明習(xí);單寶文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B8/08
• 分類號(hào): A61B8/08;A61B5/0402
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬(wàn)壽

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種血管壁的成像方法，具體涉及一種無(wú)創(chuàng)高精度血管壁彈性成像的方法。

【背景技術(shù)】

血管壁超聲彈性成像因其無(wú)創(chuàng)性近年來(lái)成為國(guó)際研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。血管壁超聲應(yīng)變參數(shù)成像主要經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段：1)首先提出的一維應(yīng)變，主要對(duì)沿超聲聲束方向的軸向應(yīng)變參數(shù)成像；2)提出利用2維應(yīng)變張量的各個(gè)應(yīng)變分量參數(shù)成像(如軸向應(yīng)變、橫向應(yīng)變和剪切應(yīng)變)，分別描述血管壁沿聲束方向和垂直聲束方向的應(yīng)變特性；2)對(duì)橫截面的血管壁彈性描述，提出了利用柱坐標(biāo)系下的應(yīng)變張量的各個(gè)分量(如徑向應(yīng)變、周向應(yīng)變和剪切應(yīng)變)分別描述其徑向、周向及剪切變形。

上述所有應(yīng)變參數(shù)成像，都只能描述血管壁沿某個(gè)特定方向的應(yīng)變。即使采用了多個(gè)應(yīng)變分量共同描述血管壁沿不同方向的變形，其結(jié)果仍然無(wú)法提供對(duì)血管壁整體彈性特性的定量化描述。此外，現(xiàn)有的應(yīng)變參數(shù)抗噪能力較差，其結(jié)果重現(xiàn)性差，無(wú)法為血管壁彈性提供準(zhǔn)確的成像依據(jù)。

此外，目前主要的研究集中在對(duì)血管壁橫截面彈性成像，其主要原因在于試圖通過(guò)對(duì)其徑向運(yùn)動(dòng)的描述反映血管壁彈性特性。然而徑向應(yīng)變的推導(dǎo)是基于笛卡爾坐標(biāo)系和圓柱坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)變換，本質(zhì)上仍然是沿特定方向的應(yīng)變描述。此外，對(duì)血管壁橫截面B超成像因受其側(cè)壁聲影影響，血管壁本身成像不清晰，通常需要對(duì)圖像修正后再分析。針對(duì)此問(wèn)題，近年來(lái)又發(fā)展了多角度掃描超聲成像技術(shù)，通過(guò)波束合成在空間多個(gè)不同角度實(shí)現(xiàn)超聲波束聚焦成像，并最終利用所有的軸向位移合成出不同角度上的水平位移和垂直位移，再求出徑向及周向應(yīng)變。該方法技術(shù)實(shí)現(xiàn)上比常規(guī)B超復(fù)雜，結(jié)果稍好于常規(guī)超聲獲得的數(shù)據(jù)。但是本質(zhì)上，都屬于特定方向的應(yīng)變成像。

血管壁縱切面B超成像能夠克服側(cè)壁聲影的影響，其成像結(jié)果大大優(yōu)于橫截面B超成像結(jié)果。但是，對(duì)于血管壁縱切面彈性成像，目前只是利用沿超聲波束發(fā)射方向的軸向應(yīng)變，垂直于波束方向的橫向應(yīng)變及剪切應(yīng)變來(lái)描述。這些應(yīng)變參數(shù)只能描述特定方向的變形，其結(jié)果在實(shí)際含噪條件下無(wú)法準(zhǔn)確刻畫(huà)血管壁彈性特性。

綜上所述，血管壁縱切面B超成像的超聲數(shù)據(jù)有其處理優(yōu)勢(shì)，但目前仍缺乏有效的力學(xué)參數(shù)來(lái)有效刻畫(huà)血管壁縱切面的力學(xué)特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有血管壁應(yīng)變成像技術(shù)的不足，提供了一種無(wú)創(chuàng)高精度血管壁彈性成像的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種無(wú)創(chuàng)高精度血管壁彈性成像的方法，包括以下步驟：

1)在帶有心電同步監(jiān)測(cè)儀的超聲儀器上，對(duì)血管壁縱切面進(jìn)行成像，成像中對(duì)血管壁的每個(gè)采集面利用心電同步監(jiān)測(cè)儀采集平穩(wěn)舒張期內(nèi)時(shí)間序列超聲數(shù)據(jù)，得到B-mode超聲成像的射頻數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)；

2)對(duì)采集的射頻數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)離線分析，預(yù)處理去噪后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)場(chǎng)估計(jì)，利用散斑跟蹤算法對(duì)時(shí)間序列射頻數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)，利用2階光流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法對(duì)時(shí)間序列視頻圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)，得到每幀射頻數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)的位移場(chǎng)；

3)利用FIR二維差分濾波器，對(duì)射頻數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)的位移場(chǎng)濾波，得到縱切面沿超聲發(fā)射束軸向應(yīng)變分量ε_xx、橫向應(yīng)變分量ε_zz及剪切應(yīng)變分量ε_xz；

4)對(duì)縱切面上的Von Mises應(yīng)變投影參數(shù)ζ_VM-longiProj成像，其中，縱切面成像的VonMises應(yīng)變投影參數(shù)ζ_VM-longiProj按下面公式計(jì)算：