专利名称：一种冠状动脉血管壁应力和应变的估算方法
技术领域：
本发明涉及一种根据血管内超声图像序列估算由血流引入的冠状动脉血管壁应力和应变的方法，属于医学成像技术领域。
背景技术：
冠状动脉粥样硬化斑块破裂和血栓形成是急性冠状动脉综合征的主要发病机制。斑块破裂的位置与斑块内及其附近区域的应力有关。冠状动脉血管壁和斑块的相关力学性质，可作为早期检测动脉粥样硬化和筛查不稳定斑块的评价指标。血管内超声(intravascular ultrasound, IVUS)成像是目前临床广泛采用的诊断血管病变，尤其是冠心病以及检测易损斑块的微创介入影像技术。它提供了活体中的血管壁、管腔及斑块的横截面图像，根据动态图像序列还可获得心动周期中冠状动脉血管壁及斑块的变形情况。目前，利用血管内超声测·量动脉血管壁的应力和应变以及管壁弹性模量，多是通过对超声信号的深入分析(包括射频信号、背向散射信号及弹性特征等)，了解组织特征。由于在将原始射频信号转化为灰阶图像的过程中损失了部分信息，所以理论上讲此类方法较之基于灰度图像处理的方法具有更高的分辨率和精度。但它计算的是一维径向应变，而实际中管壁和斑块组织的变形是三维的，包括径向、周向和纵向三个分量，所以无法全面显示管壁和斑块组织的弹性信息，这种局限性是该技术难以克服的。此外，只有在组织运动方向与射频信号方向一致时才能获得可靠的应变估计。由于射频信号低信噪比的影响，很难获得对较短的舒张末期区间中较小应变的估计。同时，IVUS基本的信号被转化为标准显示的常规灰度图像，并非所有IVUS成像系统都允许对原始射频信号进行采集，因而限制了此类方法的临床广泛应用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种冠状动脉血管壁应力和应变的估算方法，为冠心病的计算机辅助诊断、斑块易损性的评估及其发展趋势的预测提供依据。本发明所述问题是以下述技术方案实现的:
一种冠状动脉血管壁应力和应变的估算方法，所述方法首先从IVUS灰阶图像序列中获取血管壁组织随血流施压变化产生的运动场，然后在此基础上求得各帧血管壁横截面图像上各点的应力和应变值，具体步骤如下:
a、从IVUS灰度图像序列中获取血管壁组织随血流施压变化产生的运动场:
对于IVUS灰度图像序列中一帧图像中的像素Cr，r)，以其为中心的足够小的正方形邻域内的像素数为见则该像素的位移(匕，Fr)由以下方程组求得:
权利要求
1.一种冠状动脉血管壁应力和应变的估算方法，其特征是，所述方法首先从IVUS灰阶图像序列中获取血管壁组织随血流施压变化产生的运动场，然后在此基础上求得各帧血管壁横截面图像上各点的应力和应变值，具体步骤如下: a、从IVUS灰度图像序列中获取血管壁组织随血流施压变化产生的运动场: 对于IVUS灰度图像序列中一帧图像中的像素U，r)，以其为中心的足够小的正方形邻域内的像素数为兄则该像素的位移(匕，Fr)由以下方程组求得:
2.根据权利要求1所述的冠状动脉血管壁应力和应变的估算方法，其特征是，在从IVUS灰度图像序列中获取血管壁组织随血流施压变化产生的运动场之前，应先去除各帧IVUS图像中的背景区域，具体方法如下: 首先，将各帧横向视图转换到极坐标系中，得到极坐标视图；然后按照下式将极坐标视图中的背景灰度设置为255:
3.根据权利要求1或2所述的冠状动脉血管壁应力和应变的估算方法，其特征是，计算像素U，y)的位移(匕，Vy)时，以像素Cr，y)为中心的正方形邻域的大小为3X3，单位为像素，即正方形邻域内的像素数N=9。
全文摘要
一种冠状动脉血管壁应力和应变的估算方法，其技术方案是，所述方法首先从IVUS灰阶图像序列中获取血管壁组织随血流施压变化产生的运动场，然后在此基础上求得各帧血管壁横截面图像上各点的应力和应变值。本发明直接从常规IVUS灰阶图像序列中获得血管壁的应力和应变值，算法非常简单，降低了本方法的应用条件。与基于射频信号分析的方法相比，本发明能够计算每帧图像中血管横截面上的各点在任意方向上的应变值(包括两个主应变和一个剪应变)，能更全面地反映血管壁和斑块组织的弹性特征，为分析冠状动脉粥样硬化的发病机理、评价粥样硬化斑块的易损性和预测其发展趋势等提供了更为可靠的依据。
文档编号A61B8/08GK103190932SQ20131014012
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月22日 优先权日2013年4月22日
发明者孙正, 刘存, 王健健 申请人:华北电力大学(保定)