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《天津大学》 2004年
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基于造影图像的冠状动脉三维重建和定量分析方法的研究

黄家祥  
【摘要】:冠状动脉造影图像是临床诊治冠心病的主要依据之一,被称为诊断冠心病的“金标准”,但基于二维造影图像的传统诊治方法存在很大的局限性。本文在二维血管提取的基础上,主要研究冠状动脉树的三维重建方法,并进行主干血管三维定量分析方法的研究,对于提高冠心病诊治的准确程度具有很高的临床应用价值。本论文研究课题受高等学校博士学科点专项科研基金的资助(“心血管造影图像中血管网的提取与三维重建”,20030056018),主要研究工作包括以下几个方面: 1.建立三维重建的理论模型 根据造影系统的运动特征建立透视投影的简化模型,并采用几何变换矩阵描述两幅图像的空间几何关系。在此基础上提出了空间点三维坐标的两种计算方法,即最小二乘解和几何解。 2.二维骨架树的分割和血管段的匹配 在二维血管提取的基础上,采用有向图、有向树和二叉树描述骨架树的拓扑结构。同时提出结点权值和相似结点的概念,实现两幅图像中血管段的匹配。 3.几何变换矩阵的优化 将几何变换矩阵表示为七元数的形式,提出利用分支点坐标、分支血管方向矢量和分支夹角三类数据优化几何变换矩阵的方法。 4.冠状动脉树骨架的三维重建 提出一种以B样条曲线为基元重建三维骨架的方法,采用B样条曲线拟合二维骨架,在B样条曲线透视不变性的假设下对三维控制点进行优化。 5.冠状动脉三维表面的重建 在假设血管为广义圆柱体的前提下,建立血管横截面的椭圆模型,并提出顶点融合技术很好地解决了相邻横截面相交的问题。同时分别采用球包络方法、三角形拼接法和NURBS曲面拟合方法重构血管的三维表面。 6.冠状动脉树的三维重建实验 分别采用计算机模拟图像、临床造影图像和实物模型造影图像进行三维重建实验,并对重建误差进行统计分析,验证本文重建方法的正确性。 7.冠状动脉的三维定量分析 在冠状动脉树三维重建的基础上,研究冠状动脉的三维定量分析方法。提出血管三维直径、分支夹角、血管段长度和体积的三维测量方法,并利用冠状动脉树实物模型进行三维定量分析实验,验证该方法的有效性和准确性。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:R318.0

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 吴焕焕;汪友生;李冠宇;董路;;基于MITK的血管三维重建[J];微型机与应用;2013年04期
2 於猛;刘向荣;黄晓阳;陈迎潮;;改进区域生长法及其在冠状动脉造影图中的应用[J];厦门大学学报(自然科学版);2013年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王岭;基于IVUS图像分割和CAG三维重建技术的数据融合研究[D];天津大学;2010年
2 张朝霞;基于MSCT的感兴趣血管段CAG最佳视角和冠脉运动估计的研究[D];天津大学;2012年
3 胡春红;感兴趣血管段最佳视角和血管内超声与冠脉造影融合研究[D];天津大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 田美影;基于图像的冠状动脉内超声图像序列门控方法的研究[D];华北电力大学;2011年
2 郭晓帅;基于血管内超声和X射线血管造影的冠状动脉定量测量方法的研究[D];华北电力大学;2011年
3 康元元;基于血管内超声和X射线血管造影融合的血管三维重建[D];华北电力大学(河北);2010年
4 韩少勤;基于多成像方法融合的冠状动脉虚拟内窥镜系统的开发[D];华北电力大学;2012年
5 刘存;血管内超声图像中血流动力学参数的定量测量方法研究[D];华北电力大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 郁道银,黄家祥,谢洪波,徐智,孙正;冠状动脉树三维重建理论模型的研究[J];工程图学学报;2003年04期
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10 吴福朝,王光辉,胡占义;由矩形确定摄像机内参数与位置的线性方法[J];软件学报;2003年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 徐智;心血管造影图像的二维信息处理及其三维重建研究[D];天津大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 黄家祥;冠状动脉树三维骨架重建方法的研究[D];天津大学;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邢青青;罗新斌;;基于小波去噪和机器视觉的边缘检测[J];四川有色金属;2009年01期
2 钟伟红;关宏伟;;基于单纯形法的PID参数优化设计[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年03期
3 孟君;李胜涛;郭小燕;;针药结合治疗胸痹心痛临床研究进展[J];中医药临床杂志;2007年06期
4 董太平,吴跃飞,徐世昭,戴章坤;宣城市1999~2001年慢性非传染性疾病住院病例回顾性调查分析[J];安徽预防医学杂志;2003年01期
5 胡家庭;急性心肌梗死发病时间与季节的关系[J];安徽医药;2003年04期
6 把爱萍;低分子肝素治疗不稳定型心绞痛的观察与护理[J];安徽医药;2003年05期
7 陆润平;朱正芳;黄多新;;改良Seldinger技术留置治疗心包积液的临床疗效观察[J];安徽医药;2008年06期
8 高翔;前列腺素E_1治疗冠心病心衰竭26例[J];安徽中医学院学报;2001年02期
9 高翔;动态心电图ST段缺血性改变的病因分析[J];安徽中医学院学报;1998年01期
10 徐望宝;陈雪波;李小华;苏晓英;;快速稳定收敛的一维搜索算法——水平割线法[J];鞍山科技大学学报;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄河;段世慧;张生贵;;基于CAA的静强度虚拟试验可视化方法研究[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
2 果乃涛;;链—回—环球团生产系统优化控制研究[A];2011年全国冶金节能减排与低碳技术发展研讨会文集[C];2011年
3 季铮;张剑清;詹总谦;;基于特征不变量的目标识别定位方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 刘磊;王永骥;;基于单目视觉的机器人动态目标识别与跟踪[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 周艳;唐权华;金炜东;;基于自适应噪声检测的彩色图像插值滤波算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 秦钟;王法胜;;交叉口排队长度的视频检测[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 陈文颉;刘劲;甘名刚;;基于NMI特征匹配及位置预测的目标自动跟踪及其DSP实现[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 刘吉成;汪熙;王仲;刘爱勇;;基于虚拟环境的摄像机定标中的矩阵研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
9 南明星;笪良龙;卢晓亭;李玉阳;;复杂海区的三维声线轨迹可视化仿真[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
10 吴能伟;;3D靶标的摄像机标定方法[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贲晛烨;基于人体运动分析的步态识别算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 闫培雷;考虑隔墙影响的框架结构非线性地震反应分析及地震灾场模拟[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 赵猛;大屏幕多人沉浸式立体显示系统[D];大连海事大学;2010年
5 王文标;基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
6 孙玉婷;基于柱形换能器的水下传感器网络组网协议研究[D];中国海洋大学;2009年
7 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
8 孙贤斌;三维信息获取技术中定标与图形包含问题的研究[D];华中科技大学;2010年
9 韩守东;纹理建模与图切分优化方法研究[D];华中科技大学;2010年
10 关丽娜;直接连接法制备携尿激酶RGDS造影剂微泡靶向溶解在体血栓的实验研究[D];新疆医科大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙涛;基于DR骨密度分析系统的研究[D];南京医科大学;2010年
2 李星;构建适合中国国情的冠心病健康管理模式[D];南京医科大学;2010年
3 武炜;煤矿井下火灾事故人员逃生可视化技术研究[D];河南理工大学;2010年
4 郑纪业;基于H.264的校园视频监控系统的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
5 赵奇;医学超声图像三维重建算法研究[D];山东科技大学;2010年
6 徐元;基于双目立体视觉的匹配算法研究[D];山东科技大学;2010年
7 张竑;数字媒体时代的三维动画变革研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
8 李高飞;数控选区电沉积快速成型的成型质量研究[D];浙江理工大学;2010年
9 刘国栋;基于ARM与DSP的机器视觉硬件平台设计与研究[D];郑州大学;2010年
10 李华北;基于数字图像技术在土木结构物损伤裂缝检查应用的研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡明星,袁保宗;投影三维重建中基础矩阵的鲁棒性估计方法[J];北方交通大学学报;2001年02期
2 严加勇,庄天戈;医学超声图像分割技术的研究及发展趋势[J];北京生物医学工程;2003年01期
3 杨绍洲,李树祥;基于2D投影图像的血管三维重构与显示技术[J];北京生物医学工程;1996年04期
4 胡春红;郁道银;孙正;陈晓冬;;冠脉树中感兴趣血管段最佳造影角度下的定量分析[J];传感技术学报;2006年02期
5 胡春红;郁道银;孙正;陈晓冬;;冠脉树三维重建优化方法的改进[J];传感技术学报;2007年04期
6 王岭;陈晓冬;郁道银;;基于冠脉造影图像的导引丝三维重建[J];传感器与微系统;2010年05期
7 朱文玲,黄超联,韩丁,沈珠军,曾勇,姜秀春,李燕华;血管内超声成像的临床应用价值[J];当代医学;2000年10期
8 滕召波,张世永,陈华富,何光中;非线性规划一般约束条件的SQP方法[J];电子科技大学学报;2001年01期
9 王立功,于甬华,姜晓彤,罗立民;基于Snake模型的图像目标轮廓自动跟踪方法[J];东南大学学报(自然科学版);2003年02期
10 李俊峡,鹰津良树,宫本忠司,永井康三,加藤贵雄,中岛康弘;冠脉病变中血管内超声与冠脉造影的比较[J];第四军医大学学报;2005年13期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 王岭;基于IVUS图像分割和CAG三维重建技术的数据融合研究[D];天津大学;2010年
2 王家权;动脉粥样硬化的流体力学机理的理论研究和数值模拟研究[D];北京工业大学;2002年
3 徐智;心血管造影图像的二维信息处理及其三维重建研究[D];天津大学;2003年
4 胡春红;感兴趣血管段最佳视角和血管内超声与冠脉造影融合研究[D];天津大学;2006年
5 李兰兰;基于偏微分方程的图像复原和增强算法研究[D];东南大学;2005年
6 姚德民;计算机辅助识别下虚拟内窥镜系统研究[D];复旦大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄家祥;冠状动脉树三维骨架重建方法的研究[D];天津大学;2003年
2 徐斌;天津大学科技创新能力管理与对策研究[D];天津大学;2003年
3 姜浩;基于Snake模型的冠状动脉血管运动跟踪[D];天津大学;2004年
4 王敏科;基于面绘制的虚拟内窥镜系统[D];浙江大学;2006年
5 张立东;基于多层螺旋CT成像的冠状动脉三维重建[D];浙江大学;2006年
6 豆中强;动脉血管中脉动血流的数值模拟[D];重庆大学;2006年
7 刘泽;自适应形变模型及其在血管内超声图像处理中的应用研究[D];山东大学;2006年
8 李艳玲;活动轮廓模型及其在血管内超声图像边缘提取中的应用研究[D];山东大学;2006年
9 阮鹏;基于T-snake模型的冠状动脉血管提取和运动分析的方法研究[D];天津大学;2006年
10 杨坤;医学虚拟内窥镜系统的研究[D];西安理工大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 吴焕焕;汪友生;李冠宇;董路;;基于MITK的血管三维重建[J];微型机与应用;2013年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王岭;基于IVUS图像分割和CAG三维重建技术的数据融合研究[D];天津大学;2010年
2 张朝霞;基于MSCT的感兴趣血管段CAG最佳视角和冠脉运动估计的研究[D];天津大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 田美影;基于图像的冠状动脉内超声图像序列门控方法的研究[D];华北电力大学;2011年
2 郭晓帅;基于血管内超声和X射线血管造影的冠状动脉定量测量方法的研究[D];华北电力大学;2011年
3 康元元;基于血管内超声和X射线血管造影融合的血管三维重建[D];华北电力大学(河北);2010年
4 杨宇;基于快速推进法的血管内超声图像序列的三维分割[D];华北电力大学(河北);2010年
5 邢栋;结合硬斑块特征的血管内超声图像中—外膜边缘检测[D];南方医科大学;2012年
6 刘金锋;砂土细观组构的图像分析[D];宁夏大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡明星,袁保宗;投影三维重建中基础矩阵的鲁棒性估计方法[J];北方交通大学学报;2001年02期
2 杨绍洲,李树祥;基于2D投影图像的血管三维重构与显示技术[J];北京生物医学工程;1996年04期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡春红;郁道银;孙正;陈晓冬;;冠脉树中感兴趣血管段最佳造影角度下的定量分析[J];传感技术学报;2006年02期
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10 黄家祥,郁道银,孙正,谢洪波,陈晓冬;冠脉树三维重建中血管段的匹配[J];光电子.激光;2003年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王胜军;黄艳;岳勇;康雁;;一种自适应区域生长的CTA血管分割算法[A];中国生物医学工程学会成立30周年纪念大会暨2010中国生物医学工程学会学术大会壁报展示论文[C];2010年
2 付玲;王胜军;赵凯;岳勇;康雁;;使用改进追踪方法的冠状动脉中心线准确提取[A];中国生物医学工程学会成立30周年纪念大会暨2010中国生物医学工程学会学术大会青年优秀论文[C];2010年
3 杜联芳;;超声造影在肾脏疾病中的应用[A];中国超声医学工程学会第八届全国腹部超声学术会议论文汇编[C];2010年
4 周凤兰;;128层螺旋CT冠脉造影成像质量与心率的相关性[A];2010中华医学会影像技术分会第十八次全国学术大会论文集[C];2010年
5 李君;陈金华;;64排头颈CTA与DSA旋转3D造影对颅内动脉瘤诊断结果分析[A];2010中华医学会影像技术分会第十八次全国学术大会论文集[C];2010年
6 刘瑞宏;胡立斌;马青;孙士龙;;3D-DSA技术在头颈部介入治疗中的应用[A];2010中华医学会影像技术分会第十八次全国学术大会论文集[C];2010年
7 朱纯生;洪国斌;郑晓林;;低剂量技术在平板DSA冠状动脉造影中的应用价值[A];2010中华医学会影像技术分会第十八次全国学术大会论文集[C];2010年
8 李勃;扬敏芹;董海斌;;大平板DR在临床造影上的应用[A];2010中华医学会影像技术分会第十八次全国学术大会论文集[C];2010年
9 唐雪松;陈春生;陈洁;;急诊DSA下肢动脉造影[A];2010中华医学会影像技术分会第十八次全国学术大会论文集[C];2010年
10 刘建新;崔晨;赵永为;;论述多排螺旋CT泌尿系造影(CTU)方法的进展[A];2010中华医学会影像技术分会第十八次全国学术大会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 余宁宁;干细胞移植治动脉狭窄[N];健康报;2004年
2 本报记者 闫龑;北京:X线检查结果互认刚开头[N];健康报;2011年
3 记者 方芳;三级医院互认X线检查结果[N];北京日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张冀;基于因子分析法的超声肝灌注定量研究[D];华中科技大学;2011年
2 康文炜;冠状动脉造影图像的分割方法研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 崔冰波;嵌入式眼底造影图像系统的研制[D];重庆理工大学;2012年
2 邵欣;基于EMD和模极大值的造影图像血管提取[D];大连海事大学;2014年
3 辛栋;心脏造影图像中血管直径测量技术研究[D];郑州大学;2012年
4 王芳;冠脉血管动态三维重构关键技术研究与软件平台开发[D];华中科技大学;2012年
5 孟祥申;基于方向滤波器组的冠脉造影血管增强算法研究[D];大连海事大学;2013年
6 王珊;X射线冠脉造影图像的血管分割方法研究[D];兰州大学;2012年
7 马金凤;运动分析及时空特性约束的单臂造影重建[D];华中科技大学;2013年
8 周密;适用于三维微血管成像的定量分析方法研究[D];上海交通大学;2012年
9 康元元;基于血管内超声和X射线血管造影融合的血管三维重建[D];华北电力大学(河北);2010年
10 李春林;冠脉造影图像的血管识别方法研究[D];西安科技大学;2010年
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