结合硬斑块特征的心血管内超声图像中-外膜边缘检测

邢 栋 杨 丰* 黄 靖 涂圣贤 DIJKSTRA Jouke

1（南方医科大学生物医学工程学院，广州 510515）2（莱顿大学医学中心放射科，莱顿，荷兰）

引言

冠状动脉疾病（coronary artery disease，CAD）是危害人类健康的重要原因之一，CAD是由脂质、纤维化和钙化物质的堆积引起冠状动脉管腔狭窄所致，会造成心肌供血不足引起心脏功能障碍，应对其进行早期诊断和准确量化评估。心血管内超声（intravascular ultrasound，IVUS）是近年来应用于临床诊断心血管病变的一项新技术，它不仅能够反映血管内腔的变化，同时也能获得管腔横断面结构、血管壁厚度、形态以及斑块成分。因此，IVUS图像的血管壁边缘提取和斑块识别，对于冠状动脉疾病的诊断和介入治疗具有重要的意义。

典型的IVUS图像表现为三层结构：内层为较强回声亮环，在组织学上由内膜（intima）及内弹力膜组成；中层为低回声暗区，为血管中膜（media）；外层为明亮强回声带，由外弹力膜及外膜（adventitia）组成。IVUS图像中可观察到的斑块基本可分为4种类型：（1）软斑块（soft plaque）。斑块回声强度低于血管外膜；（2）纤维斑块（fibrous plaque）。回声强度与外膜接近且不伴声影；（3）钙化斑块（calcified plaque）。回声强度等于或高于血管外膜回声强度，并伴有声影；（4）混合斑块（blend plaque）。同时含有两种或两种以上的不同性质的斑块。纤维斑块、钙化斑块和纤维-钙化混合斑块统称为硬斑块［1］。

中-外膜边缘是心血管病变诊断和量化分析的重要依据，也是IVUS图像处理与分析中的重要特征。目前，活动轮廓模型（snake）和图搜索（graphsearching）方法是IVUS中-外膜边缘检测的两种主要方法。在活动轮廓模型中，一条曲线在自身的内力与代表图像信息的外力联合控制下收敛到IVUS图像检测目标的边缘［2－4］。……