冠状动脉血管内超声图像序列中运动伪影的抑制

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1、一种ICUS图像序列中运动伪影的抑制方法孙正丁伟荣（华北电力大学电子与通信工程系,保定071003）摘要：针对连续回撤超声导管采集的冠状动脉内超声（IntracoronaryUltrasound，ICUS）图像序列中存在由周期性心脏运动所致运动伪影的问题，提出一种抑制方法，以改善ICUS纵向视图的视觉效果。首先，在综合分析运动伪影的产生机制和表现形式的基础上，对血管壁的刚性运动进行定量估计；然后，采用谱分析的方法完成刚性运动参数中运动分量和几何分量的分离；最后，通过对各帧图像中血管壁的运动分量进行补偿，完成对运动伪影的抑制

2、。该方法既不需要专门的ECG门控图像采集装置，也无需记录ECG信号，同时不需要抛弃有用帧，在抑制运动伪影的同时保证图像数据集合的完整性。对模拟图像和临床图像的实验验证了方法的可行性。关键词：冠状动脉内超声；运动伪影；心脏运动；抑制中图分类号：TP391文献标识码：AAmethodforsuppressingmotionartifactsinICUSimagesequenceSUNZhengDINGWeirong(DepartmentofElectronicandCommunicationEngineering,NorthC

3、hinaElectricPowerUniversity,Baoding071003,China)基金项目：国家自然科学基金资助项目（30500129，60973087）；中央高校基本科研业务费专项资金资助Abstract:AmethodforsuppressingmotionartifactsduetocycliccardiacmotionexistingincontinuouspullbackIntracoronaryUltrasound(ICUS)imagesequenceacquiredinvivoispropose

4、d.Firstly,rigidmotionparametersofcross-sectionalvesselwallintomographicimagesequencearequantitativelyestimatedbasedoncomprehensiveanalysisofbothmechanismandexpressionsofmotionartifacts.Then,dynamicandgeometricalcomponentsofrigidmotionparametersareseparatedwithspec

5、trumanalysistechnique.Finally,geometricalcomponentsofvesselwallmotioninsuccessivetomographicframesarequantitativelycompensatedtoimplementsuppressionofmotionartifacts.NeitherspecialECG-gatingacquisitiondevicenorECGsignalsarerequired.Itisnotrequiredtodiscardusefulfr

6、amestoguaranteetheintegrityoftheimagedataset.Thevalidityhasbeendemonstratedwithcomputer-simulatedandclinicallyacquiredimagedata.Keywords:IntracoronaryUltrasound(ICUS);motionartifact;cardiacmotion;suppression1   引言冠状动脉内超声（intracoronaryultrasound，ICUS）成像是临床诊断冠心病的一种基

7、于导管的腔内成像技术，具有独特的在活体中观察血管壁、管腔及斑块形态性质，甚至管壁功能状态的特点，已经成为X射线冠状动脉造影（X-raycoronaryangiography）的弥补影像技术。由于心脏运动以及血压变化所造成的运动伪影是影响ICUS图像的视觉效果，进而影响定量分析和血管三维重建精度的主要因素。目前主要采用门控的方法减少ICUS序列中的运动伪影，包括三种方式：(1)心电（electrocardiogram，ECG）门控的图像采集方法：即采用ECG门控的马达回撤超声导管，根据ECG信号只在每个心动周期的相同时相（一

8、般是R波）采集图像，改善心脏搏动所致的伪影[1]。这种方法的缺点在于需要专门的ECG门控图像采集装置，而目前临床采用的多数血管内超声（intravascularultrasound，IVUS）成像系统不包含此功能。并且由于每个心动周期只采集一帧，因此与连续回撤超声导管的非门控采集方式相比，图像采集时间延