【摘要】：高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)治療作為一種新發(fā)展的臨床診療技術(shù),由于其具有無(wú)創(chuàng)治療、對(duì)患者造成創(chuàng)傷小、安全高效等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療臨床。HIFU治療是利用超聲波在患者體內(nèi)瞬間產(chǎn)生的高溫讓組織變性壞死,因而在對(duì)患者治療過(guò)程中,必須有效地對(duì)HIFU治療過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)。超聲圖像監(jiān)測(cè)技術(shù)因具備對(duì)患者危害小、技術(shù)成本低、與熱療設(shè)備兼容等優(yōu)點(diǎn)成為高強(qiáng)度聚焦超聲治療監(jiān)測(cè)的一種重要方法。本文利用高強(qiáng)度聚焦超聲換能器對(duì)新鮮離體豬肉組織進(jìn)行輻照,再通過(guò)B超實(shí)時(shí)獲取輻照前后的超聲圖像,利用超聲圖像對(duì)HIFU治療過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)研究。主要工作有:1.介紹了 HIFU技術(shù)的原理和國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況,并著重闡述了國(guó)內(nèi)外基于超聲圖像對(duì)HIFU治療過(guò)程監(jiān)測(cè)方法的研究現(xiàn)狀,進(jìn)一步突出本課題的研究意義。2.詳細(xì)介紹了本文實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和超聲圖像采集流程。介紹了超聲圖像的預(yù)處理方案:主要是對(duì)圖像灰度化處理、小波濾波、超聲圖像的差值處理等,為后續(xù)超聲圖像紋理特征的提取做進(jìn)一步的準(zhǔn)備。3.圍繞超聲無(wú)損測(cè)溫展開(kāi)研究。提取差值處理后的超聲圖像的灰度均值、分形盒維數(shù)以及Gabor變換后的歸一化灰度梯度共生矩陣(GGCM)二階參數(shù)梯度平均、混合熵、逆差矩等特征參量,利用最小二乘法擬合原理對(duì)特征參量和溫度進(jìn)行線性擬合,并加入線性相關(guān)系數(shù)均值作為擬合程度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:灰度均值、分型盒維數(shù)、梯度平均、混合熵、逆差矩和溫度之間均存在一定的線性相關(guān)性;其中,灰度均值和分形盒維數(shù)都只能在低溫階段良好的反映溫度信息,而隨著溫度的升高,組織變性加劇,不能再有效地反映溫度;采用Gabor-GGCM方法提取的混合熵在低溫階段能較準(zhǔn)確地反映溫度變化信息,梯度平均則在高溫段能更好地反映溫度的變化信息;并且采用Gabor-GGCM方法提取的梯度平均、混合熵以及逆差矩三個(gè)二階參數(shù)和溫度的線性相關(guān)系數(shù)均值分別為0.9804、0.9854和-0.9644,高于灰度均值法和分形盒維數(shù)。本文提出的基于Gabor變換和灰度梯度共生矩陣超聲無(wú)損測(cè)溫法為超聲無(wú)損測(cè)溫提供了一種新的途徑。4.圍繞組織損傷評(píng)價(jià)展開(kāi)研究。提取超聲圖像的灰度均值、信息熵、條件熵、線性相關(guān)系數(shù)等特征參量,結(jié)合支持向量機(jī)分別對(duì)組織損傷進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:灰度均值、信息熵、條件熵、相關(guān)系數(shù)這四個(gè)特征參數(shù)對(duì)檢測(cè)組織是否損傷都具有一定的辨識(shí)能力且具有不同的閾值區(qū)間,充分訓(xùn)練后這四個(gè)特征參量都可以用于組織損傷閾值的劃分。其中,灰度均值、條件熵這2個(gè)特征參量對(duì)組織損傷的總辨識(shí)度要低于信息熵和線性相關(guān)系數(shù);條件熵、信息熵、線性相關(guān)系數(shù)對(duì)未損組織辨識(shí)效果要高于灰度均值;灰度均值、信息熵、線性相關(guān)系數(shù)對(duì)損傷組織辨識(shí)效果比條件熵更佳。本文以超聲圖像為研究基礎(chǔ),分別從超聲無(wú)損測(cè)溫和組織損傷評(píng)價(jià)兩個(gè)角度展開(kāi)了一定的研究,為HIFU治療過(guò)程監(jiān)測(cè)方法提出了新的思路。
【圖文】：

圖２－４邋ＨＩＦＵ實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)界面逡逑其中，超聲圖像采集系統(tǒng)包括有計(jì)算機(jī)、圖像采集卡、Ｂ超探頭、Ｂ超儀和逡逑離體豬肉組織，系統(tǒng)工作過(guò)程中，Ｂ超探頭通過(guò)向離體豬肉組織發(fā)射超聲回波信逡逑號(hào)，并接收由豬肉組織反射回的超聲回波信號(hào)傳回至Ｂ超儀形成超聲圖像，計(jì)逡逑

２－６所示：逡逑圖像采集＋原始Ｂ超圖像圖像紋理特征提取４進(jìn)行仿真＾結(jié)果分析逡逑圖２－６實(shí)驗(yàn)基本流程處理圖逡逑２．２超聲圖像預(yù)處理逡逑原始超聲圖像由于超聲成像時(shí)各散射波隨機(jī)相位疊加具有相干特性，這讓超逡逑聲圖像一般都具有較為嚴(yán)重的噪聲干擾［３８］，而這些噪聲往往和圖像的細(xì)節(jié)雜糅在逡逑一起，這大大影響我們對(duì)圖像細(xì)節(jié)的提取。逡逑為了更快速、精確地對(duì)ＨＩＦＵ治療進(jìn)行監(jiān)測(cè)，需要將超聲圖像進(jìn)行相應(yīng)預(yù)處逡逑理。本文將對(duì)ＨＩＦＵ輻照前后的原始超聲圖像進(jìn)行圖像灰度化處理、小波濾波處逡逑理、圖像差值處理等相關(guān)預(yù)處理工作，，從而獲取數(shù)據(jù)量小、損傷細(xì)節(jié)更為突出、逡逑噪聲干擾更小的超聲差值圖像。具體超聲圖像預(yù)處理流程如圖２－７所示：逡逑１１逡逑
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP391.41;R445.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2655790