【摘要】：高強度聚焦超聲(HIFU)治療作為一種新發(fā)展的臨床診療技術,由于其具有無創(chuàng)治療、對患者造成創(chuàng)傷小、安全高效等優(yōu)點已廣泛應用于醫(yī)療臨床。HIFU治療是利用超聲波在患者體內瞬間產生的高溫讓組織變性壞死,因而在對患者治療過程中,必須有效地對HIFU治療過程進行監(jiān)測。超聲圖像監(jiān)測技術因具備對患者危害小、技術成本低、與熱療設備兼容等優(yōu)點成為高強度聚焦超聲治療監(jiān)測的一種重要方法。本文利用高強度聚焦超聲換能器對新鮮離體豬肉組織進行輻照,再通過B超實時獲取輻照前后的超聲圖像,利用超聲圖像對HIFU治療過程進行監(jiān)測研究。主要工作有:1.介紹了 HIFU技術的原理和國內外發(fā)展概況,并著重闡述了國內外基于超聲圖像對HIFU治療過程監(jiān)測方法的研究現(xiàn)狀,進一步突出本課題的研究意義。2.詳細介紹了本文實驗系統(tǒng)的設計方案和超聲圖像采集流程。介紹了超聲圖像的預處理方案:主要是對圖像灰度化處理、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一步的準備。3.圍繞超聲無損測溫展開研究。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特征參量和溫度進行線性擬合,并加入線性相關系數(shù)均值作為擬合程度的評價標準。實驗結果表明: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二階參數(shù)和溫度的線性相關系數(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損測溫法為超聲無損測溫提供了一種新的途徑。4.圍繞組織損傷評價展開研究。提取超聲圖像的灰度均值、信息熵、條件熵、線性相關系數(shù)等特征參量,結合支持向量機分別對組織損傷進行評價。實驗結果表明:灰度均值、信息熵、條件熵、相關系數(shù)這四個特征參數(shù)對檢測組織是否損傷都具有一定的辨識能力且具有不同的閾值區(qū)間,充分訓練后這四個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個特征參量對組織損傷的總辨識度要低于信息熵和線性相關系數(shù);條件熵、信息熵、線性相關系數(shù)對未損組織辨識效果要高于灰度均值;灰度均值、信息熵、線性相關系數(shù)對損傷組織辨識效果比條件熵更佳。本文以超聲圖像為研究基礎,分別從超聲無損測溫和組織損傷評價兩個角度展開了一定的研究,為HIFU治療過程監(jiān)測方法提出了新的思路。
【圖文】：

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

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進行仿真＾結果分析逡逑圖２－６實驗基本流程處理圖逡逑２．２超聲圖像預處理逡逑原始超聲圖像由于超聲成像時各散射波隨機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重的噪聲干擾［３８］，而這些噪聲往往和圖像的細節(jié)雜糅在逡逑一起，這大大影響我們對圖像細節(jié)的提取。逡逑為了更快速、精確地對ＨＩＦＵ治療進行監(jiān)測，需要將超聲圖像進行相應預處逡逑理。本文將對ＨＩＦＵ輻照前后的原始超聲圖像進行圖像灰度化處理、小波濾波處逡逑理、圖像差值處理等相關預處理工作，，從而獲取數(shù)據(jù)量小、損傷細節(jié)更為突出、逡逑噪聲干擾更小的超聲差值圖像。具體超聲圖像預處理流程如圖２－７所示：逡逑１１逡逑
【學位授予單位】：湖南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP391.41;R445.1

【參考文獻】

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本文編號：2655790