【摘要】：超聲成像具有無創(chuàng)、實時等優(yōu)點,能夠便捷的完成對于人體內部器官的成像過程。因此,超聲成像成為了越來越多研究人員用來提取肌肉形態(tài)結構參數的重要工具,它可以提供人體內部軟組織及臟器組織結構的清晰圖像,是研究骨骼肌形態(tài)結構特性十分有效的工具,已被廣泛應用于研究骨骼肌的結構變化,例如肌束的長度、羽狀角、肌肉厚度等,這些形態(tài)參數和肌肉的力學特性直接相關,為方便快速的診斷骨骼肌的組織特性提供了便利的途徑。羽狀角(PA)的定義就是羽狀肌肌束與肌束深層的肌腱膜之間的夾角。它反映了筋膜軸向的力矩以及它的子力矩。羽狀角會隨著踝關節(jié)背屈或跖屈角度的變化而變化。事實證明跟腱力矩臂長度與羽狀角有直接關系。當肌肉拉伸的時候,羽狀角會隨著拉伸變化,也會隨著主動收縮固定變化。羽狀角的變化可以反映肌肉的功能與狀態(tài)。近幾年,研究學者嘗試通過各種算法對肌肉超聲圖像進行處理分析,希望能夠自動檢測這些參數。Zhou與Zheng等人采用了迭代霍夫變換(Revoting Hough Transform)的方法,對肌纖維超聲圖像中羽狀角進行檢測,并且取得了良好的效果,并進一步應用該算法在肌肉運動過程中獲取動態(tài)的羽狀角。Zhao和Zhang等人采用雷登變換(Radon Transform)實現了肌肉羽狀角的自動跟蹤和計算。本論文主要研究內容如下:(1)分析了基于超聲射頻信號互相關算法和局部Radon變換在自動測量肌肉羽狀角過程中的缺陷。并在此基礎上提出了一種新的離散變換——可調分辨率的線性求和變換(ARLS)。介紹了該算法在自動檢測肌肉羽狀角中的優(yōu)點,在處理超聲圖像中,該算法是直接定義在離散域上進行的變換,相比于其他算法,具備更高的信噪比、提供了可調整的分辨率、降低了計算成本和檢測過程中的主觀性、提供了更高的檢測精度。(2)通過Field Ⅱ仿真程序進行了關于肌肉超聲圖像的仿真,獲取了仿真的肌肉超聲圖像,對仿真超聲圖像進行預處理,截取得到了有效區(qū)域。為實現關于肌肉羽狀角的自動檢測,使用我們提出的可調分辨率的線性求和變換算法,實現關于在肌肉超聲圖像對于肌腱以及肌束的自動檢測。在獲得的肌腱、肌束角度基礎上縮小檢測步長提升精度。完成肌肉羽狀角計算,實現在仿真超聲圖像中關于肌肉羽狀角的自動檢測。將獲得的羽狀角度數與已有算法中測得的羽狀角度數進行比對,驗證該算法在仿真實驗中的可行性,且擁有更高的檢測精度。(3)通過實驗室提供的超聲儀器,獲取一組受試者實際腓腸肌肌肉的超聲圖像,作為臨床實驗數據來源。對實測超聲圖像進行處理,得到有效區(qū)域。為驗證可調分辨率的線性求和變換算法在臨床實驗中的可行性,應用該算法對實測腓腸肌超聲圖像進行檢測。得到實測超聲圖像中肌腱、肌束的角度,縮小檢測步長,提升檢測精度,完成對于實測腓腸肌超聲圖像中羽狀角度數的自動檢測。將檢測得到的羽狀角度數與手工標注的羽狀角度數進行比對,驗證該算法在臨床實驗中的可行性,并具有較高的精確度。
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，者檢測差別不大Ｄａｎｎｅｅｌｓ利用ＣＴ圖像對患有腰痛患者的腰椎肌肉橫截面積與逡逑健康人進行了對比［４２］；邋ＲａｃｈｅｌＮｉｌｗｉｋ等人采用ＣＴ掃描技術，觀察了人體肌纖維尺逡逑寸的變化和衰老的關系［４３］。ＣＴ對軟組織分辨力不如ＭＲＩ，在檢測過程中還會產生逡逑輻射，對人體產生危害，在一些檢查中，更多的是使用無福射的超聲影像和核磁逡逑共振影像來進行檢查。逡逑超聲影像技術很早就在臨床醫(yī)學的診斷中進行了使用，和ＭＲＩ和ＣＴ成像方逡逑式相比，其具有很多的優(yōu)點，例如實時、無創(chuàng)、低成本。２０世紀９０年代以來，這逡逑項技術也被研究者們使用在測量肌肉形態(tài)學特性之中［４４］，通過它也能夠進行對于逡逑肌肉功能狀態(tài)的評估。它的實時特性，使其在面對不同形式的肌肉運動中，也發(fā)逡逑揮了很好的測量效果。而且用于檢測超聲影像的儀器成本較低，這也促進了在很逡逑多肌肉疾病的臨床診斷中［４５Ｈ８］，成為了最常用的工具。逡逑２．邋２肌肉組織羽狀角檢測方法逡逑

＝｜｜邋ｆ邋（ｘ，邋ｙ）５邋（ｒ邋－邋ｘ邋ｃｏ邋ｓ邋６邋－邋ｙ邋ｓｉｎ邋６邋）邋ｄ邋ｘｄ邋ｙ邋（３－１）逡逑在該公式中，使用Ｉｒ邋Ｉ來表示原點到直線的距離，直線與ｙ軸之間的夾角用逡逑（９ｅ（０，？ｒ）表示，如圖３－２所示：逡逑，邐－＇－Ｘ逡逑，NB、、、＇－逡逑＼邋、＇邋，逡逑’、＊邐二逡逑圖３－２：函數的Ｒａｄｏｎ變換逡逑Ｆｉｇｕｒｅ３－２：邋Ｔｈｅ邋Ｒａｄｏｎ邋ｔｒａｎｓｆｏｒｍ逡逑在公式（３－１）中，５（ｒ）是Ｄｉｒａｃ函數。由式（３－１）定義可見，Ｒａｄｏｔｉ變換逡逑就是將函數／（Ｘ，＿ｙ）在直線ｒ－ｘｃｏｓ邋Ｐ－ｙｓｉｒｉ邋０邋＝邋０上進行積分，通過這樣的方逡逑式來獲得在任意（ｒ，，l挘┐Γ澹ǎ輳潁┭刈鷗彌畢叩耐隊爸�。官懼I枷瘢遙幔洌錚畋浠誨義系募負偽浠

本文編號：2683035