【摘要】：近年來隨著環(huán)境的惡化,前列腺癌的發(fā)病率日益增長,前列腺早期診斷的重要性日益凸顯。經(jīng)直腸超聲成像(Transrectal Ultrasonography,TRUS)與核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)輔助前列腺穿刺手術成為診斷早期前列腺癌的重要標準。在圖像輔助前列腺穿刺手術中,采用MR圖像配準至實時TRUS圖像引導穿刺機構(gòu)穿刺,可以提高穿刺準確率。由于TRUS圖像和MR圖像成像過程中受到噪聲污染,需要對圖像進行去噪,為了將MR圖像準確配準至TRUS圖像,需要對圖像進行腺體輪廓分割。因此,本文為了實現(xiàn)TRUS與MR圖像輔助的前列腺穿刺機構(gòu)精準穿刺,針對前列腺TRUS圖像和MR圖像進行圖像去噪和腺體輪廓分割的方法研究。本文結(jié)合前列腺醫(yī)學圖像特點分析現(xiàn)有去噪方法,對圖像進行增強預處理。采用結(jié)合絕對中位差改進的各向異性擴散去噪算法對前列腺圖像進行去噪。對去噪后圖像通過峰值信噪比評價圖像質(zhì)量,通過邊緣保持度評價腺體邊緣保持特性。驗證結(jié)合絕對中位差改進的各向異性擴散去噪方法在醫(yī)學圖像去噪上的優(yōu)越性。分析前列腺MR圖像特點,以基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的U-net網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為基礎,采用仿射變換和彈性扭曲進行數(shù)據(jù)增強改進U-net網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),擴充U-net網(wǎng)絡訓練集樣本,預防過擬合,提高模型穩(wěn)定性。將測試圖像分割結(jié)果與專家手動分割“金標準”圖像進行骰子相似系數(shù)比較,通過像素集相似度來評價所提出的分割方法的優(yōu)越性。結(jié)合TRUS圖像特點,分析TRUS圖像通過U-net結(jié)構(gòu)訓練分割網(wǎng)絡的弊端。采用結(jié)合殘差網(wǎng)絡改進的U-net網(wǎng)絡架構(gòu)的分割方法,通過添加殘差連接解決網(wǎng)絡深化中出現(xiàn)的梯度消失問題,加快收斂速度,提高分割精度。對病例圖像進行測試集分割后,通過多種評價標準評價結(jié)合殘差網(wǎng)絡改進的U-net網(wǎng)絡對前列腺TRUS圖像的分割效果,驗證所提出的網(wǎng)絡架構(gòu)在圖像分割上的優(yōu)越性。為了驗證本文提出的圖像去噪方法和分割方法的可行性,搭建實驗平臺進行驗證實驗。首先建立實驗平臺,完成前列腺穿刺實驗體模的MR和TRUS圖像采集和強化后,通過結(jié)合絕對中位差改進的各向異性擴散方法對TRUS和MR圖像去噪,采用結(jié)合仿射變換和彈性扭曲數(shù)據(jù)增強改進的U-net網(wǎng)絡架構(gòu)分割MR圖像,采用結(jié)合殘差網(wǎng)絡短連接改進的U-net網(wǎng)絡架構(gòu)分割TRUS圖像。對分割后的TRUS和MR圖像進行三維重建和模型配準。對超聲探頭進行內(nèi)外參數(shù)的標定,得到術中實時TRUS圖像病灶點、術前MR圖像上病灶點和穿刺針末端點的變換關系。驅(qū)動穿刺機構(gòu)進行穿刺。通過穿刺誤差評價穿刺實驗效果。驗證提出的去噪和分割方法的有效性。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R445;TP391.41;R737.25
【圖文】：

第 1 章 緒論義系統(tǒng)的重要組成，位于腹股溝深處等原因，美國前列腺癌的發(fā)病率高發(fā)病患者連年上升，預計 2030 年將近，病發(fā)隱秘，初期難發(fā)覺。當能晚期，病患生存率受到影響。因此檢查（PSA 檢查）是前列腺癌檢測務工作組基于相關實驗數(shù)據(jù)認為 PS[2]。早期診斷當中，穿刺針提取前列腺經(jīng)直腸超聲（Transrectal Ultrasonog查前列腺癌的主要方式[4]。

a) 前列腺超聲圖像 b) 前列腺 MRI 圖像圖 1-2前列腺超聲圖像和 MR圖像床上穿刺機構(gòu)定位的重要步驟，能夠提高手像向 TRUS 圖像配準的必要步驟。由于前列腺形變，圖像容易發(fā)生模糊和失真，組織邊緣見的圖像分割方法難以應用在前列腺 TRUS 大增加醫(yī)生的工作量，因此研究 TRUS 圖像和意義。中可能出現(xiàn)損傷尿道、輸精管等現(xiàn)象[7]，因此準度的操作技巧。醫(yī)生手動操作穿刺針進行勞導致的失誤。傳統(tǒng)的穿刺活檢中要通過“6+8]。因此能夠自動引導穿刺針進行穿刺的穿刺，本課題進行前列腺穿刺引導中 TRUS 圖像和圖像與核磁共振圖像的術前去噪處理、去噪

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 邱雪峰;;前列腺穿刺那些事兒[J];江蘇衛(wèi)生保健;2019年09期

2 周文興;馬曉蘭;;前列腺膿腫采用經(jīng)直腸超聲引導下前列腺穿刺治療的效果分析[J];現(xiàn)代養(yǎng)生;2017年14期

3 蘆志華;朱剛;朱生才;劉明;馬宏;萬奔;王建業(yè);;前列腺體積和前列腺特異抗原密度與前列腺穿刺陽性率的關系[J];臨床泌尿外科雜志;2008年04期

4 范聚生,蔡雅富,張玉輝;前列腺穿刺注射治療慢性細菌性前列腺炎580例療效分析[J];現(xiàn)代泌尿外科雜志;2004年02期

5 趙躍然;;一種診斷前列腺癌的新方法[J];國外醫(yī)學(腫瘤學分冊);1989年06期

6 李東;劉久敏;;如何做好前列腺穿刺[J];現(xiàn)代泌尿生殖腫瘤雜志;2017年01期

7 程繼文;;微信平臺在前列腺穿刺模型臨床多中心教學推廣中的應用[J];大眾科技;2016年04期

8 李琦;王智勇;齊艷;尚攀攀;喬保平;張衛(wèi)星;魏金星;;單中心331例前列腺穿刺患者臨床特征分析[J];中國醫(yī)藥科學;2013年14期

9 施建霞;;全程護理干預模式對前列腺穿刺術后并發(fā)癥影響的臨床觀察[J];中國冶金工業(yè)醫(yī)學雜志;2018年01期

10 徐艷榮;楊蘆夏;;前列腺穿刺致低血壓的護理體會[J];感染、炎癥、修復;2010年01期

相關會議論文 前10條

1 姜帥;郭劍明;朱延軍;王杭;楊淵峰;徐葉青;;前列腺穿刺短褲的單中心100例使用經(jīng)驗[A];中國中西醫(yī)結(jié)合學會泌尿外科專業(yè)委員會第十四次全國學術會議暨2016年廣東省中西醫(yī)結(jié)合學會泌尿外科專業(yè)委員會學術年會論文集[C];2016年

2 錢小強;黃芳;許樂;何威;徐丹楓;;兩種前列腺穿刺方法的比較[A];第十二次全國中西醫(yī)結(jié)合男科學術大會暨全國中西醫(yī)結(jié)合男科診療技術研修班暨2017上海市中西醫(yī)結(jié)合學會上海市中醫(yī)藥學會泌尿男科專業(yè)委員會學術年會講義論文資料匯編[C];2017年

3 姜帥;郭劍明;朱延軍;王杭;楊淵峰;徐葉青;;前列腺穿刺短褲的單中心100例使用經(jīng)驗[A];第十一次全國中西醫(yī)結(jié)合男科學術大會暨重慶市中西醫(yī)結(jié)合學會2016年男科學術大會論文集[C];2016年

4 山剛志;;前列腺體積對不同前列腺穿刺方案診斷前列腺癌的影響[A];中國超聲醫(yī)學工程學會第八屆全國腹部超聲學術會議論文匯編[C];2010年

5 鄒依珩;洪斌;趙正平;郭劍明;王國民;;300例前列腺穿刺病例總結(jié)[A];第十五屆全國泌尿外科學術會議論文集[C];2008年

6 齊艷;;無痛前列腺穿刺的護理體會[A];2013年河南省腔鏡護理管理新技術新業(yè)務研討班論文集[C];2013年

7 朱剛;蘆志華;馬宏;閆偉;萬奔;王建業(yè);;B超引導下經(jīng)直腸前列腺穿刺11年總結(jié)[A];第十五屆全國泌尿外科學術會議論文集[C];2008年

8 魏海彬;張琦;劉鋒;毛祖杰;李恩惠;王帥;祁小龍;張大宏;;守抑或攻:前列腺穿刺病理良性后行腹腔鏡下根治性切除手術10例報道并文獻復習[A];第十二次全國中西醫(yī)結(jié)合男科學術大會暨全國中西醫(yī)結(jié)合男科診療技術研修班暨2017上海市中西醫(yī)結(jié)合學會上海市中醫(yī)藥學會泌尿男科專業(yè)委員會學術年會講義論文資料匯編[C];2017年

9 錢小強;齊雋;白強;;兩種前列腺穿刺方法的比較[A];第十次全國中西醫(yī)結(jié)合男科學術大會、第六屆廣西中醫(yī)、中西醫(yī)結(jié)合男科學術大會、全國中西醫(yī)結(jié)合男科疾病診療新進展學習班論文集[C];2015年

10 趙會平;;無痛前列腺穿刺活檢術在臨床應用中的護理體會[A];2012年河南省外科創(chuàng)傷及災難救治�？浦R學術會議論文集[C];2012年

相關重要報紙文章 前2條

1 段佳;用科學方法指導自己健康生活[N];大眾科技報;2008年

2 李鳴;我國的PSA標準設在哪？[N];健康報;2006年

相關博士學位論文 前2條

1 張志強;經(jīng)直腸超聲引導下前列腺穿刺患者臨床特征及生活質(zhì)量的系列研究[D];安徽醫(yī)科大學;2017年

2 吳亦碩;前列腺穿刺人群的相關研究以及染料木黃酮在該人群中的初步研究[D];復旦大學;2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 杜超;前列腺穿刺引導中的MR和TRUS圖像去噪與分割方法[D];哈爾濱工業(yè)大學;2019年

2 孟祥龍;經(jīng)直腸超聲引導前列腺穿刺活檢單中心10年數(shù)據(jù)分析[D];新疆醫(yī)科大學;2019年

3 張杰;影響PSA 4～20ng/ml區(qū)間前列腺穿刺結(jié)果的多因素分析[D];皖南醫(yī)學院;2019年

4 王煒榮;MR與TRUS圖像輔助前列腺穿刺技術研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

5 王輝;多參數(shù)磁共振與經(jīng)直腸超聲引導下前列腺穿刺法在個體化前列腺癌篩查中的應用及意義[D];安徽醫(yī)科大學;2018年

6 吳宇倫;560例經(jīng)直腸超聲引導下前列腺穿刺陽性率的臨床分析[D];蘇州大學;2018年

7 楊大山;PI-RADS v2在初次前列腺穿刺診斷效能中的初步探討[D];南方醫(yī)科大學;2017年

8 丁憶聞;應用多參數(shù)磁共振提升預測模型在前列腺穿刺灰區(qū)患者上的臨床決策價值[D];浙江大學;2017年

9 王駿原;利用Nomogram模型預測中國人群的前列腺穿刺結(jié)果[D];浙江大學;2017年

10 顧利洋;經(jīng)直腸超聲引導下前列腺穿刺840例分析及前列腺癌預測模型的建立[D];蘇州大學;2017年

本文編號：2739980