心臟占位性疾病發(fā)生在心臟腔室內(nèi),易引起身體各臟器不同程度的梗阻,嚴(yán)重危害人類身體健康。早期的診斷和治療可以有效降低心臟手術(shù)風(fēng)險(xiǎn),提高患者生存率。在心臟占位性疾病的各種檢查方式中,超聲心動(dòng)圖由于具有無(wú)損、實(shí)時(shí)、價(jià)廉和操作方便等優(yōu)點(diǎn),是臨床診斷心臟疾病、評(píng)價(jià)心功能的主要手段。 由于超聲成像的相干特性,超聲心動(dòng)圖信噪比低,邊緣模糊,定量分析困難,醫(yī)生人工診斷準(zhǔn)確率低。因此,本論文以提高心臟占位性疾病判別準(zhǔn)確率為目標(biāo),對(duì)超聲心動(dòng)圖分析與處理中的關(guān)鍵問題進(jìn)行深入研究,建立一套心臟占位性疾病的自動(dòng)判別系統(tǒng),為臨床診斷提供參考意見。 本論文在超聲圖像降噪、圖像分割、特征提取和模式識(shí)別四方面進(jìn)行了研究和探討： 1.在圖像降噪方面,超聲心動(dòng)圖的強(qiáng)斑點(diǎn)噪聲是影響疾病分析的主要因素。針對(duì)傳統(tǒng)的基于局部的降噪算法易丟失圖像細(xì)節(jié)信息的缺點(diǎn),提出了基于最大似然估計(jì)和非局部平均的降噪算法,使得抑制噪聲的同時(shí),盡量保持或增強(qiáng)圖像的細(xì)節(jié)特征；提出基于稀疏表示和非局部平均的降噪算法,將稀疏表示融入非局部平均算法,兩者的有效結(jié)合降低了計(jì)算量,實(shí)現(xiàn)整幅圖像的全局降噪；針對(duì)超聲心動(dòng)圖為序列圖像的特點(diǎn),進(jìn)一步使用運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法,將降噪過(guò)程擴(kuò)展到時(shí)間域,提出基于運(yùn)動(dòng)估計(jì)的超聲圖像序列降噪算法,利用前后幀信息共同降噪。以上三種方法具有良好的降噪效果,為后續(xù)的超聲心動(dòng)圖分割與特征提取工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 2.在圖像分割方面,由于心臟結(jié)構(gòu)復(fù)雜且占位性疾病所占體積小,一般的圖像分割技術(shù)不能有效解決心臟占位性疾病的分割問題。針對(duì)超聲心動(dòng)圖中心臟邊緣模糊的特點(diǎn),提出基于選擇性集成學(xué)習(xí)和活動(dòng)輪廓模型的分割方法,采用有教師的學(xué)習(xí)模式,將心臟形狀與紋理特征有機(jī)結(jié)合,有效提取邊緣；針對(duì)活動(dòng)輪廓模型對(duì)初始輪廓敏感且外部能量單一的情況,提出基于稀疏表示和改進(jìn)活動(dòng)輪廓模型的分割方法,通過(guò)稀疏分解獲得較準(zhǔn)確的初始邊緣,并改進(jìn)外部能量,使其快速收斂至真實(shí)邊緣,從而實(shí)現(xiàn)無(wú)監(jiān)督分割。實(shí)驗(yàn)表明,這兩種方法均提高了分割的抗干擾能力和準(zhǔn)確度,實(shí)現(xiàn)了超聲心動(dòng)圖的有效分割。 3.在特征提取方面,設(shè)計(jì)了一套超聲心動(dòng)圖的特征提取算法,共量化三類(9個(gè))特征參數(shù)。除臨床常用的病灶運(yùn)動(dòng)特性和基底長(zhǎng)度兩個(gè)特征外,還提出了新型的超聲心動(dòng)圖紋理參數(shù)。實(shí)驗(yàn)顯示,這些參數(shù)對(duì)心臟占位性疾病具有良好的區(qū)分能力。 4.在模式識(shí)別方面,采用新型的稀疏分類器,根據(jù)所提取的特征參數(shù)對(duì)心臟占位性疾病進(jìn)行分類判別。分析對(duì)比了不同特征參數(shù)組合對(duì)分類判別結(jié)果的影響和不同分類器之間的性能。 綜上,本論文構(gòu)建了一個(gè)完整的心臟占位性疾病自動(dòng)判別分析系統(tǒng)。將該系統(tǒng)用于97個(gè)心臟占位性疾病(54個(gè)心臟腫瘤病例,43個(gè)心臟血栓病例)的超聲心動(dòng)圖序列分析和識(shí)別中,分類準(zhǔn)確率為96.91%,敏感性為100%,特異性為93.02%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本系統(tǒng)具有良好的心臟占位性疾病識(shí)別能力,具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值和實(shí)際意義。
【學(xué)位單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類】：R541;R445.1
【部分圖文】：

的正常運(yùn)作對(duì)生命至關(guān)重要，是動(dòng)物胚胎期最早出現(xiàn)的器官之一。心臟包括左心室、右心室、左心房和右心房，如圖1.1所示。其主要功能由左、右心室共同完成，其中左心室在整個(gè)循環(huán)過(guò)程中占主導(dǎo)作用，作為心臟中最大的腔室，負(fù)責(zé)將動(dòng)脈血栗到身體的各個(gè)部分。氣管“‘.j 麻動(dòng)脈.么f贏脈右心房—"“、左心房酬下歸脈—^fm^j室同隔圖1.1心臟結(jié)構(gòu)[1]。在心血管疾病中，心臟占位性疾病發(fā)病率較低，容易被忽視，且在臨床表現(xiàn)上無(wú)特異性，故診斷頗為困難。心臟占位性疾病中，心臟腫瘤和血栓是最為常見的兩種占位性疾病[2]。這兩種占位性疾病由于生長(zhǎng)于心臟內(nèi)，可因阻塞心腔而導(dǎo)致心力衰竭，或因脫落發(fā)生肺與體循環(huán)栓塞，乃至猝死等嚴(yán)重并發(fā)癥，常可導(dǎo)致突然死亡，因此早期診斷，及時(shí)治療，對(duì)防止心臟血檢或者腫瘤脫落，挽救生命尤為重要。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展

可發(fā)生于心腔的任何部位，以左心房最多(>75%)，其次是右心房(15%)、右心室(5%)和左心室(5%)，絕大多數(shù)為單發(fā)，也可多發(fā)[3]。圖1.2為左心房粘液瘤示意圖。2

如左房、左室血栓脫落后，常引起腎、脾、腦、腸系膜、肢體等部位的栓塞和梗塞，而右房血栓脫落后又可引起肺動(dòng)脈系統(tǒng)的栓塞[7]。圖1.3為心臟血栓形成及其脫落示意圖。心臟血栓可通過(guò)外科手術(shù)方式清除或內(nèi)科用藥及溶栓治療。3
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 楊曉霜;汪源源;;基于Moore-Penrose逆矩陣的選擇性集成[J];光電工程;2009年11期

2 肖芳;宋蘇云;張雪珍;唐熙;;超聲心動(dòng)圖在心臟占位性病變中的診斷價(jià)值[J];中華醫(yī)學(xué)超聲雜志(電子版);2008年03期

本文編號(hào)：2881530