基于超聲射頻時間序列的早期肝纖維化檢測及程度識別研究
本文關(guān)鍵詞:基于超聲射頻時間序列的早期肝纖維化檢測及程度識別研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:早期肝纖維化檢測及程度識別對預(yù)防肝硬化的發(fā)生以及肝纖維化病情的動態(tài)監(jiān)測意義重大。但肝活檢作為肝纖維化程度檢測的“金標(biāo)準(zhǔn)”,因存在有創(chuàng)、準(zhǔn)確率受纖維化均勻度影響等問題而不被患者接受,臨床上迫切需要有效的無創(chuàng)早期檢測和程度識別手段。因此,本文以超聲射頻(Radio Frequency,RF)時間序列為數(shù)據(jù)源,以大鼠在體肝組織為實驗對象,采用超聲組織定征和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)建立了5類別肝纖維化程度模型,嘗試為臨床提供無創(chuàng)的肝纖維化程度診斷手段。論文工作具體為:1)考慮到噪聲特性不明,提出了一種改進(jìn)的小波分解層數(shù)自適應(yīng)確定算法。2)研究了噪聲對信號分布及超聲組織定征精度的影響。設(shè)定未處理、小波去噪、空域去噪、空域去噪后小波去噪4種信號預(yù)處理場景,在每種場景下分別檢驗超聲RF時間序列分布、提取特征、識別肝纖維化程度。結(jié)果顯示:小波去噪對數(shù)據(jù)分布影響較小,空域去噪反之;去噪后模型識別精度降低,說明噪聲攜帶組織有效信息。3)首次報道了肝纖維化組織超聲RF時間序列的數(shù)據(jù)分布。以KS檢驗為主體,選取9種常見分布假設(shè),設(shè)計了超聲RF時間序列分布檢驗實驗。實驗結(jié)果為:肝纖維化各分期組織的超聲RF時間序列在未處理和小波去噪場景下均服從卡方分布。4)通過10種分形維數(shù)算法的仿真實驗,綜合考慮計算誤差、信號長度、信號類型三個因素,最終選取Higuchi法計算超聲RF時間序列分形維數(shù),并確定了超聲RF時間序列的較優(yōu)長度。5)基于超聲RF時間序列提取了分形維數(shù)、6個頻域特征和5個時域特征,使用箱圖對特征有效性進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)單個特征無法有效區(qū)分肝纖維化0~4期。6)考慮特征維數(shù)對模型復(fù)雜度的影響,提出了3種特征融合算法,并使用機(jī)器學(xué)習(xí)常用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集Iris和SVM、隨機(jī)森林分類器對算法進(jìn)行評估。結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨機(jī)森林分類器下,所提算法識別精度較高。7)基于SVM和隨機(jī)森林分類器建立了24種情形下的早期肝纖維化程度識別模型,并比較了模型的測試集識別精度,最高分類精度達(dá)96.6667%。8)基于MFC、MySQL、OpenCV等技術(shù)開發(fā)了一個早期肝纖維化程度識別系統(tǒng)。
【關(guān)鍵詞】:超聲組織定征 數(shù)據(jù)挖掘 早期肝纖維化檢測 超聲射頻時間序列
【學(xué)位授予單位】:華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:R575.2;TN911.4
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-13
- 第一章 緒論13-21
- 1.1 研究背景及意義13-14
- 1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀14-19
- 1.2.1 超聲組織定征研究現(xiàn)狀14-18
- 1.2.1.1 基于超聲B型圖的組織定征14-16
- 1.2.1.2 基于超聲回波RF信號的組織定征16-17
- 1.2.1.3 基于超聲RF時間序列的組織定征17-18
- 1.2.2 肝纖維化研究現(xiàn)狀18-19
- 1.3 論文結(jié)構(gòu)與主要內(nèi)容19
- 1.4 論文創(chuàng)新點(diǎn)19-21
- 第二章 超聲RF時間序列分布初探21-35
- 2.1 獲取超聲RF時間序列21-22
- 2.2 超聲RF時間序列去噪22-27
- 2.3 KS檢驗27-28
- 2.4 超聲RF時間序列分布檢驗實驗28-30
- 2.5 實驗結(jié)果與分析30-34
- 2.6 本章小結(jié)34-35
- 第三章 特征提取35-49
- 3.1 分形維數(shù)計算方法比較仿真實驗35-42
- 3.1.1 分形維數(shù)計算方法35-38
- 3.1.2 產(chǎn)生分形仿真信號38-39
- 3.1.3 仿真結(jié)果與分析39-42
- 3.2 頻域特征及時域特征42-44
- 3.3 特征提取結(jié)果與分析44-46
- 3.4 特征融合46-48
- 3.5 本章小結(jié)48-49
- 第四章 肝纖維化程度識別49-58
- 4.1 分類器介紹49-51
- 4.1.1 SVM49-50
- 4.1.2 隨機(jī)森林50-51
- 4.2 特征融合算法評估實驗51-52
- 4.3 肝纖維化程度識別模型構(gòu)建52-54
- 4.4 識別結(jié)果與分析54-57
- 4.5 本章小結(jié)57-58
- 第五章 肝纖維化程度識別系統(tǒng)研發(fā)58-77
- 5.1 問題定義及可行性研究58-63
- 5.2 需求分析63-67
- 5.3 系統(tǒng)開發(fā)67-76
- 5.3.1 相關(guān)技術(shù)介紹67-70
- 5.3.2 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)70-76
- 5.4 本章小結(jié)76-77
- 總結(jié)與展望77-79
- 參考文獻(xiàn)79-85
- 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果85-86
- 致謝86-87
- 附件87
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號:389568
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