本文關(guān)鍵詞：腫瘤熱消融治療超聲監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：腫瘤熱消融治療是將消融針直接插入到腫瘤內(nèi)部,加熱腫瘤組織到較高溫度來殺滅癌細(xì)胞,以達(dá)到治療腫瘤的目的。治療過程中如何監(jiān)測熱劑量是腫瘤熱療中的一個(gè)關(guān)鍵問題。目前監(jiān)測熱劑量方法主要有超聲法、核磁共振法和組織斷層成像法。由于超聲具有實(shí)時(shí)性好,價(jià)格低廉,無輻射和不易受電磁干擾等特點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于腫瘤熱療監(jiān)測中。本文主要研究乳腺超聲圖像自動分割和利用超聲回波信號檢測微波熱消融中的凝固區(qū),并設(shè)計(jì)了一套微波熱療超聲監(jiān)測系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容如下:1.基于自適應(yīng)閾值分割和改進(jìn)水平集算法對乳腺超聲圖像進(jìn)行全自動分割研究目的是對乳腺超聲圖像進(jìn)行自動分割,從而準(zhǔn)確確定腫瘤大小,使醫(yī)生可以更加方便的進(jìn)行術(shù)前評估,制定手術(shù)計(jì)劃。本文首先對原始乳腺超聲圖像進(jìn)行預(yù)處理,利用SRAD算法去除斑點(diǎn)噪聲;對圖像進(jìn)行自適應(yīng)閾值分割,確定種子點(diǎn);接著由種子點(diǎn)進(jìn)行區(qū)域生長,確定腫瘤區(qū)域的初始輪廓;最后對傳統(tǒng)水平集算法進(jìn)行改進(jìn),在傳統(tǒng)水平集算法的全局圖像信息基礎(chǔ)上,增加迭代過程中的局部區(qū)域信息和區(qū)域能量約束力,利用改進(jìn)的水平集算法確定腫瘤區(qū)域。為了增加算法的魯棒性和提高算法效率,本文對自適應(yīng)閾值分割中的閾值、區(qū)域生長中的標(biāo)準(zhǔn)值、全局信息的參數(shù)和權(quán)重參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化處理;同時(shí)為了降低計(jì)算的復(fù)雜度,僅僅計(jì)算初始輪廓的局部區(qū)域信息。利用該算法對25例乳腺腫瘤超聲圖像進(jìn)行了分割,將分割結(jié)果與傳統(tǒng)水平集方法結(jié)果進(jìn)行對比,真陽性率提高了1.54%,假陽性率降低了1.58%,相似度提高了2.21%,錯(cuò)分率降低了2.1%,結(jié)果表明結(jié)合自適應(yīng)閾值分割和改進(jìn)水平集算法可實(shí)現(xiàn)乳腺超聲圖像的自動分割。2.基于Nakagami方法的微波消融凝固區(qū)超聲無創(chuàng)檢測技術(shù)研究本文首先構(gòu)建了微波熱療實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),使用新鮮離體豬肝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。利用超聲儀采集微波消融區(qū)的超聲回波信號以及超聲圖像。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,將豬肝組織剖開,對凝固區(qū)進(jìn)行測量和拍照;利用Nakagami算法對采集的超聲回波信號進(jìn)行處理,識別出凝固區(qū)。采用本算法對18例超聲回波數(shù)據(jù)進(jìn)行凝固區(qū)識別,將識別結(jié)果和豬肝組織的實(shí)際剖開截面進(jìn)行對比,誤差為1.25%左右,說明Nakagami方法在微波消融實(shí)驗(yàn)中有較高的熱凝固區(qū)識別準(zhǔn)確率。3.設(shè)計(jì)了一套微波消融超聲無創(chuàng)監(jiān)測系統(tǒng)微波消融超聲無創(chuàng)監(jiān)測系統(tǒng)是基于Windows操作系統(tǒng),利用MATLAB(R2012a)進(jìn)行開發(fā),對采集的超聲回波信號進(jìn)行處理,檢測微波消融凝固區(qū)。主要功能包括超聲圖像的重構(gòu)和凝固區(qū)的識別。利用該系統(tǒng),操作人員既能夠在熱療過程中觀察組織的整體狀況,又能夠監(jiān)測凝固區(qū)的變化。
【關(guān)鍵詞】：腫瘤 微波熱療 超聲 凝固區(qū)識別
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R730.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景與意義10-11
• 1.2 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-15
• 1.4 論文各章節(jié)安排15-16
• 1.5 本章小結(jié)16-18
• 第2章 乳腺腫瘤超聲圖像自動分割18-36
• 2.1 超聲圖像分割方法綜述18-19
• 2.2 腫瘤初始輪廓的確定19-24
• 2.2.1 超聲乳腺腫瘤圖像預(yù)處理19-21
• 2.2.2 全自動種子點(diǎn)選擇和區(qū)域生長21-24
• 2.3 改進(jìn)水平集方法24-27
• 2.4 乳腺腫瘤超聲分割與檢測27-34
• 2.4.1 分割效果評估標(biāo)準(zhǔn)27
• 2.4.2 參數(shù)的設(shè)置27-34
• 2.5 本章小結(jié)34-36
• 第3章 微波熱療超聲監(jiān)測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)36-42
• 3.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建36-39
• 3.2 超聲回波數(shù)據(jù)的獲取39-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 第4章 基于Nakagami方法的熱凝固區(qū)超聲檢測42-50
• 4.1 Nakagami方法理論基礎(chǔ)42-43
• 4.2 基于Nakagami方法的熱凝固區(qū)超聲檢測結(jié)果43-47
• 4.3 熱凝固區(qū)Nakagami方法檢測的局限性47-48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 第5章 微波熱療超聲監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)50-58
• 5.1 系統(tǒng)硬件構(gòu)成50-51
• 5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)51-54
• 5.2.1 超聲圖像的重構(gòu)51-53
• 5.2.2 利用Nakagami方法檢測凝固區(qū)53-54
• 5.3 系統(tǒng)檢測54-55
• 5.3.1 系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)54
• 5.3.2 系統(tǒng)運(yùn)行效果54-55
• 5.4 本章小結(jié)55-58
• 總結(jié)與展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-66
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文66-68
• 致謝68

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李熙霖;腫瘤熱消融治療超聲監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2016年

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本文編號：582661