肝臟超聲圖像特征提取與纖維化分期.pdf

1、肝纖維化是肝細胞壞死或損傷后機體的一種代償性修復反應，它是許多慢性肝病共同的病理過程。中度和輕度的肝纖維化是可以減輕乃至逆轉的，如進展為肝硬化，則是不可逆的。因此，肝纖維化的早期診斷及纖維化程度的準確分期，有助于疾病的早期治療，歷來受到研究者的重視。
　　肝組織病理活檢是確診以及衡量纖維化程度的“金標準”，但它是一種有創(chuàng)性檢查，而且其檢查效果還受制于被檢組織的纖維化分布是否均勻。血清學檢查指標可為診斷提供參考，但是其指標的特異性差

2、;CT、MRI等影像學檢查方法對肝纖維化這種彌漫性疾病的檢測能力不強;超聲彈性測量技術尚缺乏定量指標，目前在臨床應用尚屬起步。
　　B型超聲成像是目前臨床較為普遍的肝臟疾病檢查技術。然而由于超聲圖像的判讀明顯具有主觀依賴性，缺乏定量標準，診斷準確率依賴于醫(yī)生的經驗。
　　利用超聲圖像的紋理特征進行肝臟組織分類歷來是研究熱點，也取得了一定的結果，但是針對肝纖維化的研究往往僅限于離體組織的分析，無法對肝纖維化嚴重程度進行鑒別，而

3、且缺乏必要的測試樣本加以驗證。因此，超聲檢查至今沒有建立診斷肝纖維化嚴重程度的統一定量標準。
　　本論文以普通超聲設備上采集的肝臟B型超聲圖像為對象，尋找對慢性乙型病毒性肝炎肝纖維化敏感的圖像特征參數，構建了基于圖像分析的肝纖維化程度分期系統。論文著眼于肝纖維化超聲圖像仿真、圖像預處理、圖像特征參數提取、分期系統構建等幾個關鍵問題，在以下幾個方面進行了研究和探討:
　　1、首先從肝纖維化的病理特征出發(fā)，建立正常肝臟組織和纖維

4、化肝臟組織的聲學散射模型，并由此仿真得到不同肝纖維化程度下的B型超聲圖像。與實際肝臟B型超聲圖像的相似度比較，驗證了仿真模型的正確性。這樣得到的仿真超聲圖像，可以用來檢驗后續(xù)圖像處理與分析方法的有效性。
　　2、針對成像中聲束掃描深度和掃描角度、超聲設備增益和時間增益補償、皮膚與脂肪衰減等因素給紋理參數計算引入的影響，分別采用反掃描轉換和增益補償兩種預處理方法進行校正。對仿真圖像的預處理結果表明，前者可使不同深度的斑紋平均尺寸基本

5、一致，且能消除紋理的方向因素;后者則可使圖像整體灰度比較均勻。對實際超聲圖像進行預處理，也取得滿意的效果。
　　3、在經過預處理的肝臟B型超聲圖像上選定若干個感興趣區(qū)域，計算它們的特征參數，包括:灰度共生矩陣、紋理譜等紋理參數，并由灰度推算出回波幅度，分析其概率密度函數與瑞利分布的相符程度。經過對204例正常肝臟和不同纖維化程度肝臟的超聲圖像的統計分析，確定12個在肝纖維化分期間的差異有統計學意義、并且與分期呈顯著相關的參數。這些

6、參數對肝纖維化比較敏感，可作為下一步綜合分期的特征參數。
　　4、利用經過初步篩選的B型超聲圖像特征參數，研究構建能夠區(qū)分正常肝臟和不同纖維化程度肝臟的輔助判別系統。使用Fisher方法區(qū)分正常肝臟與肝纖維化，取得靈敏度為85.7％、特異性為84.0％、總體準確率為85.1％的結果;用該方法對肝纖維化進行分期判別時，準確率更低。使用三層BP神經網絡區(qū)分正常與肝纖維化，取得靈敏度為92.9％、特異性為92.0％、總體準確率為92.5