B超圖像特征參數(shù)溫度相關(guān)性及其在微波熱療監(jiān)測中的應(yīng)用研究.pdf

1、微波消融因其具有微創(chuàng)、安全可靠、療效好等特點，已成為一種重要的腫瘤治療方法。但該方法不僅能殺死腫瘤細胞，同時可能也會導(dǎo)致腫瘤周圍正常組織的損傷。因此，建立有效的實時監(jiān)測及療效評估系統(tǒng)是腫瘤微波消融進一步發(fā)展的關(guān)鍵。
　　 目前，臨床常用的測溫方法是有創(chuàng)測溫法，即將測溫針直接插入加熱組織獲得組織溫度。這種方法只能獲得有限點溫度，不僅給患者帶來痛苦，而且還可能引起癌細胞的轉(zhuǎn)移。因此，很多研究人員不斷探索無創(chuàng)監(jiān)測方法。超聲測溫是利用超

2、聲波的某些聲特性參數(shù)與溫度的相關(guān)性以獲取組織溫度信息，相比其它無創(chuàng)測溫方法有更好的優(yōu)越性。由于實際微波消融過程中多用B超進行監(jiān)測，因此，本文將研究基于圖像的微波消融實時監(jiān)測及療效評估方法。
　　 本文研究B超圖像紋理特征與組織溫度的相關(guān)性、并利用這些特征對消融組織進行凝固區(qū)識別，在此基礎(chǔ)上建立療效評估系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容如下：
　　 （1）研究生物組織B超圖像紋理特征與其溫度的相關(guān)性。以新鮮的離體豬肝為研究對象，建立微波消

3、融實驗系統(tǒng)，獲取加熱過程中的肝臟B超圖像，利用圖像處理方法提取灰度直方圖、灰度共生矩陣和灰度梯度共生矩陣的特征參數(shù)。實驗結(jié)果表明：在15℃～90℃范圍內(nèi)，多個組織B超圖像紋理特征與溫度具有明顯的相關(guān)性，其中灰度均值、灰度熵、對比度、角二階矩、逆差矩、梯度分布不均勻性、能量、梯度熵和混合熵的溫度相關(guān)系數(shù)均大于0.9；其變化總趨勢是隨著溫度的升高成線性變化。
　　 （2）采用支持向量機對微波消融區(qū)域進行凝固區(qū)識別。選取消融前后最能表

4、征組織性能變化的紋理特征進行組合，使用支持向量機建立分類模型，將凝固區(qū)域從B超圖像中識別出來。分析結(jié)果表明，結(jié)合上述研究中與溫度相關(guān)性好的紋理特征參數(shù)作為特征向量集合，利用支持向量機檢測B超圖像中的凝固區(qū)域，檢測出的凝固區(qū)形狀和尺寸與實際凝固區(qū)基本一致。因此利用B超圖像紋理特征和支持向量機識別微波消融凝固區(qū)是可行的。
　　 （3）設(shè)計微波消融超聲評估系統(tǒng)。根據(jù)以上研究結(jié)果，分別利用MATLAB和VC++兩個平臺開發(fā)微波消融療效評