凝固性壞死組織超聲散斑圖分析及實驗研究.pdf

1、研究背景及目的：
　　 高強度聚焦超聲技術（High Intensity Focused Ultrasound，HIFU）是建立在影像學基礎上的治療技術，沒有影像學技術的發(fā)展就沒有HIFU技術的發(fā)展。超聲成像因其速度快、無輻射、操作簡單而成為HIFU技術中最具有潛力的監(jiān)控手段之一。診斷超聲監(jiān)控作為眾多學者的研究熱點，其基本原理是對治療前后焦區(qū)處超聲背向散射系數(shù)發(fā)生改變產(chǎn)生的回聲增強現(xiàn)象進行監(jiān)控。但回聲增強這一現(xiàn)象通常是由空化氣泡

2、的散射引起的，隨著時間的推移，增強的灰度值會逐漸減弱甚至消失，且灰度值的大小和實際的組織損傷沒有明確的對應關系，也有學者在研究中發(fā)現(xiàn)有時雖有凝固性壞死發(fā)生而灰度并未增強。
　　 本文針對目前B超監(jiān)測的缺點，提出利用圖像處理手段，通過對比治療前后診斷B超監(jiān)控圖像的相似性程度，以達到準確判斷凝固性壞死的發(fā)生時間以及范圍，從而實現(xiàn)HIFU的精確治療。研究方法
　　 采用JC-200型高強度聚焦超聲腫瘤治療系統(tǒng)在90w功率下以定

3、點點打方式輻照新鮮離體牛肝組織1s、2s、3s直至15s。儲存輻照前、輻照后即刻、1min、2min、3min的超聲聲像圖。根據(jù)散斑分析原理將采集的超聲圖像使用Matlab7.0軟件截取感興趣的區(qū)域，選擇兩種相似性測度算法對圖像進行相似性分析，通過判斷相似程度大小來反映組織在HIFU輻照下的變化過程。
　　 結(jié)果：
　　 （1）將JC-200自帶的聲像圖分析軟件Gray Val1.0得到的判斷結(jié)果與病理結(jié)果相比較，我們得

4、出在本研究中，Gray Val1.0判斷的正確率為66.0％，錯誤率為34.0％。
　　 （2）利用互相關系數(shù)相似性測度評價散斑圖像凝固性壞死時，發(fā)生凝固性壞死而Gray Val1.0計算的輻照前后聲像圖靶區(qū)灰度差值大于5的圖像與輻照前的散斑圖像互相關系數(shù)絕對值小于0.79；發(fā)生凝固性壞死而Gray Val1.0計算的輻照前后聲像圖靶區(qū)灰度差值小于5的圖像與輻照前的散斑圖像互相關系數(shù)絕對值小于0.85。
　　 （3）利用

5、歸一化互信息相似性測度判斷時，此方法對噪聲較敏感，單純評價兩張不同時刻HIFU輻照前的散斑圖像Ⅰ（A，B）均超過0.650，部分樣本甚至達到0.700。而隨著治療時間的延長，雖然散斑圖已發(fā)生了明顯改變，歸一化互信息值呈緩慢增長趨勢，但幅度很?。ㄔ龃蟛怀^0.100）。
　　 綜上所述，利用散斑分析原理檢測聲像圖的相似性程度，可以作為一種新的HIFU治療過程中凝固性壞死的檢測方法。但關鍵之處在于如何選取最合適的相似性測度和感興趣區(qū)