凝固性壞死組織聲像圖散斑多分辨率分析方法及實驗研究.pdf

1、高強度聚焦超聲(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)是一種新興的無創(chuàng)治療技術(shù),早在20世紀40年代,國外的學(xué)者提出用HIFU從體外對患者進行無創(chuàng)性的手術(shù)的設(shè)想,繼而又有專家進行了中樞神經(jīng)系統(tǒng)HIFU治療的實驗性研究,但是在實驗中的有效的實時監(jiān)控和療效評價手段的缺失直接制約著這項技術(shù)的發(fā)展。70年代后,有學(xué)者先后嘗試利用熱電偶針插入靶區(qū)測溫、影像學(xué)的超聲、CT和磁共振(MRI)、超聲彈性成像和IB

2、S技術(shù)對HIFU治療進行實施療效評價。目前HIFU在臨床治療中應(yīng)用最為廣泛的監(jiān)控手段是超聲灰度監(jiān)控,但是利用超聲的灰度監(jiān)控,存在著發(fā)生凝固性壞死但是無法觀察到灰度變化的情況,直接影響對HIFU治療的實時療效評價。本研究通過HIFU輻照新鮮離體牛肝后,提取聲像圖,采用多分辨率紋理參數(shù)對凝固性壞死區(qū)圖像進行判別,為HIFU治療中進行更準確的實時療效評價奠定基礎(chǔ)。
　　 目的：利用散斑多分辨率下的紋理參數(shù)對HIFU所致組織凝固性壞死區(qū)

3、圖像進行評價,試圖建立一種敏感準確的對HIFU所致組織凝固性壞死的評價方式,彌補HIFU在臨床治療過程中通過灰度變化判斷實時療效的不足。
　　 方法：⑴新鮮離體牛肝(屠宰6小時之內(nèi))。選用10塊牛肝,每個牛肝上輻照10個點,共100個輻照點。⑵采用JC型聚焦超聲腫瘤治療系統(tǒng),治療頭頻率1.03MHz,焦距為156mm。對牛肝進行輻照時,采用預(yù)先設(shè)計好的輻照參數(shù),在超聲引導(dǎo)下進行定點輻照。⑶將每個接受HIFU輻照的組織輻照前的超聲

4、和灰度圖像存檔,接受不同輻照時間后的超聲和灰度圖像存檔,備觀察。⑷將采集的超聲圖像使用Matlab7.0軟件截取感興趣的區(qū)域,對圖像進行兩次小波變換,每幅原始圖像生成九幅分別代表不同頻域和分辨率的圖像。使得原本肉眼無法分辨的細微紋理肉眼可見。⑸將Excel中存儲的通過二次小波得到的多分辨率下的紋理參數(shù)數(shù)據(jù)錄入weak3.6軟件的SVM工具箱中,通過訓(xùn)練得出分類決策的超平面。并以分類決策超平面為標準,用剩下的樣本作為測試集,用來分類判別,

5、驗證其魯棒性。⑹記錄根據(jù)肉眼觀察HIFU輻照后有灰度變化的輻照點個數(shù),確定通過灰度監(jiān)測HIFU凝固性壞死的輻照點個數(shù)。⑺采用ROC曲線評價測試結(jié)果,判斷其準確性。⑻實驗結(jié)果采用SPSS12軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。
　　 結(jié)果：①Fall對離體牛肝HIFU輻照后發(fā)生凝固性壞死的診斷靈敏度為86.96％。②F3對離體牛肝HIFU輻照后發(fā)生凝固性壞死的診斷靈敏度為70.97％。③G3min對離體牛肝HIFU凝固性壞死壞死的診斷靈敏度為23

6、.19％。④Gj對離體牛肝HIFU凝固性壞死診斷靈敏度為52.22％。⑤F3和Fall對離體牛肝HIFU凝固性壞死的診斷的ROC曲線面積分別為AF3=0.79,AFall=0.81。⑥G3min和Gj對離體牛肝HIFU凝固性壞死診斷的ROC曲線面積分別為AG3min=0.54,AGj=0.67。
　　 結(jié)論：利用聲像圖散斑多分辨率下紋理參數(shù)和聲像圖灰度對HIFU所致新鮮離題牛肝組織凝固性壞死的判斷,并且將兩種方法進行比較。證明利

7、用多分辨率下紋理參數(shù)對凝固性壞死的判斷是可行的,且靈敏度高于超聲灰度圖像對HIFU凝固性壞死判斷的靈敏度。利用ROC曲線進行驗證,Fall、F1、G3min、Gj四個參數(shù)的RDC下曲線面積分別達到了0.81、0.79、0.54和0.67。根據(jù)ROC曲線的面積和診斷準確度的對應(yīng)關(guān)系,利用Fall和F1對HIFU凝固性壞死診斷準確率達到中等水平。G3min和Gj對HIFU凝固性壞死診斷準確率為低下。Fall和F1兩種參數(shù)診斷準確率高于G3m