凝固性壞死組織聲像圖散斑多分辨率分析方法及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、高強(qiáng)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(jì)40年代,國外的學(xué)者提出用HIFU從體外對(duì)患者進(jìn)行無創(chuàng)性的手術(shù)的設(shè)想,繼而又有專家進(jìn)行了中樞神經(jīng)系統(tǒng)HIFU治療的實(shí)驗(yàn)性研究,但是在實(shí)驗(yàn)中的有效的實(shí)時(shí)監(jiān)控和療效評(píng)價(jià)手段的缺失直接制約著這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。70年代后,有學(xué)者先后嘗試?yán)脽犭娕坚槻迦氚袇^(qū)測(cè)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(duì)HIFU治療進(jìn)行實(shí)施療效評(píng)價(jià)。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(duì)HIFU治療的實(shí)時(shí)療效評(píng)價(jià)。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(duì)凝固性壞死區(qū)圖像進(jìn)行判別,為HIFU治療中進(jìn)行更準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)療效評(píng)價(jià)奠定基礎(chǔ)。
　　 目的：利用散斑多分辨率下的紋理參數(shù)對(duì)HIFU所致組織凝固性壞死區(qū)

3、圖像進(jìn)行評(píng)價(jià),試圖建立一種敏感準(zhǔn)確的對(duì)HIFU所致組織凝固性壞死的評(píng)價(jià)方式,彌補(bǔ)HIFU在臨床治療過程中通過灰度變化判斷實(shí)時(shí)療效的不足。
　　 方法：⑴新鮮離體牛肝(屠宰6小時(shí)之內(nèi))。選用10塊牛肝,每個(gè)牛肝上輻照10個(gè)點(diǎn),共100個(gè)輻照點(diǎn)。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(duì)牛肝進(jìn)行輻照時(shí),采用預(yù)先設(shè)計(jì)好的輻照參數(shù),在超聲引導(dǎo)下進(jìn)行定點(diǎn)輻照。⑶將每個(gè)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(shí)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(duì)圖像進(jìn)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(xì)微紋理肉眼可見。⑸將Excel中存儲(chǔ)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(biāo)準(zhǔn),用剩下的樣本作為測(cè)試集,用來分類判別,

5、驗(yàn)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(diǎn)個(gè)數(shù),確定通過灰度監(jiān)測(cè)HIFU凝固性壞死的輻照點(diǎn)個(gè)數(shù)。⑺采用ROC曲線評(píng)價(jià)測(cè)試結(jié)果,判斷其準(zhǔn)確性。⑻實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用SPSS12軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
　　 結(jié)果：①Fall對(duì)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(duì)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(duì)離體牛肝HIFU凝固性壞死壞死的診斷靈敏度為23

6、.19％。④Gj對(duì)離體牛肝HIFU凝固性壞死診斷靈敏度為52.22％。⑤F3和Fall對(duì)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(duì)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(duì)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(jìn)行比較。證明利

7、用多分辨率下紋理參數(shù)對(duì)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(duì)HIFU凝固性壞死判斷的靈敏度。利用ROC曲線進(jìn)行驗(yàn)證,Fall、F1、G3min、Gj四個(gè)參數(shù)的RDC下曲線面積分別達(dá)到了0.81、0.79、0.54和0.67。根據(jù)ROC曲線的面積和診斷準(zhǔn)確度的對(duì)應(yīng)關(guān)系,利用Fall和F1對(duì)HIFU凝固性壞死診斷準(zhǔn)確率達(dá)到中等水平。G3min和Gj對(duì)HIFU凝固性壞死診斷準(zhǔn)確率為低下。Fall和F1兩種參數(shù)診斷準(zhǔn)確率高于G3m