基于力學(xué)成像的乳腺癌三維可視化診斷方法.pdf

1、基于力學(xué)成像的乳腺癌三維基于力學(xué)成像的乳腺癌三維可視化診斷方法可視化診斷方法3DVisualizationDiagnosisMethodofBreastCancerBasedonMechanicalImaging領(lǐng)域：儀器儀表工程作者姓名：王向鴻指導(dǎo)教師：鐘瑩副教授企業(yè)導(dǎo)師：伊德爾天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院二零一四年十二月摘要乳腺癌是世界各地女性最常見的惡性腫瘤之一，近年來發(fā)病率明顯上升且趨于年輕化，嚴(yán)重威脅女性生命與健康。相關(guān)研

2、究表明，由于乳腺腫瘤生長周期緩慢，癥狀不明顯，多數(shù)患者發(fā)現(xiàn)時(shí)已為中晚期癌癥，因此早期診斷和早期綜合治療是防治乳腺癌具有十分重要的意義。目前臨床上診斷乳腺癌的方法有臨床觸診、B超、X線和MRI等方法，其應(yīng)用范圍及準(zhǔn)確性各有優(yōu)缺點(diǎn)。針對乳腺癌早期診斷問題，本課題提出了基于力學(xué)成像的乳腺癌診斷方法。力學(xué)成像技術(shù)是一種基于觸覺的新型醫(yī)學(xué)可視化診斷技術(shù)，它利用壓力陣列傳感器代替人的手指，通過測量不同硬度組織的反作用力重建人體軟組織的三維彈性分布，

3、進(jìn)而對乳腺癌腫塊的大小、形狀和硬度信息。以下是本論文的主要研究內(nèi)容：(1)論述本文的研究目的和意義，查閱相關(guān)論文與技術(shù)資料，綜合評(píng)述現(xiàn)階段乳腺癌診斷方法的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。(2)利用有限元分析的方法，從理論上分析了軟組織力學(xué)成像技術(shù)的原理，討論了不同參數(shù)對應(yīng)力分布的影響，研究了力學(xué)成像的噪聲來源。(3)針對自主研發(fā)的壓力陣列傳感器，設(shè)計(jì)了一套圖像處理算法，對圖像處理的每一步驟的關(guān)鍵技術(shù)和方法進(jìn)行了分析與研究，運(yùn)用圖像濾波、最小二乘曲

4、面擬合、圖像分割和圖像插值的方法，降低彈性噪聲，提高圖像質(zhì)量。(4)利用圖像的區(qū)域相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)了不同背景壓力圖像的拼接，并且利用不同壓力下的壓力分布圖像實(shí)現(xiàn)了軟組織的三維彈性重建。(5)采用Comsol有限元分析的方法獲取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，搭建了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，利用圖像中反作用力的大小和灰度較大區(qū)域的面積實(shí)現(xiàn)了軟組織腫塊大小，深度和彈性模量的測量，從而對病理進(jìn)行診斷。實(shí)驗(yàn)證明本文提出的乳腺癌診斷的方法，可以有效地濾除彈性噪聲，實(shí)現(xiàn)乳腺癌