凝固性壞死組織超聲散斑圖像相似性分析方法及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、研究背景:
　　 北美放射學(xué)會(huì)(RSNA)于1997年提出腫瘤消融的概念,將其分為化學(xué)消融、熱消融和冷凍消融,就是用物理的、化學(xué)的方法使組織發(fā)生凝固性壞死。其中熱消融包括:射頻消融、微波消融、HIFU(Highintensity focused ultrasound,高強(qiáng)度聚集超聲)等。腫瘤消融的成功依賴于靶區(qū)的快速定位和生物學(xué)活性的實(shí)時(shí)判斷,為實(shí)現(xiàn)精確治療多采取不同的影像引導(dǎo)方式。
　　 目前臨床上采用US(ultra

2、-sonography,超聲波檢查法)、CT、MRI(Magnetic Resonance Imaging,核磁共振成像)等進(jìn)行影像引導(dǎo)。CT影像對比度及分辨率較高,但動(dòng)態(tài)顯示較為困難,并且對人體有電離輻射損害,故臨床上較少使用；MRI有圖像分辨率高、良好的軟組織對比度、無電離輻射、可無創(chuàng)測溫等優(yōu)點(diǎn),但其成像速度慢、實(shí)時(shí)性較差、價(jià)格昂貴、測溫的敏感性差、與消融設(shè)備整合難度大等缺點(diǎn)也限制了其在臨床上的廣泛應(yīng)用；超聲影像連續(xù)性實(shí)時(shí)監(jiān)控效果好

3、、無電離輻射損傷.、易與消融設(shè)備整合,故現(xiàn)在是腫瘤消融影像引導(dǎo)的主要方式,但US還存在多問題需要改進(jìn)。目前US判斷組織凝固性壞死主要為灰度評價(jià),然而約20～30％的凝固性壞死灰度未發(fā)生明顯改變,但治療區(qū)域斑點(diǎn)回聲變得細(xì)小而均勻,事實(shí)上是聲像圖散斑統(tǒng)計(jì)特性發(fā)生了變化。本研究試圖用HIFU輻照離體牛肝的方式建立組織凝固性壞死模型,通過對監(jiān)控聲像圖的相似性分析來提高US判斷組織凝固性壞死的能力。
　　 目的:
　　 本研究通過

4、超聲實(shí)時(shí)監(jiān)控HIFU輻照離體牛肝組織,實(shí)時(shí)采集輻照過程中不同時(shí)間點(diǎn)的聲像圖,用超聲散斑圖像相似性分析方法分析所采集的圖像,并做組織病理分析,旨在探討以下問題:相關(guān)函數(shù)是否可以用來判斷組織凝固性壞死；基于小波變換的Tamura紋理分析法是否可以用來判斷組織凝固性壞死；找到相關(guān)函數(shù)判斷組織凝固性壞死的決策超平面；找到基于小波變換的Tamura紋理分析法判斷組織凝固性壞死的決策超平面。
　　 材料和方法:
　　 新鮮離體牛肝組

5、織,浸泡于0.9％NS中,脫氣。
　　 JC-200型聚焦超聲腫瘤治療系統(tǒng),治療頭頻率1.03MHz,輻照功率為90W,對牛肝組織進(jìn)行定點(diǎn)輻照,輻照深度為20mm。輻照不同時(shí)間(1s、2s、3s……10s),采集輻照前及HIFU輻照后不同時(shí)間(0、1 min、2 min……5 min)靶區(qū)二維聲像圖,然后對散斑圖像進(jìn)行相關(guān)性分析,用支撐矢量機(jī)(Support Vector Machine,SVM)篩選參數(shù)并得到?jīng)Q策超平面。輻照結(jié)

6、束后,切開組織塊,顯示最大截面,測量最大損傷徑線,數(shù)碼照相后取正常組織與壞死組織交界區(qū)域組織送病理檢查。
　　 結(jié)果:
　　 1.超聲散斑圖像相關(guān)函數(shù)可以評價(jià)HIFU凝固性壞死情況,其靈敏度高于用灰度評價(jià)(X2=18.716,P<0.05)。
　　 2.超聲散斑圖像相關(guān)函數(shù)判別牛肝消融組織的ROC曲線下面積在0.70～0.90之間,面積大于灰度評價(jià)。
　　 3.超聲散斑圖像基于小波變換的Tamura紋理分

7、析可以評價(jià)HIFU凝固性壞死情況,其靈敏度高于用灰度評價(jià)(X2=15.211,P<0.05)。
　　 4.超聲散斑圖像基于小波變換的Tamura紋理分析判別牛肝消融組織的ROC曲線下面積在0.70～0.90之間,面積大于灰度評價(jià)。
　　 結(jié)論:
　　 1.聲像圖相關(guān)系數(shù)判斷HIFU輻照的靶組織有無凝固性壞死優(yōu)于灰度評價(jià)。
　　 2.聲像圖基于小波變換的tamura斑紋分析判斷HIFU輻照的靶組織有無凝固性