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文檔簡介
1、目的:布-加綜合征(Budd-Chiari syndrome,BCS)是肝靜脈和(或)其開口以上的下腔靜脈阻塞所導致的門靜脈和(或)下腔靜脈高壓的臨床癥狀和體征。布-加綜合征的分型標準對介入治療有重要的指導意義,在對布-加綜合征分型不當時容易導致臨床誤診和誤治。數(shù)字減影血管造影(Digital subtraction angiography,DSA)是診斷布-加綜合征的常用方法,可直接顯示肝靜脈阻塞或下腔靜脈病變的部位、范圍、程度和形態(tài)
2、。本研究在對BCS的DSA圖像進行處理基礎上,利用微分算子邊緣提取技術,提取并顯示出阻塞血管的邊緣,計算了反映阻塞血管邊緣圖像形態(tài)的Hu不變矩特征指標。對DSA圖像的不變矩特征指標與其分型之間的關系進行了探索。建立了適用于BCS類型識別的BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型,并對基于圖像不變矩特征指標的BCS的DSA圖像檢索進行了初步探索,為BCS患者的臨床診療提供參考依據(jù)。
方法:收集徐州醫(yī)學院附屬醫(yī)院2006年1月至2010年3月期間,182
3、例布加綜合征患者的DSA影像資料。其中男性91例,女性91例;肝靜脈阻塞型33例(男19例,女14例);下腔靜脈阻塞型112例(男53例,女59例);混合性阻塞型37例(男19例,女18例)。
?、倮盟占降牟?加綜合征患者的造影前和造影后圖像進行去噪、增強等處理后進行相減得到DSA圖像。利用邊緣檢測算子對所得到的布-加綜合征患者DSA圖像的血管阻塞區(qū)域進行邊緣提取。分析比較不同微分算子對BCS的DSA圖像的邊緣提取效果,確
4、定了用Canny算子對BCS的DSA圖像進行邊緣提取,并通過適當調整canny算子的參數(shù),得到效果最佳的阻塞血管邊緣圖像;②圖像的Hu不變矩指標具有對圖像的旋轉、平移和尺度變化的不變性,根據(jù)BCS的DSA邊緣圖像的特點,用MATLAB編程計算出不同類型BCS的DSA邊緣圖像的Hu不變矩形狀特征參數(shù)。由于在離散狀態(tài)下,不變矩會受到縮放的影響,為了使其滿足縮放不變性,對BCS的DSA的邊緣圖像的7個Hu不變矩進行擴展運算得到R1、R2、R3
5、、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10共10個參數(shù)來表達BCS的DSA的邊緣圖像的形狀特征。為了排除BCS的DSA邊緣圖像特征參數(shù)中冗余的特征參數(shù),以減少運算量,提高識別率。對10個參數(shù)進行相關性分析,以±0.6為相關性閾值選取得到R1、R3、R4、R6、R7、R10共6個指標作為BCS的DSA圖像相對獨立的形態(tài)特征。在此基礎上建立了BCS的DSA圖像特征數(shù)據(jù)庫。③人工神經(jīng)網(wǎng)絡是基于模仿生物神經(jīng)系統(tǒng)結構和功能而建立的一種自適應動力
6、學信息分析處理系統(tǒng)。本文從182例BCS的DSA圖像特征數(shù)據(jù)庫中隨機選取164例構成神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練集,剩下的18例構成測試集,用訓練集對BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行訓練,用測試集對訓練好的神經(jīng)網(wǎng)絡進行測試,建立適用于BCS類型識別的BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型。④基于內容的圖像檢索系統(tǒng)是通過比較查詢圖像和圖像庫中圖像在視覺特征上的相似程度進行檢索。在醫(yī)學圖像檢索過程中,當形狀、紋理等特征指標提取完成后,利用適當?shù)姆椒ㄟM行相似性度量。本文根據(jù)歐氏距離相似性度量原
7、理,對基于圖像不變矩特征指標的布-加綜合征患者DSA圖像進行檢索。在檢索過程中,閾值的選取對檢索結果有很大的影響。一般來說,閾值越小,檢索圖像效果越好,如果增大閾值,檢索到的圖像數(shù)目會增加,但效果可能會略差。
結果:①不同微分算子在BCS病例的DSA圖像阻塞血管邊緣提取中應用的研究結果表明,Canny算子能在噪聲抑制和邊緣檢測之間取得較好的平衡,結果表明基于Canny算子得到的邊緣檢測結果綜合效果最佳,不僅很好地抑制了噪聲,還
8、保持了邊緣的連續(xù)性,而且邊緣細而清晰,細節(jié)較為豐富。具有很好的邊緣檢測性能。②不同類型BCS病例的DSA圖像的Hu不變矩參數(shù)的統(tǒng)計分析結果表明,肝靜脈阻塞型一階矩均值最大,下腔靜脈阻塞型的二階矩均值最小,混合性阻塞型的4階矩均值最大,不同類型BCS病例的DSA圖像Hu不變矩參數(shù)有差別,可以利用其作為BCS的DSA圖像的特征指標。③所建立的BP神經(jīng)網(wǎng)絡的對訓練集的測試精度為100%,對測試集的測試精度為83.3%,表明所建立的BP神經(jīng)網(wǎng)絡
9、模型可以仿真對應的輸入指標(BCS的DSA圖像的Hu不變矩參數(shù))、輸出(相應的BCS類型)之間的關系。④根據(jù)提取得到的布加綜合征DSA圖像的不變矩特征指標數(shù)據(jù)庫,利用歐氏距離作為相似性度量指標,選取適當閥值進行圖像檢索。編程計算結果表明,對所輸入的查詢圖像,根據(jù)6個特征指標能夠得到較為符合的檢索圖像。并且,可以通過采用改變閾值的方法取得較為精確的檢索圖像,為BCS的臨床診療提供參考。
結論:①利用微分算子對布-加綜合征患者的D
10、SA圖像進行邊緣提取,可以顯示阻塞血管的邊緣形態(tài),為BCS的分型及介入治療提供依據(jù)。同時還可以為BCS的進一步相關研究,例如為下腔靜脈造影中肝靜脈開口位置的確定、BCS介入治療中最佳破膜點的選取等提供依據(jù)。②在利用微分算子提取BCS的DSA阻塞血管邊緣形態(tài)圖像,計算其BCS特征形態(tài)的Hu不變矩參數(shù)的基礎上,可以建立適用于BCS分型研究的BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型。為BCS分型研究的智能化提供新途徑。③基于BCS的DSA圖像形態(tài)特征參數(shù)和歐氏距
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