基于閃爍偽像形成機制的模型優(yōu)化研究.pdf

1、研究背景及目的:
　　 閃爍偽像是彩色多普勒血流成像中強反射物質(zhì)后方顯示快速變化的紅藍相嵌的彩色信號，其臨床應(yīng)用范圍日益廣泛，已由單純結(jié)石診斷擴展到相關(guān)臨床診斷與治療領(lǐng)域，應(yīng)用價值不斷提高。綜合國內(nèi)外相關(guān)研究進展，不同機器設(shè)置能夠影響閃爍偽像的顯示，但并沒有學者對其進行深入系統(tǒng)研究。因此，本研究通過對閃爍偽像強度進行定量分析，探討影響閃爍偽像強度的各種物理因素，以期望改進其顯示效果并指導臨床應(yīng)用。
　　 材料與方法:

2、r>　　 1、模型制備與連接
　　 選取按國際標準制作的砂紙(勇士砂紙MATADOR型號:991A德國)及泌尿系結(jié)石分別構(gòu)建實驗模型。首先將四種不同型號(150cw，240cw，360cw，600cw)砂紙各一張，裁剪制作成長約50mm，寬約5mm的砂紙條。取一塑料制水槽作為載體，根據(jù)砂紙表面粗糙度進行分組，將制備好的砂紙條兩端固定，水做透聲窗。應(yīng)用實驗架作為固定裝置，將組裝好的實驗模型放于可自由調(diào)節(jié)的升降臺上。超聲探頭固定于

3、試管夾上，保持探頭平面與砂紙模型平面平行，并長軸方向垂直。然后將泌尿系結(jié)石作為研究對象放入水槽中，置于水槽底部，調(diào)整機器探頭位置，選取不同掃描切面，應(yīng)用不同機器設(shè)置進行超聲掃描。
　　 2、儀器與掃描
　　 使用PhilipsiU22超聲儀，應(yīng)用線陣探頭，頻率為5-12MHz，保持探頭平面與砂紙平面互相平行并長軸方向垂直。掃查過程中始終保持砂紙條或泌尿系結(jié)石位于探頭中心且與探頭的相對位置固定不變。
　　 3、參數(shù)

4、調(diào)整與分組
　　 本實驗中研究的機器參數(shù)有8種，即彩色增益，彩色寫優(yōu)先，灰度增益，壁濾波，聚焦深度，脈沖重復頻率，諧波成像及取樣框大小和形狀。當調(diào)節(jié)某一實驗參數(shù)，保持其它參數(shù)恒定不變。然后，選用條件優(yōu)化后的最佳機器設(shè)置，進行表面粗糙度與閃爍偽像強度相關(guān)性分析實驗，對4種不同表面粗糙度砂紙分別進行彩色多普勒成像，最后選取不同表面形貌的泌尿系結(jié)石，由兩名具有10年以上碎石經(jīng)驗泌尿外科醫(yī)師根據(jù)結(jié)石表面形貌特點進行分組，分為粗糙組、中度

5、粗糙組與光滑組，組間大小無差異(F=1.299，P=0.300)，分別進行默認設(shè)置與優(yōu)化設(shè)置條件下閃爍偽像強度對比研究。
　　 4、超聲圖像定量分析
　　 采用數(shù)據(jù)分析軟件Matlab進行圖像處理，首先根據(jù)實驗目的進行編程，用于計算取樣框內(nèi)彩色像素數(shù)目，然后對采集的目標圖像進行程序運算，采用彩色像素數(shù)目代表閃爍偽像強度。
　　 5、統(tǒng)計學分析
　　 采用SPSS16.0統(tǒng)計分析軟件包，計量資料均以x±S表

6、示，其中彩色增益，彩色寫優(yōu)先，壁濾波，灰度增益，聚焦深度，脈沖重復頻率，表面粗糙度對閃爍偽像強度的影響采用曲線回歸分析;基波成像與諧波成像，泌尿系結(jié)石默認設(shè)置與最優(yōu)設(shè)置下閃爍偽像強度組間比較采取雙尾t檢驗;不同取樣框條件下及不同表面粗糙程度泌尿系結(jié)石閃爍偽像強度比較分別采用單因素方差分析，P＜0.05為差別有統(tǒng)計學意義。
　　 結(jié)果:
　　 1、閃爍偽像強度與彩色增益，彩色寫優(yōu)先及壁濾波呈正相關(guān)(P＜0.001);當聚焦

7、范圍位于砂紙條位置之上時，閃爍偽像強度與聚焦深度呈正相關(guān)，而隨著聚焦深度下移至砂紙條位置之下，閃爍偽像的強度幾乎不變(P＜0.001);雖然閃爍偽像強度與脈沖重復頻率存在相關(guān)性，但相關(guān)系數(shù)很小(R2=0.186，P＜0.001);基波成像下閃爍偽像強度強于諧波成像(P＜0.001)，同時，閃爍偽像強度亦受到取樣框大小與形狀的影響(P＜0.001)，然而，其與灰度增益相關(guān)性不大(P=0.304)。綜上可得閃爍偽像最優(yōu)顯示設(shè)置原則:最高彩色

8、寫優(yōu)先，位于噪聲閾值之下最高彩色增益，較高脈沖重復頻率下高壁濾波，位于探測物體之下的聚焦深度及基波成像情況下適當調(diào)節(jié)大小的彩色取樣框。
　　 2、砂紙表面粗糙度與閃爍偽像強度存在線性正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0.912＜P＜0.001)。
　　 3、泌尿系結(jié)石閃爍偽像強度在最優(yōu)顯示設(shè)置條件下顯示更加清晰，優(yōu)于機器默認設(shè)置(P＜0.001)，不同機器設(shè)置條件下閃爍偽像強度與結(jié)石表面粗糙程度呈正相關(guān)(P＜0.001)。