B超圖像特征參數(shù)溫度相關(guān)性及其在微波熱療監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究.pdf

1、微波消融因其具有微創(chuàng)、安全可靠、療效好等特點(diǎn)，已成為一種重要的腫瘤治療方法。但該方法不僅能殺死腫瘤細(xì)胞，同時(shí)可能也會(huì)導(dǎo)致腫瘤周圍正常組織的損傷。因此，建立有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及療效評(píng)估系統(tǒng)是腫瘤微波消融進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。
　　 目前，臨床常用的測(cè)溫方法是有創(chuàng)測(cè)溫法，即將測(cè)溫針直接插入加熱組織獲得組織溫度。這種方法只能獲得有限點(diǎn)溫度，不僅給患者帶來痛苦，而且還可能引起癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。因此，很多研究人員不斷探索無創(chuàng)監(jiān)測(cè)方法。超聲測(cè)溫是利用超

2、聲波的某些聲特性參數(shù)與溫度的相關(guān)性以獲取組織溫度信息，相比其它無創(chuàng)測(cè)溫方法有更好的優(yōu)越性。由于實(shí)際微波消融過程中多用B超進(jìn)行監(jiān)測(cè)，因此，本文將研究基于圖像的微波消融實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及療效評(píng)估方法。
　　 本文研究B超圖像紋理特征與組織溫度的相關(guān)性、并利用這些特征對(duì)消融組織進(jìn)行凝固區(qū)識(shí)別，在此基礎(chǔ)上建立療效評(píng)估系統(tǒng)。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 （1）研究生物組織B超圖像紋理特征與其溫度的相關(guān)性。以新鮮的離體豬肝為研究對(duì)象，建立微波消

3、融實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，獲取加熱過程中的肝臟B超圖像，利用圖像處理方法提取灰度直方圖、灰度共生矩陣和灰度梯度共生矩陣的特征參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在15℃～90℃范圍內(nèi)，多個(gè)組織B超圖像紋理特征與溫度具有明顯的相關(guān)性，其中灰度均值、灰度熵、對(duì)比度、角二階矩、逆差矩、梯度分布不均勻性、能量、梯度熵和混合熵的溫度相關(guān)系數(shù)均大于0.9；其變化總趨勢(shì)是隨著溫度的升高成線性變化。
　　 （2）采用支持向量機(jī)對(duì)微波消融區(qū)域進(jìn)行凝固區(qū)識(shí)別。選取消融前后最能表

4、征組織性能變化的紋理特征進(jìn)行組合，使用支持向量機(jī)建立分類模型，將凝固區(qū)域從B超圖像中識(shí)別出來。分析結(jié)果表明，結(jié)合上述研究中與溫度相關(guān)性好的紋理特征參數(shù)作為特征向量集合，利用支持向量機(jī)檢測(cè)B超圖像中的凝固區(qū)域，檢測(cè)出的凝固區(qū)形狀和尺寸與實(shí)際凝固區(qū)基本一致。因此利用B超圖像紋理特征和支持向量機(jī)識(shí)別微波消融凝固區(qū)是可行的。
　　 （3）設(shè)計(jì)微波消融超聲評(píng)估系統(tǒng)。根據(jù)以上研究結(jié)果，分別利用MATLAB和VC++兩個(gè)平臺(tái)開發(fā)微波消融療效評(píng)