基于超声射频信号的脂肪肝特征信息分析与辅助诊断系统设计

摘要

脂肪肝是一种十分常见的肝脏疾病，目前临床上对脂肪肝的普查和诊断基本依赖于B超，而当前B超在脂肪肝诊断的客观性尤其是在诊断脂肪肝病变程度的定量方面存在明显不足。因此提高超声诊断对脂肪肝的定量诊断能力具有很大的临床应用价值。
　　本论文针对上述情况，以肝脏的超声射频信号为研究对象，通过分析射频信号中的脂肪肝特征信息，研究提高 B超图像诊断能力和对脂肪肝进行定量诊断的方法，并设计出诊断脂肪肝的计算机辅助诊断系统。主要工作内容包括：
　　1．分析肝脏超声射频信号的脂肪肝特征信息。结合脂肪肝病理特点和医学超声诊断原理，利用数字信号处理技术，分析射频信号在不同程度脂肪肝中的表现特征，探求射频信号的不同处理方法对 B超成像效果的影响，并寻找能表征正常肝与不同病变程度脂肪肝的特征信号。
　　2．对肝脏B超图像进行重建，提高图像对脂肪肝的诊断能力。在常规B超成像方法的基础上，针对脂肪肝在 B超图像上的表现特点，引入了灰度分段线性变换的图像处理方法，提高了图像凸显肝脏脂肪信息的能力。
　　3．研究对脂肪肝进行定量诊断的方法。对筛选的脂肪肝特征参数进行分析，确定了近远场平均中心频率比、近远场平均灰度比、均值与标准差比值、偏度和峰度这5个特征参数，组成最佳特征矢量，采用改进的BP神经网络对其进行分类识别，从而识别出正常肝与不同病变程度的脂肪肝，实现定量诊断。
　　4．设计与实现有交互界面的计算机辅助诊断系统。以VC6.0为开发平台，设计基于射频信号的超声系统信号处理模块，实现系统对肝脏 B超图像的重建和显示，同时完成基于BP神经网络的脂肪肝分类识别，实现系统的定量诊断功能。
　　本研究以华西医院临床采集的肝脏超声射频数据进行实验，共选取了86组肝脏射频数据，其中正常肝28组，轻度脂肪肝22组，中度脂肪肝20组，重度脂肪肝16组。实验结果表明，本文设计的辅助诊断系统在实验样本中对正常肝和脂肪肝的识别率分别为96.4％和98.3%，而对轻度、中度和重度脂肪肝的识别率分别为86.4%，90%和93.8%，具有一定的临床应用价值。

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第一章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要工作

1.4 本论文的结构安排

第二章 脂肪肝超声辅助诊断系统的总体设计

2.1 系统的总体框架

2.2 系统的总体方案和各模块功能

2.3 本章小结

第三章 肝脏超声图像的重建

3.1信号处理模块

3.2脂肪肝图像增强处理

3.3 本章小结

第四章 脂肪肝特征的提取

4.1 射频数据采集和ROI区域选取

4.2 特征参数提取

4.3 基于假设检验的特征参数分析

4.4 本章小结

第五章 特征识别

5.1 BP神经网络

5.2 BP网络的结构及仿真结果

5.3 BP神经网络的Visual C++实现

5.4 本章小结

第六章 系统的用户界面设计及诊断流程

6.1总体界面设计

6.2脂肪肝诊断流程

6.3 本章小结

第七章 总结

7.1 工作总结

7.2 展望

致谢

参考文献