肝组织射频消融区域超声波影像估计算法研究

摘要

射频消融术（Radiofrequency ablation,简称RFA）对于肿瘤的治疗越来越受到广泛的关注，其微创性和有效性使其有望替代临床手术治疗而成为新一代的肿瘤治疗手段。超声成像作为RFA手术的一种辅助监控设备，其实时性和设备廉价的特点使其成为目前最广泛使用的医学成像方法。超声Nakagami-m成像方法用于改善传统的B-mode超声影像不能很好地估计不同组织散射体状态分布的缺点，该方法可以有效地描述肝脏组织内部散射体的统计特性，但是不能改善传统B-mode影像中的声道阴影效应，而且由于图像规模较大，其运算速度也较慢。
　　本研究基于超声波Nakagami-m成像的特性和RFA灼烧的物理过程，做了如下三个方面的工作：提出一种改进的多窗口混合 Nakagami-m成像（window-modulated compounding Nakagami imaging，简称WMC Nakagami-m）算法来消除声道阴影效应，该算法提取多个滑动窗口图像，通过求和取平均来成像，以准确定位灼烧区域范围，最后对于不同时刻的采样图像进行空域混合，再次求和取平均来得到最终的混合图像；提出快速Nakahami-m算法，使用均值滤波器与包络图像的卷积来代替滑动窗口逐像素的移动，以此来提高成像速度；针对图像后处理手段，提出以高斯逼近代替多项式逼近来估计灼烧区域的范围。实验结果表明，使用多窗口混合Nakagami-m成像算法可以有效的削弱超声波声道阴影效应，同时结合快速Nakagami-m算法，成像速度得到的明显的提升，而对于后处理技术对消融区域的估测，高斯逼近有更好的估测精度，与真实测量值之间的一致性系数达到0.97，高于传统的多项式逼近与真实测量值之间的一致性系数。

目录

声明

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2待解决的问题

1.3国内外研究现状

1.4本文主要工作

1.5本文内容安排

第2章 超声波及生物体组织特性参数模型概述

2.1超声波简介

2.2组织内逆散射信号统计特性概述

2.3 Nakagami分布模型

2.4本章小结

第3章 Nakagami参数成像及其改进算法

3.1传统超声波Nakagami-m成像

3.2 Nakagami-m参数成像改进算法

3.3本章小结

第4章 实验设置与结果分析

4.1实验设置

4.2实验数据分析

4.3实验结果分析与讨论

4.4本章小结

第5章 总结与展望

5.1论文工作总结

5.2前景展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢