十二指腸-胃反流超聲檢測中的圖像分析處理研究.pdf

1、超聲成像技術(shù)是目前臨床常用的十二指腸-胃反流檢測手段之一。超聲檢查因可實(shí)時(shí)成像、價(jià)格低廉、使用便捷、無創(chuàng)、可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，在胃腸動(dòng)力學(xué)的綜合評(píng)估中具有重大意義。目前十二指腸-胃反流檢測的數(shù)據(jù)分析仍依賴人工處理，效率低，易受主觀影響。本論文的研究目標(biāo)是開發(fā)一套基于胃部超聲檢測的圖像分析系統(tǒng)，盡量減少數(shù)據(jù)分析過程中的人工干預(yù)，提高分析的自動(dòng)化程度，從而加快超聲視頻的處理速度，并為醫(yī)生提供有用的定量分析數(shù)據(jù)。本論文針對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，分別從感興

2、趣區(qū)域(Region of Interest，ROI)提取、基于圖像測速以及自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)分析三個(gè)方面進(jìn)行了研究。
　　第一部分感興趣區(qū)域的自動(dòng)提取采用邊緣跟蹤的策略，根據(jù)跟蹤所得的局部胃腸壁的位置信息可獲得圖像中幽門區(qū)域的結(jié)構(gòu)信息。本論文提出了一種基于邊緣的光流場算法。該算法在跟蹤中考慮了圖像的時(shí)空信息和目標(biāo)本身的特征，能夠保證跟蹤結(jié)果的邊緣特性，從而提高跟蹤精度。仿真和實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在超聲圖像序列中，該算法相比于其他跟蹤算法具

3、有最高的跟蹤精度和穩(wěn)定的跟蹤性能。
　　第二部分提出了基于加權(quán)互相關(guān)光流法的運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法，能夠?qū)崿F(xiàn)基于圖像的運(yùn)動(dòng)估計(jì)。該算法結(jié)合了局部的區(qū)域統(tǒng)計(jì)信息與全局的運(yùn)動(dòng)場約束，在原始互相關(guān)光流法的基礎(chǔ)上，加入了自適應(yīng)的視覺相似性權(quán)重，從而令運(yùn)動(dòng)估計(jì)的假設(shè)更合理，改善了原始算法在邊緣附近運(yùn)動(dòng)估計(jì)不理想的情況，在圖像噪聲嚴(yán)重、存在陰影、多運(yùn)動(dòng)的情況下能夠保證良好的運(yùn)動(dòng)估計(jì)精度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法的運(yùn)動(dòng)估計(jì)性能優(yōu)于其他三種比較算法，適用于超聲

4、序列中的圖像測速。
　　第三部分給出了基于胃部超聲檢測的圖像分析系統(tǒng)的工作流程。該系統(tǒng)使用圖像測速方法來估計(jì)運(yùn)動(dòng)場，并提出了結(jié)合運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)信息的流向判斷準(zhǔn)則，從而實(shí)現(xiàn)對液體流向的自動(dòng)分析判斷。系統(tǒng)性能的評(píng)估基于十段實(shí)際B型超聲圖像序列，共1000幀圖像數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)自動(dòng)分析得到的流向判斷與金標(biāo)準(zhǔn)的吻合度達(dá)95.9％，具有較高的準(zhǔn)確率。系統(tǒng)能成功實(shí)現(xiàn)十二指腸-胃反流的檢測，并給出反流的持續(xù)時(shí)間，有望成為十二指腸-胃反流自動(dòng)