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。超聲檢查因可實時成像、價格低廉、使用便捷、無創(chuàng)、可重復性好等優(yōu)點，在胃腸動力學的綜合評估中具有重大意義。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，提高分析的自動化程度，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)的設計，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化運動分析三個方面進行了研究。
　　第一部分感興趣區(qū)域的自動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)域的結構信息。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空信息和目標本身的特征，能夠保證跟蹤結果的邊緣特性，從而提高跟蹤精度。仿真和實際實驗結果表明，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互相關光流法的運動估計算法，能夠?qū)崿F(xiàn)基于圖像的運動估計。該算法結合了局部的區(qū)域統(tǒng)計信息與全局的運動場約束，在原始互相關光流法的基礎上，加入了自適應的視覺相似性權重，從而令運動估計的假設更合理，改善了原始算法在邊緣附近運動估計不理想的情況，在圖像噪聲嚴重、存在陰影、多運動的情況下能夠保證良好的運動估計精度。實驗結果表明，該算法的運動估計性能優(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運動場，并提出了結合運動和結構信息的流向判斷準則，從而實現(xiàn)對液體流向的自動分析判斷。系統(tǒng)性能的評估基于十段實際B型超聲圖像序列，共1000幀圖像數(shù)據(jù)。實驗結果表明，系統(tǒng)自動分析得到的流向判斷與金標準的吻合度達95.9％，具有較高的準確率。系統(tǒng)能成功實現(xiàn)十二指腸-胃反流的檢測，并給出反流的持續(xù)時間，有望成為十二指腸-胃反流自動