短时傅里叶变换处理超声信号诊断脂肪肝

发布时间：2020-10-13 06:44

　　 现今,脂肪肝在普通人群中的发病率已达到15%,然而其在肥胖人群中的发病率已高达75%,超过一半的肥胖人群都患有不同程度的脂肪肝。由于脂肪肝是一种长期慢性疾病,不及时治疗,久而久之会造成肝组织硬化与组织纤维化。随着经济发展,人类饮食结构开始发生变化,脂肪肝的发病率开始逐年上升,所以尽早诊断检查是否患有脂肪肝就变得十分重要。在临床上诊断并评价脂肪肝的方法是肝组织切片法,然而这种方法存在不少缺陷,由于这是侵入式的方法,会造成肝内出血、样本容量过小无法获得整个肝脏的信息。而且由于脂肪肝是慢性病,在早期病症不明显时,病人很少愿意接受活组织切片诊断法。所以更多时候诊断脂肪肝采用非侵入式的方法,如核磁共振造影,电子计算机断层扫描和超声成像技术。其中,超声技术由于其廉价、无伤害等优点在诊断脂肪肝方面有着重要的应用。医师根据肝脏超声影像,以其医学经验判断脂肪肝严重程度。然而,不是所有医师都有着丰富的临床经验,且经验是一种主观的判断,若是有一些客观数据辅助医师诊断脂肪肝则诊断的准确率就会大大提高。目前有一些技术如纹理分析和超声量化技术,被作为得到客观数据的手段。在超声量化技术中,可计算声速,散射程度和衰减程度。而衰减在评价脂肪肝严重程度中扮演了重要的角色。在我们的研究中,我们运用了短时傅里叶变换作用于肝脏超声信号计算一个量化参数衡量衰减程度(在此之前,没有任何论文研究用短时傅里叶变换诊断脂肪肝),之所以用短时傅里叶变换,是因为它有可处理非平稳信号以及计算量并不大的优点。信号经过短时傅里叶变换后,得到其频谱图并计算出其频带宽度衰减百分比,以此作为诊断脂肪肝的客观量化数据,帮助经验尚浅的临床医师提高脂肪肝诊断的正确率。
【学位单位】：浙江工商大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：R575.5;TB559
【部分图文】：

对于诊断脂肪肝，有ｗ下几种方法：第一种是肝组织切片诊断法，??这是诊断肝脏病变的金标准。如图１－１，医师会从病人的肝脏穿刺取样，对取样??肝组织进行临床分析。然而组织切片法存在一些无法避免的缺陷，首先这是一种??侵入式的诊断方法，病人可能会因此造成巧脏内出血，再者由于肝组织取样的容??量受到限制，则医师无法准确地获取整个巧脏的信息Ｗ。值得一提的是由于脂肪??巧本就是一种长期的慢性病，脂肪在肝脏聚集需要一个过程，在疾病巧期，没有??相关病症表现出来，因此很少有人愿意巧此阶段接受组织切片诊断法：第二种是??非侵入式的影像学诊断，被广泛运用的有如核磁共振成像（Ｍａ即ｅｔｉｃ?Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ??Ｉｍａｇｉｎｇ简称ＭＲＩ）、电子计算机断层扫描（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ?Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ简称ＣＴ）和??超声影像（Ｕｌｔｒａｓｏｎｏｇｒａｐｈｙ?简称?ＵＳ）。??

临床上对于脂肪巧的诊断主要依靠超声成像技术，下面介绍超声波Ｗ及诊断??脂肪肝的原理。??２．１超声波介绍??在大自然中，介质的振动会产生声音，而声音的高低由振动的频率所决定。??人类可听见的声音频率范围约为２０Ｈｚ到２００００Ｈｚ之间，超过频率２００００Ｈｚ的声??波，则称之为超声波。??人类己将超声波运用在许多领域，例如：海洋声纳探测、工业清洁和医疗方??面等。其中医用超声波分两种，分别是治疗用于诊断用。治疗超声波的频率范围??在ｌＯＯｋＨｚ到２Ｍ化，而诊断用超声波频率范围在２Ｍ出到１２Ｍ也。超声波由于??其安全性、即时性、穿透能力强Ｗ及相对低价的优点，在临床上被广泛应用［１２］。??常见的超声波产生方式为用交流电队压电片的两端作用，让压电片产生压电??效应，使其连续振动而产生声波，如图：??

２．?３超声技术诊断脂肪肝原理??由于超声影像技术的特点，长久Ｗ来该技术被广泛用于诊断肝脏病症??超声波在介质中传播时，遇到小界面会产生散射，遇到大界面会产生反射，声波??本身的扩散Ｗ及人体组织对超声能量的吸收，使得超声波在组织中会会发生衰减??现象。而在脂肪肝中，脂肪含量越高，则超声波衰减的程度越剧烈，且频率越高??的超声信号衰减速度越快（这是因为超声波是一种机械波）ｔ１５－ｗ。不同严重程度??的脂肪肝对应得到的超声影像就会不同，如图２￣４，临床医师通过观察影像来诊??断病人的脂肪巧病情，对于正常巧脏而言，影像中回声很强，血管壁，横脇膜轮??廓千分清楚，对轻度脂肪巧而言，影像中肝脏的形态大小正常，肝脏内的回声前??场较强，巧脏回声衰减并不明显，血管壁轮廓相对清晰。对于中度脂肪肝，影像??中巧脏形态大小正常，斤内回声前场亮度增加，血管壁轮廓不再清晰，对于重度??脂肪肝而言，影像中肝脏形态变大，前场回声极强，血管壁轮廓消失，信号衰减??明显如图２＿４为不同严重程度的脂肪肝Ｂ超影像。??
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本文编号：2838870