小波分析技术在B超诊断52例肿块中的应用

                   作者：温雪娟,张妍,王小英,苗晓敏,程晓峰    

【关键词】  超声；肿块；小波分析技术

　　［摘要］ 目的：使用photoshop机技术，观察研究肿块组织的纹理空间分布特征表现，以提高超声诊断能力。方法：将超声获取的包块组织图像，再经photoshop技术的变换和变换后的小波系数与图像的局部特征的对应关系进行分析。结果：通过对肿块组织的图像测定和小波技术分析，提供了频谱数据及图像的纹理分析信息，获取病灶区域与正常组织的纹理定量的数据描述。结论：小波分析技术为临床诊断肿块提供了分辨和分析病灶性质、程度的可靠依据。

　　［关键词］ 超声；肿块；小波分析技术

　　Small Wave the Analytical Technique is Ultrasonic to Examine a Patient
 52 Applications in Lumps in the B

　　Abstract：Objective By The summary purpose uses the photoshop calculator technique,the veins space that observes the research lump organizati on distributes the characteristic performance to examine a patient raising a super voice anability.Methods Obtain super voice of wrap a piece of organization picture,again afterthe photoshop technical transformation and transformation of small wave the partial characteristic of the coefficient and picture of to should relate to carry on analysis.Results Pass the picture measurement that organizes to the lump a technique to analyze with the small wave,provided the frequency chart data and the veins of the picture analysis an information,obtain the focus district with the data description of the veins fixed amount organized normally.Conclusion Small wave the analytical technique examined a patient a lump to provide to explain for the clinic with analysis focus property,degree of credibi lity basis.

　　Key words:Ultrasonic；Lump；Small wave analyze a technique

　　本文通过将B超获取的52例肿块组织的图像，再经过Photoshop技术的变换，运用小波分析技术侧重于纹理空间分布的特征及相关性的研究，提供了频谱数据图像的信息及肿物性质的诊断依据。

　　1　资料与方法

　　1.1　一般资料　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　本组52例患者，为近期来我院就诊的患者。男32例，女20例；年龄35岁~72岁，平均年龄(49±3.2)岁；病程6个月~8 a。其中38例经手术、穿刺及置管引流证实。

　　1.2　B超检测　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　检测采用日本东芝200型、340型超声显像仪、德国AL－5200型彩色超声显像仪，探头为33 MHz~7.5 MHz。患者多体位扫查。将B超获取的黑白图像，应用计算机中Photoshop图像处理技术转换后进行小波分析技术的研究。

　　2　结果

　　2.1　对21例液性囊性包块的检测结果　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　其中肝囊肿4例、肾囊肿3例，卵巢囊肿4例，甲状腺囊肿3例，淋巴腺囊肿4例，胆囊积液2例，腮腺囊肿1例，常规B超图像显示为肿块内缘和外缘轮廓光滑，彩色层换，颜色均匀清晰，整个囊区为单一的颜色，不含有任何其他杂色。小波技术运用多分辨率的方法，通过对获取图像的局部特征的适当排行变换，即行细节按列排序，列细节按行排序，对角线细节按斜Z排序，结果显示图像水平方向、竖直方向、对角线方向上的高频特征纹理为色阶低的单谱。小波图最大值为46.16±44.84，最小值为-540.09±219.84(见图1)。

　　2.2　对18例炎性肿块的检测结果　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　其中慢性淋巴结炎8例急性淋巴管腺炎6例，急性淋巴腺肿3例，软组织炎性包块1例，常规B超图像显示为肿块外缘或内缘不光滑、发毛、内部有点、块絮状物回声，彩色层换颜色为多层着色，可为复合性彩色。小波分析的3次多分辨率的图像转换显示：图像水平方向、竖直方向和对角线方向高频特征;纹理为窄谱、常谱和单谱共存。小波图最大值为146.5±163.16，最小值为-442.5±155.27(见图2)。

　　2.3　对13例低密度肿块的检测结果　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　
　　其中肝癌4例，肝血管瘤2例，子宫肌瘤3例，胰腺癌3例，肾癌1例，常规B超图像显示为边缘清楚，彩色层换颜色不均匀，曲线层换可为复合性彩色。小波分析的3次多分辨率的图像转换显示：图像水平方向、竖直方向、对角线方向上的高额特征纹理为窄谱或常谱。小波图最大值为117.4±71，最小值一317.4±142(见图3)。

　　3　讨论

　　小波分析是一种时频域的分析方法，它具有多分辨率，相对带宽恒定，在时频两域都具有表征信号局部特征的能力［1］。我们将超声获取包块组织图像，把这一理论原理运用到52例肿块的诊断分析中，较原图像相比可显示组织变化的复合性层次，尤其是纹理空间分布的特征反映明显，获取了病灶区域与正常组织的纹理定量的数据描述，为临床诊断肿块提供了频谱数据图像信息及肿物性质的诊断依据。图像诊断是超声检测中的基本描述。图像纹理是由各种灰阶的象素按一定位置重复排列而成，通常图像中看到的是相连接的纹理与灰度极相似的区域，纹理提供了区域内平滑度，粗糙度和性的度量。我们先后采用了统计方法、结构化方法和频谱方法，对图像的纹理描述进行了研究发现，统计方法对不同纹理中的各种灰阶的数量、均值、标准差等各种特征指标反映敏感，但缺陷在于容易丢失象素间的空间位置信息。结构化技术处理图像元的排列诸如图元空间相对关系的线形及树形描述比较明显，但它的局限性在于其描述是图像是由有限的特征基元组合而成。频谱技术基于傅立叶频谱特性，主要用于通过识别频谱中高能量的窄谱峰寻找图像中的整体周期性，而它的不足在于频谱描述只有在图像整体纹理特征呈周期分布的时候才会发挥较好的效用［2，3］。小波分析则有效避免了以上三种传统纹理分析技术中的缺陷，在其分析中，纹理特征因尺寸的大小和对比的强弱而出现在不同的分辨率下，且相对带宽恒定，在时频两域都具有表征信号局部特征能力等特点，特别是通过适当的排序小波变换后的系数：即细节按列排序，列细节按行排序，对角线细节按斜Z排序，对聚集后信息检测有很好效果。我们运用小波分析技术，对52例经临床证实的超声图像进行了分类比较，由于液性囊肿、炎性囊肿、低密度肿块的病灶与正常的组织有不同的纹理特征，我们在多分辨率，相对宽带恒定等作用的功能下，侧重于纹理空间分布的特征表现，根据变换后的小波系数与图像的局部特征存在的对应关系，通过适当的排序小波变换后的系数等，获取了液性囊肿，炎性囊肿，低密度肿块的病灶区域与正常组织的纹理定量的数据描述，且经38例手术、穿刺及置管引流得到证实。由此可见，运用小波分析技术的原理，通过对局部区域的小波变换系数分析，可获取肿块组织区域内的纹理分布的定量描述，又由于小波分析技术较其他图像处理方法具有多分辨率、多方向、光点回波组织均值细腻等特点，通过不同肿块的病灶与正常组织的不同纹理进行分析，可得到腹部血管组织的正常状态及病变后的小波系数的幅值范围，形成对其纹理特征的量化水平，可提高超声对肿块的分析研究能力，帮助临床增强对复杂情况下器官恶良程度的把握与判断，值得在临床推广应用。

　　：

　　［1］王兆源，周龙.检测脑电癫痫波的小波分析方法［J］.北京生物医学，2000，19(3)：153.

　　［2］苗晓敏，王大庆，等.应用直方图频谱定量和彩色变换分析技术对B超组织图像的诊断［J］.医学影像技术，2002，17(8)：142.

　　［3］刘述信.影响超声直方图的因素［J］.中华人民共和国物理医学杂志，1988，10(3)：164.