文摘
本研究的目的是比较计算机断层扫描(CT)的诊断价值基于迭代重建算法在旧心肌梗死(OMI),从而为临床治疗提供理论指导和实践依据。在这项研究中,为了提供理论指导和实践依据临床OMI的诊断和治疗,患者10 OMI选择分为两组,每组5例。此外,一个代数迭代重建算法构造,开始从最初的估计价值,比较,纠正了估计结果和测量结果不断,直到两个结果之间的误差小于预定值。实验组的优化是代数迭代重建算法,和对照组被医院原方法重建。不同迭代次数下的图像质量参数进行了分析和比较,得到最优迭代时间。迭代重建算法在临床诊断价值的研究通过分析的绘画和绘图后诊断的准确性。通过分析和比较的图像质量参数从实验组患者,发现图像质量首先增加迭代次数的增加而下降的增加一定数量的迭代后的迭代次数。结果表明,最优迭代次数是13倍。的绘图时间实验组和对照组54.27分钟,117.87分钟,因此,两组之间均有显著差异( )。此外,有统计上显著差异的准确率实验组(93.33%)和对照组(73.33%)( )。总之,冠状动脉CT成像所需的时间使用代数迭代重建算法大大降低和诊断精度大为提高。因此,冠状动脉CT成像基于迭代重建算法能更有效利用医疗资源,提高诊断准确性OMI的诊断。
1。介绍
几乎所有的心肌梗死是由于血栓形成冠状动脉粥样硬化病变的基础上,导致心肌坏死后缺血超过一个小时(1]。心肌梗死的原因包括过度劳累和情绪困扰。八周后急性心肌梗死的诊断(2),他们被称为老心肌梗死(OMI);以前的心肌梗死史显示轻微的症状,心电图(ECG)缺血性T残余与st段变化调低速档,和病理性q波性形成的局部,也可以视为OMI [3]。没有明确的心电图变化,没有准确的病史,和心脏彩色超声显示节段心肌壁脉动减弱,所以它可以被认为是尾身茂。尾身茂患者通常需要治疗。如果没有心绞痛的症状,阿司匹林和其他药物可用于治疗;如果有心绞痛的症状,冠状动脉疾病应该及时了解通过计算机断层扫描(CT)图像(4),如有必要和搭桥手术应该执行(5]。近年来,随着中国人民健康意识的提高,越来越多的尾身茂需要及时诊断和治疗。冠状动脉CT是一种辅助检查,检查是否正常的动脉血管。由于长时间训练周期的医生(6),需求存在着巨大的差距,以及智能算法引入重建冠状动脉CT成像,以减轻医生的短缺和带来更多的快速、准确诊断病人。
CT的原理是由投影重建图像,和其设备主要有三个部分7]。第一部分(扫描部分)由x射线管、探测器和扫描帧。第二部分是计算机系统,存储的信息和数据收集的扫描。第三部分是图像显示和存储系统。探测器也由原来的4800多现在(8]。扫描方法也逐渐从翻译/旋转,旋转/旋转,旋转/固定新开发的螺旋CT扫描。计算机大容量和快速操作(9),可以实现直接重建图像。可以通过注射造影剂CT血管造影血管造影术。冠状动脉CT成像技术可以应用于法官OMI和帮助临床诊断。图像重建算法可以分为两类:转换法和级数展开法(10]。经典的重建算法转换方法包括直接傅里叶变换法和卷积反投影方法。迭代法是应用最广泛的级数展开方法的算法。迭代重建算法是图像重建算法,从最初的估计(11),不断比较和修正估计结果和测量结果,直到两个结果之间的误差小于预定值。有许多不同类型的迭代重建方法,其中最广泛研究和应用的是(12代数重建技术(ART),联合迭代重建方法,和最大熵重建方法。近年来,代数迭代重建算法已广泛应用于临床医学,特别是在医学成像,具有良好的应用前景。
根据先前的研究,发现医学图像诊断疾病的重建在人工智能算法(13)可以大大减少医生的工作量和更好的确保病人的健康。因此,冠状动脉CT成像的图像质量和图像重建速度和原始冠状动脉CT成像(14]介绍了代数迭代重建算法进行了比较,以比较和分析该算法在OMI的诊断价值。它提供了更多的参考临床诊断,治疗和OMI的研究。
2。材料和方法
2.1。研究对象及分组
患者调查研究中选择从10省略治疗患者在医院从2019年4月到2020年4月,包括6个女性男性和4。所有人被分成两组。每组5例被医院检查原始CT成像(对照组)和冠状动脉CT成像的代数迭代重建算法(实验组)。此外,这项研究是获得医院伦理委员会的批准,本研究和患者理解并同意签署一份知情同意书。
包含被定义的标准包括18 - 65岁的患者;没有其他循环系统在最近时期的疾病包括在本研究;和循环系统疾病没有治疗史。
排除的标准定义,包括病人患有精神疾病或其他系统疾病;循环系统疾病;不完整的临床资料;,不配合医生。
2.2。冠状动脉CT成像检查的患者
图1显示了CT设备图,与模型定义。设备使用时,冠状动脉CT图像项目注册在CT机根据CT数字、姓名、性别和年龄的研究对象。扫描后,CT图像重建的两种方法进行扫描获得两组冠状动脉CT图像。成像操作进行诊断后证实,没有失踪的扫描和所有图层的图像满足诊断要求,以减少风险的数量和时间要求完成扫描要求。因此,这将有希望减少患者的辐射剂量和省钱。完成上面的操作后,医务人员进入扫描室,帮助退出床和床的高度较低,并要求病人下车扫描床上。两名全职心脏病专家进行双盲的冠状动脉CT图像并记录结果。如果诊断不同,三分之一的医生会做出的判断。的重建时间两组比较和分析,以及图像质量的价值分析的代数迭代重建算法在OMI的诊断冠状动脉CT成像。
2.3。迭代重建算法
Raddon变换(Rf)(l,ϴ)图的功能f (r,Ф)是线积分的f (r,Ф)沿着线l。衰减系数之和的每个对象的体积元素沿射线路径,即测量投影数据。图像重建问题的本质可以概括为函数的图像f (r,Ф)并可根据投影数据p (L,ϴ),可以用方程(1)。
艺术的本质是迭代法应用于近似离散投影方程,和不断纠正偏差,直到获得满意的结果。代数重建法是数学上寻找一个向量满足给定的线性不等式。图2表明代数重建法的基本思想。迭代算法的工作原理如图3。
在上面的图3像素的像素值j是由Xj和雷重叠的面积我和像素j的面积是图中阴影的十字路口,和它比像素的面积δ2通过方程计算(2)。
像素的贡献P对雷我的射线投影方程所示(3)。
雷j还通过其他像素,其总射线投影得到方程(4)。
可用的矩阵可以表示为方程(5)。
除此之外,P是j,可以在方程(6)。
维向量称为测量向量,X是我,见方程(7)。
维向量称为图像R为j和我维矩阵,这也被称为投影矩阵(方程(8))。
在实际应用程序中,X根据测量可以获得P和已知的矩阵R(R可以通过定义像素的几何结构布局和射线)。考虑到实际情况和不可避免的测量误差,方程是修改如下。在方程(9),E代表误差向量。
因此,函数是由方程(10)。
是解决toequation (11)。物理意义是平方之和产生的射线和测量值之间的误差最小。
上述方程的物理意义是当地的均匀每个像素与其相邻的像素之间和整个图像的均匀性。如果最小平方准则是,目标函数也可以结合,可以显示在方程(12)。
最低被选中。通过这种方式,最小平方准则、最大均匀性标准,集成和平滑度标准。
2.4。病人治疗和疗效评估
算法的评价包括时间复杂度,它是指执行这个算法所需要的时间。计算机算法是一个函数f (n)问题的大小n,算法的时间复杂度是记录如下:
因此,问题的规模越大n是,算法执行时间的增长率正相关的增长率吗f (n),这叫做渐近时间复杂度。空间复杂度是指算法需要消耗的内存空间;正确性是最关键的标准来评估算法;可读性是指一种算法可以很容易地读取;和健壮的指的是一种算法的响应能力和流程不合理的输入数据。自本研究的最迫切的需求是减少诊断时间,提高精度,在此基础上,迭代重建算法的诊断价值评估冠状动脉CT成像分析的正确性和时间复杂度(CT图像重建的辅助判断的准确性与图像质量呈正相关)。
在这项研究中,精度是用来表达的影响医生的诊断,这反映了辅助临床诊断算法的应用价值。具体计算方法是显示在方程(14)和(15),缩写为一个;真阳性(TP)是一个真实的例子,这意味着预言是真的,事实也是如此。
2.5。统计方法
的统计软件SPSS 19.0版本是用于数据处理的分析和比较在这项研究中,所表达的和定量的计算数据。对比组是由t以及。数据分析表明,在统计学上也很大 。
3所示。结果
3.1。尾身茂患者冠状动脉CT图像
图4显示冠状动脉CT图像的比较三个随机OMI的病人。A、B和C都下的CT图像代数迭代重建算法;D, E, F医院前的原始CT图像的算法。发现冠状动脉CT图像下的尾身茂迭代重建算法更清晰,更好的质量,这是更有助于提高医生诊断的准确性。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
3.2。图像质量的参数迭代重建算法
代数迭代重建算法是一个迭代的过程,但重建图像的质量并不是成正比的迭代的数量。当达到一定次数时,图像质量会降低随着迭代次数的增加,因此有必要找到一个最佳的迭代次数。如图5,有5名患者的冠状动脉CT图像质量参数的不同的迭代次数下实验组和迭代的数量是1、4、7、11、13、14、16、17日和20。图表显示的图像质量参数第一个病人是0.511,0.377,0.342,0.336,0.334,0.367,0.379,0.489,和0.507在不同迭代次数;第二个病人的图像质量参数分别为0.541,0.365,0.341,0.337,0.335,0.358,0.391,0.496,和0.517;第三个病人的图像质量参数分别为0.537,0.371,0.338,0.335,0.336,0.369,0.384,0.481,和0.521;第四个病人的图像质量参数分别为0.528,0.374,0.345,0.340,0.338,0.377,0.389,0.467,和0.512;第五个病人的图像质量参数分别为0.565,0.369,0.339,0.332,0.333,0.354,0.381,0.475和0.529。五个病人最优迭代次数是13日,13日,11日,13日和11。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
3.3。迭代重建算法的时间复杂度评估模型
从对照组25例被医院原始CT成像检查冠状动脉CT图像,有25名患者的冠状动脉CT图像下的实验组代数迭代重建算法。图6显示冠状动脉CT成像重建的时间五个实验组的病人。总共三次图像重建,重建的时候第一次是58分钟,49分钟,55分钟,53分钟,和51分钟;第二次是50分钟,61分钟,51分钟,52分钟,55分钟;第三次是56分钟,59分钟,53分钟,54分钟,57分钟。
时间来重建冠状动脉CT成像的5名患者与对照组相比,结果如图7。图像重建总共3次,第一次117分钟,121分钟,116分钟,114分钟,120分钟,第二次123分钟,119分钟,117分钟,120分钟,114分钟,122分钟的第三次,112分钟,119分钟,118分钟,116分钟。
如图8实验组和对照组3冠状动脉CT图像重建,以及每一次的平均时间是比较。冠状动脉CT图像重建的平均时间的代数迭代重建算法53.2分钟,53.8分钟,55.8分钟;三次的平均值是54.27分钟。更重要的是,原来的CT图像重建的平均时间在医院里是117.6分钟,118.6分钟,117.4分钟,三倍的平均时间是117.87分钟。
(一)
(b)
3.4。正确评价
冠状动脉CT成像重建了医院原始程序和新引入的三次代数迭代算法,这是,分别为re-diagnosis交给医生。如图9在实验组,正确诊断的数量是5,4和5;正确的诊断在对照组的数量是3,4,4。
基于上述,实验组的准确性为100%,80%,和100%,和精度的平均值是93.33%;对照组的准确性为60%,80%,和80%,平均值为73.33%,如图10。
4所示。讨论
尾身茂通常是由病人的不正确的饮食和生活习惯15],它是高度相关的不健康习惯的患者如过度疲劳,过度的情绪波动,不规则的饮食,饮食过量。病人通常有急性心肌梗死的历史;尾身茂病人应该主要有光和易于消化的饮食;不应该吃高油食物,糖和脂肪(16];多吃新鲜蔬菜和水果,如富含高维生素、高纤维素的食物。临床治疗主要是根据冠状动脉扩张,抗凝,营养心肌,防止复发心肌梗死(17),和个性化的治疗是必需的。如果没有特别的不适,不需要治疗,只有预防治疗是充分的。如果有必要,fat-lowering和抗凝治疗可以实施,加上低脂饮食和适当锻炼,定期的后续访问当地医院,心脏病和冠状动脉造影(18]。与图像重建算法的发展,有越来越多的国内外人工智能算法的情况下协助医疗诊断。迭代重建算法的基础是先估计分布的x射线光子(19]。可能在此基础上,计算了探测器在每个投影方向估计,然后是拼写与投影数据实际上由探测器收集更新原来的估计数据(20.]。重复这个过程,直到下一次迭代结果无限接近。迭代重建算法在各个行业广泛应用于图像处理。临床诊断的尾身茂通常是通过分析、确定患者的冠状动脉CT图像。
医院的冠状动脉CT图像的原始方法生产是缓慢的,和辅助诊断的准确性不高。因此,在这项研究中,介绍了代数迭代法重建CT图像,为了促进医疗设备的利用率,减少医生的工作量,提高诊断准确性。所选择的病人接受了医院原始CT成像和代数迭代重建算法冠状动脉CT成像;实验组是CT成像的算法介绍了研究;和对照组是医院原始CT成像。结果表明,CT图像重建在实验组的平均时间为53.2分钟,53.8分钟,55.8分,和CT图像重建在对照组的平均时间为117.6分钟,118.6分钟,117.4分钟,分别。三倍的平均时间为117.87分钟,而实验组和对照组之间的差异明显( ),这表明实验组可以更有效地利用医疗资源,给病人更快的结果。的分析结果和图像质量参数的迭代次数,发现变化趋势基本上是,从第一次到第七次,提高了图像质量,改善第七次后速度变得缓慢,和13后图像质量达到最优th时间。后来,图像质量降低了迭代的数量的增加。优化的迭代次数下的重建图像,医生诊断图像的两组。结果透露,实验组的准确性为100%,80%,和100%,平均值为93.33%;对照组的准确率是60%,80%,和80%,平均精度为73.33%的价值。因此,它表明,高质量的冠状动脉CT图像重建的代数迭代算法可以提高疾病的诊断准确性。这是符合王等。20.]。优化前后的图像算法,发现原来的CT图像重建是缓慢和图像质量不高。迭代重建算法的应用后,提高了工作效率与成像清晰,表明该算法用于这个研究有积极作用提高CT图像的质量。
5。结论
在这项研究中,10例省略患者选择冠状动脉CT成像,然后图像被使用医院原始方法,重建图像质量和图像与图像处理的生产时间比较介绍了代数迭代重建算法。图像生产后,医生东征两组图像,结果表明,冠状动脉CT图像的代数迭代重建算法可以显著提高医生诊断的准确性。介绍了算法下,图像质量高于之前,最优迭代次数是13倍,画的时候几乎翻了一番,这是更有利于医疗资源的充分利用。然而,本研究选定的病人病例相对较小,所以结果可能有一定的局限性,只和图像重建算法时间复杂度方面的评估和正确性。在未来,有必要进一步扩大样本,使研究结果更有实际意义和扩展算法评估的方法,从而更有效地分析冠状动脉CT成像的诊断价值在OMI基于迭代重建算法。总之,冠状动脉CT成像基于迭代重建算法具有良好的诊断性能OMI患者。这个结果可能为OMI的诊断和治疗提供新思路。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。