计算机断层摄影图像特征在智能算法下诊断人源化护理对原发性肝癌患者神经内分泌激素的影响

摘要

本研究旨在探讨智能算法去噪处理的CT图像在评价原发性肝癌患者术后神经内分泌激素变化的人性化护理中的应用价值。本研究在残差网络的基础上，构造了一种结构简单的递归残差编解码(RRCD)算法，该算法能有效去除CT图像中的伪影和噪声，并能很好地恢复图像细节和病变特征。收集60例原发性肝癌术后患者，分为常规护理对照组(30例)和人性化护理实验组(30例)。经过一段时间的护理后，对基于智能算法的CT图像进行激素含量评价。结果显示实验组局部坏死率(FNR)为6%。入院后第6天和第15天(T3和T4)促肾上腺皮质激素(ACTH)水平分别为41.25±3.81 pg/mL和19.55±1.72 pg/mL。入院后第6、15、30天(T3、T4、T5)皮质醇水平分别为424.86±16.82 nmol/L、277.98±14.36 nmol/L、241.53±13.27 nmol/L。雌二醇水平分别为53.48±11.19 pg/mL、41.64±9.28 pg/mL和30.59±8.16 pg/mL。睾酮水平分别为2.18±1.14 ng/mL、1.78±1.03 ng/mL和1.42±0.69 ng/mL。焦虑自评量表(SAS)得分分别为40.24±5.81分、36.55±5.02分、32.53±4.8分。 There were 24 cases, 27 cases, 23 cases, and 21 patients who followed no smoking and drinking, taking medication on time, diet control, and self-monitoring. The scores of physical function, self-cognition, emotional function, and social function were 62.59 ± 6.82 points, 69.26 ± 8.14 points, 73.89 ± 6.35 points, and 66.88 ± 7.04 points, which were better than those of the control group in all aspects ( ）.总之，人性化的护理课程可以提高患者术后的依从性，提高患者的生活质量，抑制患者的焦虑和抑郁情绪，对患者的神经内分泌激素水平和预后都有积极的影响。

1.介绍

原发性肝癌(Primary liver cancer, PLC)是指肝细胞或肝内胆管细胞癌变，临床上以肝区持续性疼痛、进行性肝肿大为特征[1］．PLC是我国最常见的恶性肿瘤之一。PLC的患病率为40-60岁人群，男性患病率高于女性。病因通常与病毒性肝炎、肝硬化、黄曲霉毒素和受污染的饮用水有关[2］．主要治疗方法有手术、液氮冷冻、激光治疗等。然而，即使肝癌被彻底切除，仍有60%-70%的患者在5年内出现转移和复发[3.]，因此预防术后复发是提高肝癌治疗效果的关键。

近年来，随着心理神经学的发展，心理因素对神经内分泌的影响越来越受到人们的关注。癌症患者的焦虑和抑郁等心理反应可以作为压力的来源，刺激身体产生非特异性的压力反应。基于神经内分泌作用，人体的杀伤细胞和T淋巴细胞减少，从而导致癌症患者免疫功能下降[4，5］．许多学者提出，患者手术前后的紧张和焦虑会影响神经内分泌和循环系统，引起交感神经亢进、儿茶酚胺分泌增加等连锁反应。此外，还会导致机体免疫功能下降，对癌症患者的治疗和预后产生不利影响[6］．人性化护理是一种以病人为中心的护理理念。肝癌患者术后并发症较多，容易复发。病人的生理和心理承受着巨大的负担。人性化护理及时照顾患者的生理和心理状况，将人文关怀融入护理服务中，对患者术后康复起到重要作用[7，8］．

计算机断层扫描(CT)是目前广泛应用于PLC诊断和术后疗效评价的影像学方法。可显示治疗前后肝脏病变的大小、形状、数量、血供及肝外转移[9，10］．但是，在检查过程中积累大量的x光片会增加患病的可能性，并对患者造成辐射危害。常用的方法是降低辐射剂量，如降低管电流、不完全投影等，可大大降低辐射对患者的危害，进一步扩大CT的应用范围[11，12］．然而，这往往会导致最终成像引入噪声和伪影，降低CT图像的质量，影响医生对病情的诊断[13］．残差网络是一种可以解决普通卷积网络在网络深化时性能不变甚至退化的网络结构。它将噪声图像作为高质量图像与噪声的混叠，提取噪声特征[14］．近年来，残差网络在CT图像去噪中得到了广泛应用。该算法不仅节省了网络训练损耗，而且在去噪过程中有效地提高了网络性能，减少了计算量[15]，这具有良好的有效性和优越性。

本研究将CT成像技术和基于智能算法的激素含量测定方法应用于60例术后PLC患者。经过一段时间的常规护理和人性化护理，综合评价患者术后神经内分泌激素的变化，为PLC的治疗和预后提供参考依据，展示CT成像在PLC中的应用价值。

2.材料和方法

2．1．研究对象

选取2019年2月至2021年3月在该院接受手术治疗的60例PLC患者，年龄范围35-70岁。随机分为常规护理对照组和人性化护理实验组，每组30例。纳入标准定义如下:符合《PLC诊疗规范》2017版临床诊断和分期标准的患者;首次接受肝癌手术的患者;无其他严重器质性疾病者;和有完整临床资料的患者。

排除标准定义为:合并其他恶性肿瘤患者;术前有化疗或类固醇激素药物史的患者;经期的女性;临床资料不完整的患者;不配合检查，依从性差的患者。本实验已获得医院伦理委员会批准，所有实验相关事项已通知患者及其家属，并签署知情同意书。

2.2。护理方法

对照组给予术后常规护理。告知患者术后注意事项、饮食禁忌及生活指导;注意病人的意识和精神状态，警惕术后并发症。实验组给予人性化护理，方案如下。（1)心理护理。手术后，护士应多与患者沟通，进行适当的心理疏导，耐心倾听并回应患者的问题，鼓励患者放松。此外，护士还要与患者家属沟通，多与患者沟通，了解患者当前的内心感受，鼓励家属给予患者更多的心理支持。（2）引流管护理。每个引流管都采用小贴纸作为标记，便于识别。护士每天在规定时间到病房检查管路是否畅通、脱落。引流袋应每天及时更换，防止感染。每天监测引流液的颜色和形状，如有异常应及时报告医生。（3）动作指导．护士应该告诉病人手术后至少要在床上躺48小时。病人不应试图下床在地面上移动。病人病情稳定后，医生要求他在地面进行适当的活动。（4）出院指导。出院后嘱患者严格控制饮食，并给予饮食指导，防止因饮食过量引起消化不良。

2．3.主要仪器及试剂

本研究主要使用的试剂和仪器有促肾上腺皮质激素(ACTH)试剂盒(BYabscience，中国南京)、皮质醇试剂盒(上海济宁生物科技有限公司)、醚(山东初鑫化工有限公司)、雌二醇对照品(广州嘉图科技有限公司)、睾酮对照品(中国北京Solarbio生命科学)、磷酸盐缓冲盐水溶液(湖北诚丰化工有限公司)、离心机(北京海艺科技有限公司)、超低温冰箱(济南阿拉布仪器设备有限公司)、放射免疫分析计数器(合肥众诚机电科技发展有限公司)、恒温水浴(济南同信生物科技有限公司)、电振荡器(上海顺谱电子科技有限公司)。

2.4。荷尔蒙含量的测定

所有患者于入院后第2天和第1天抽取外周静脉血8 mL^圣， 3^{理查德·道金斯}， 6^th, 15^th, 30^th手术后一天。

CTH检测方法如下。取血清2 mL，置于含30 mL血清的试管中μL乙二胺四乙酸的二钠，轻轻摇动良好，以3000rpm离心10分钟以分离血清，然后在-80℃下储存在冰箱中。在实验开始前15-20分钟，将样品放入室温或冰水中以使3000rpm以3000rpm离心5分钟以取出上清液。100年μL置于放射免疫测定专用试管中。此外,磷酸缓冲盐溶液,ACTH标准产品,血清测试,125 i-acth,和兔子anti-ACTH注入空管抗血清,标准产品测试管,和血清样品管,动摇轻轻拌匀,然后放置在4°C水浴至少15个小时。然后,在500年之后μ每管注射兔抗免疫分离试剂L，摇匀室温孵育15 min, 3000转/离心10 min，取上清液。最后，测量各试管中放射性物质的含量。

皮质醇检测如下。实验前10分钟，试剂盒和待测样品从冰箱中取出，冷却至室温。100年μL样品置于专用放射免疫分析管中。此外,磷酸缓冲盐溶液,ACTH标准产品,血清测试,125 i-acth,和兔子anti-ACTH注入空管抗血清,标准产品测试管,和血清样品管,动摇轻轻拌匀,然后放置在37°C水浴50小时。后续操作与ACTH测定过程相同。

雌二醇检测方法如下。收集3-4 mL血清，37℃水浴40 min, 3000rpm离心5 min分离血浆，注射到试管中，密封，保存在−76℃冰箱中。在实验中，200μL标准物质和血清样本进行测试注入试管,和1毫升的磷酸缓冲盐溶液被注入每一个管,轻轻摇动,直到完全混合,然后在室温下孵化后10分钟。2.5毫升的蒸馏乙醚是添加到每个管,迅速盖紧，防止挥发，然后放入电振动筛大力摇匀2分钟。发现分层后，将提取的激素的乙醚注入全新的试管中，在37°C的水浴中用氮气蒸发全部液体。试管取出后，200μL磷酸缓冲盐溶液注射，室温孵育10 min, 200μL严格按照说明书进行抽吸提取测定。

睾酮检测采用与雌二醇检测相同的操作。

2．5．CT检查

所有患者在检查前被告知禁食8小时，6小时不喝水，检查前30分钟取约1500ml水填满上消化道。病人仰卧在检查台上，双脚向前伸，双臂抬起放在头的两侧，医生要求病人不要移动，保持呼吸平稳。采用美国GE公司Revolution CT机扫描患者膈肌，从膈肌顶部至肝下缘，上横线在剑突下，两侧在腋中水平。扫描参数确定为:管电压在80 ~ 140 kVp之间切换，管电流为50 mA，动静脉相为480 mA，层厚为4 mm，间距为5 mm，间距为0.992:1。

所有图像经GE adw4.6工作站处理，重建碘/水基物质图，测量图像上正常肝组织、血供区、坏死区碘/水浓度。邀请三位经验丰富的专业影像医师进行三次测试，取数据平均值。

2．6．基于深度学习的递归残差编解码算法

对于带有噪声的图像，可以简单地认为是清晰图像与噪声的混叠，可以表示为:

在上式中，N代表了噪音,一个表示清晰图像，和我指在图像检测中获得的带有干扰噪声的图像。图像中的噪声一般为高斯噪声，包括波动噪声、宇宙噪声、热噪声和散粒噪声。其正态分布的概率密度函数表示为:

然而，CT图像中的噪声通常显示为条纹伪像，其不符合正态分布的标准。因此，拆除高斯噪声以消除CT图像噪声的通常方法通常不会太好，因此它必须找到一种用于去噪的合适方法。

卷积神经网络（CNN）是一种神经网络结构，通过多层非线性映射计算输入数据并输出预测结果。本质是回归优化计算，其将反馈层引入传统的多层感知网络结构中以优化预测结果。但是，普通的CNN具有缺点;也就是说，当神经网络的深度增加时，网络性能似乎处于没有变化的状态甚至下降。剩余网络以与网络的跳转连接添加，以避免在背部衰退期间梯度消失的缺点，从而提高了网络的性能。剩余网络和普通CNN之间的最大差异是后者直接获得去噪图像，而残余网络以更简洁的方法和相对较小的计算量提取清晰图像和嘈杂图像之间的残差。基本结构如图所示1．

残差网络是通过提供残差单元的基本集合而形成的，其中包含两个叠置的卷积层。人们认为O_n为第n个剩余单元的输入，O_n＋1为输出结果，F（O)表示卷积层的残差映射问_n指的是重量n-th层。然后，整个关系可以表示如下：

如果堆叠卷积层处理后的图像维数与原始图像不一致，则跳转连接时需要维数映射卷积层。这个卷积核可以用H_年代，其内容如下:

通过类比，从0级到级n方程(3.)可以概括为 ．与跳接一起使用，线性变换可用于一次连接输入和输出层。当网络深度相等时，残差网络的操作难度与普通网络相同，不需要学习其他参数，但残差网络可以设计出更深层次的网络结构。

使用普通网络对图像去噪时，无法一次性完全去除图像中的噪声。因此，本研究在残差网络的基础上，将残差编解码器网络的内容与递归网络相结合，建立了一种新的网络模型，称之为递归残差编解码器网络(RRED-Net)。它既具有残差网络的优点(易于训练)，又结合了递归网络的优点。它可以对原始输入图像进行重复去噪处理，也可以最大程度地恢复图像的细节。

人们认为 表示一般的CT图像 代表了正常剂量CT图像。然后，图像质量劣化的过程可以表示如下：

在上式中，表示从的直接映射N来米．

一般CT图像的去噪过程可以看作是一个端到端映射问题。当图像米被输入，一个映射对残差网络进行训练后可以得到满意度，其表达式为:

在上式中，是和N为正常剂量的CT图像。在剩余网络中， ，残差映射G（米)，即一般CT图像之间的残差米和正常剂量的CT图像N．

然后，在这个总体架构中，方程中的剩余编解码器网络(6)可以重复使用去噪图像。在每次递归中，初始图像和输出结果y将-th递归作为下一次递归的输入，可以避免递归过程中初始图像中的信息丢失，更完整地提取图像特征，保留细节。残差网络的递归过程可以表示为:

在上式中，n表示递归总次数，米为网络输入，RED-Net为构建的剩余编解码器网络，为第n次递归后得到的无噪声CT图像k_在表示输出结果之间的级联反应O_n第n次递归和初始的一般CT图像米．J_n＋1的输入n+ 1-th递归。为了评价处理后的图像质量，选择峰值信噪比(PSNR)和结构相似性指数(SSIM)来判断所使用的去噪算法的性能。PSNR的定义如下:

在上式中，C表示无噪声的图像 ，E是指经过去噪处理的图像D指图像的最大像素值与最小像素值之差的绝对值。

SSIM的定义如下:

在上式中，和表示图像的平均值和 ，分别;和规定的数量;和指的是图像之间的方差和 ，分别;和表示图像的协方差和 ．

2.7。观察指标

经过一段时间的护理后，观察指标，包括血液供应区域，坏死区域，actH水平，皮质醇水平，雌二醇水平，睾丸激素水平，SAS得分，以及由CT在两组中检测到的生命分数的比较和质量。．

2.8。统计分析

所有实验数据通过SPSS 24.0统计分析，测量数据表示为平均值+标准偏差（±年代)，计数资料用于统计推断χ²测试。符合正态分布的测量数据用t以及。 被认为具有统计学意义的差异。

3.结果

3.1。两组患者的一般信息比较

如表所示1，对照组与实验组在年龄、性别、肿瘤大小、肝硬化史、手术时间、病变数量等方面差异均无统计学意义( ）.

3．2．两组患者病灶有无血供的比较

采用基于智能算法的CT成像技术对两组患者术后病变进行检查。检测情况如图所示2．对照组病灶95个，血供区86个，坏死区9个，坏死率为9%。实验组共98个病灶，其中血供区92个，检测到6个坏死区，坏死率为6%。实验组FNR低于对照组，差异有统计学意义( ）.

3．3.两组患者各时间点神经内分泌激素水平比较

如图所示3.，两组患者术前神经内分泌激素(ACTH、皮质醇、雌二醇、睾酮)水平无明显差异，无统计学意义( ）.术后T1、T2、T5时，实验组ACTH水平与对照组无明显差异。T3和T4时ACTH水平分别为41.25±3.81 pg/mL和19.55±1.72 pg/mL，低于对照组的46.21±3.97 pg/mL和28.82±2.16 pg/mL ( ）.与对照组相比，实验组在T1和T2时的皮质醇水平没有显著差异;在T3、T4和T5,皮质醇的含量分别为424.86±16.82 nmol / L, 277.98±14.36 nmol / L和241.53±13.27 nmol / L,分别所有的低于对照组,分别为452.42±17.9 nmol / L, 309.83±15.72 nmol / L和270.34±13.02 nmol / L ( ）.实验组的雌二醇水平没有显著不同于对照组在T1和T2,分别为53.48±11.19 pg / mL, 41.64±9.28 pg / mL,和30.59±8.16 pg / mL T3, T4, T5,分别所有低于对照组,分别为58.77±11.52 pg / mL, 47.59±9.31 pg / mL,和39.78±8.44 pg/mL ( ）.实验组的睾丸激素水平没有显著不同于对照组在T1和T2, 2.18±1.14 ng / mL, 1.78±1.03 ng / mL,和1.42±0.69 ng / mL T3, T4, T5,分别所有较低与对照组相比,2.65±1.07 ng / mL, 2.14±0.98 ng / mL,和1.92±0.73 ng/mL ( ）.

3．4．各组患者各时间点SAS评分比较

焦虑自评量表(SAS)是一种评估焦虑的标准，是一种衡量焦虑程度及其变化的心理量表。焦虑得分在50分以下为正常，50 - 60分为轻度焦虑，61-70分为中度焦虑，70分以上为重度焦虑。如图所示4，两组患者术前SAS评分比较，差异无统计学意义( ）.手术后,实验组的SAS得分没有大大不同于对照组在T1和T2, 40.24±5.81点,36.55±5.02点和32.53±4.8点在T3, T4, T5,分别低于对照组(46.11±5.76,40.42±4.88点,37.84±4.79分)，差异有统计学意义( ）.

3．5．两组患者依从性行为比较

如图所示5,实验组患者的数量在禁止吸烟和喝酒,按时服药,饮食控制,和自我监控是24日27日,23日和21日分别,都高于对照组(20例,24例,18例,17例,分别),所以从统计学上看，差异是明显的( ）.

3.6。两组患者术前、术后生活质量评分比较

数字6说明两组患者术前、术后生活质量评分比较。数字7(a)提示两组患者术前生活质量评分无明显差异，无统计学差异( ）.实验组患者术后身体功能、自我认知、情绪功能、社会功能得分分别为62.59±6.82分、69.26±8.14分、73.89±6.35分、66.88±7.04分;对照组分别为50.68±6.72、61.33±7.29、65.38±6.21、60.17±6.26(图)7（b））。因此，与对照组相比，实验组的物理功能，自我认知，情感功能和社会功能的分数与对照组相比更高，差异统计学伟大（ ）.

3.7。智能算法处理前后CT图像的比较

实验组男性患者1例，62岁，主诉右上腹部疼痛不适3个月以上，病情进行性加重入院。术前CT示肝脏内肿块，肝内胆管扩张。图像显示不清晰，内部有干扰噪声，影响了胶片的阅读。采用基于残差网络的智能算法对图像进行处理后，病变的背侧大部分被切除，残余病变较少。图像清晰显示，没有不必要的噪音(图7）.术后1个月人性化护理，患者体重增加4公斤。

4.讨论

神经内分泌激素是维持人类环境稳定的重要激素之一。它参与许多生理过程，如生长、发育和生化代谢[16］．神经内分泌激素可以调节多种基因的转录和蛋白质的合成，促进激素依赖性肿瘤的生长[17］．肝脏是多种激素的靶器官，是激素生物转化和储存的主要场所。体内激素水平的失衡往往会引起细胞生物学效应的变化[18]，导致肿瘤发生，肿瘤组织也可以分泌“异位激素”。这种激素水平的变化会导致下丘脑垂体轴不平衡，从而进一步影响身体中的激素水平[19］．在本研究中，术后60名原发性肝癌患者随机分为常规护理对照组（30例）和人源化护理实验组（30例）。通过一段时间，通过基于智能算法和血液中的激素含量的CT图像评估两组患者。结果表明，对照组中的actH，皮质醇，雌二醇和睾酮水平高于实验组中的水平（ ）.主要原因可能是在常规护理下，受损肝功能的恢复速度慢于人性化护理，体内多余的神经内分泌激素无法有效灭活，导致激素在体内积聚。为了去除CT图像中的伪影和噪声，本文提出了一种递归浅层残差编解码网络模型，并提出了一种新的算法。一方面，通过减少残差编解码器网络中的层数和卷积核数，降低了网络的复杂度，并采用递归思想获得高质量的图像。另一方面，为了避免卷积造成的细节丢失，更好地重建图像，在每次递归时将原始输入图像级联到下一个输入图像。实验结果表明，递归伪影去除是一种有效的方法，它不仅降低了网络的复杂度，而且提高了网络的性能，使去噪结果能够保留图像的细节，具有更清晰的结构。

肝癌术后有许多并发症。护理不加强会影响患者的预后，从而影响患者的生活质量。本研究结果显示，全程人性化护理患者的生活质量评分显著高于常规护理患者( ）.活动指导帮助病人不要过早起床,导致手术部位出血,加强引流袋的管理,取代了每天引流袋,防止感染的发生,并优化预后,提高患者的身体功能和社会功能。对患者进行心理护理，提高自我意识，增强自信心，提高自我意识和情绪功能得分。Yan的研究表明，人性化护理干预的黄疸新生儿血氧饱和度优于常规护理干预的新生儿[20.］．这项研究的结果与此一致。肝癌患者术后5年内生存率较低，且术后易复发。患者担心自己的生存状况，出现焦虑、抑郁等症状。改善患者的消极情绪在肿瘤手术的后续治疗中具有重要意义。本研究结果显示，全程人性化护理干预后患者的焦虑、抑郁评分均低于常规护理，说明全程人性化护理可以改善患者的负面情绪。护士对患者进行心理辅导，全程人性化护理干预，帮助患者增强自我意识，提高自信心。同时给予患者家属心理上的安慰，促使家属给予患者更多的心理支持。既往研究表明，人性化护理下心血管外科重症监护病房患者的焦虑、抑郁评分明显低于常规护理患者[21］．本研究结果与以往研究结果一致。人性化的护理流程可以提高术后患者的依从性，优化患者的生活质量，缓解患者的焦虑、抑郁等不良情绪，对患者的神经内分泌激素和预后起到积极的作用。

5.结论

在本研究中，将60名患有原发性肝癌的术后患者随机分为相同量的常规护理组和人源化护理组。通过一种护理期，通过基于智能算法使用CT图像来确定和评估激素含量。结果表明，实验组比局部坏死率的对照组好，神经内分泌激素水平在某个时间点，SAS评分在某个时间点，术后遵守和生活质量分数，差异是统计学意义（ ）.未来将扩大样本量，在这一方向进行更深入的研究。

数据可用性

用于支持本研究发现的数据可由通讯作者要求提供。

的利益冲突

作者声明没有利益冲突。

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