文摘
这项研究集中在临床治疗泌尿系结石的治疗效果与肾功能衰竭及其与血清炎症因子水平的关系。90名儿童与泌尿系结石三聚氰胺被选为研究对象。的52例组1 (nonrenal失败),和38例在2组(结合肾功能衰竭)。此外,35住院儿童不受三聚氰胺污染的牛奶喂养的历史同期作为健康对照组。他们都接受了超声成像检查基于散斑噪声的算法,和预后进行了分析。发现峰值信噪比(PSNR),结构相似度(SSIM),和当地边缘保护指数(EPI)算法的研究明显大于其他算法(< 0.05)。的入学年龄的孩子在1组明显小于组2,双边石率明显高于2组,差异具有统计学意义(< 0.05)。52岁的孩子在组1,石头消失在25例治疗后,石头是减少20例,7例的石头保持不变。治疗的总有效率为88.46%。2组,38例的石头消失在22例治疗后,石头减少12例,4例的石头保持不变。治疗的总有效率为89.47%。没有区别指出是血尿素氮(BUN)、血肌酐(Cr)、肿瘤坏死因子-α和c反应蛋白(CRP)水平组1、组2,健康对照组(> 0.05)。因此,在这项研究中具有更好的去噪算法比传统算法对超声图像去噪的影响,较高的定义、低噪音和工件。儿童的临床治疗泌尿系结石和肾衰是高效、肾功能及血清炎症因子水平恢复到正常范围,炎症反应是削弱。
1。介绍
肾衰竭是肾功能下降,发生在肾脏无法维持新陈代谢和水和电解质的平衡。肾功能衰竭分为急性肾功能衰竭和慢性肾功能衰竭(1,2]。急性肾功能衰竭起源于肾小球滤过率的快速下降,含氮废物在体内积累,水、钠潴留,电解质失衡,和病人排尿减少甚至无尿等症状,一般水肿和心力衰竭(3]。急性肾功能衰竭也被称为急性肾损伤,及其原因包括肾前的,肾实质,postrenal因素(4,5]。急性肾损伤引起的肾前的和postrenal因素是可逆的,但及时诊断和积极治疗有助于预后良好,并在大多数情况下可以恢复肾脏功能正常(6- - - - - -8]。在临床实践中,慢性肾功能衰竭在肾脏学很常见,主要起源于肾元的肾脏损害和严重破坏,从而导致内分泌失调,氮代谢物存储障碍,和水电解质和酸碱平衡紊乱。在慢性肾功能衰竭的情况下,身体的免疫力和抵抗将大幅减少,和内部环境障碍引起的肾排泄和代谢功能障碍将进一步使身体对感染的反应异常。更糟的是,抗生素的临床应用受到各种限制(9]。临床治疗急性肾功能衰竭和慢性肾功能衰竭通常使用血液透析。血液透析患者的肾脏替代治疗急性和慢性肾功能衰竭。可以消耗身体的血液从身体外部,通过无数空心纤维透析器由。电解质溶液(透析方案)和类似的血液交换物质的浓度与血液清除代谢废物,维持电解质和酸碱平衡,同时去除过量的水(10]。在这项研究中,进行血液透析对儿童尿路结石和肾功能衰竭。
随着科学技术的不断进步,医学超声成像技术已经取得了很大的进步在成像质量和成像速度(11]。超声已成为肾脏疾病的常用检查方法之一,由于其noninvasiveness的优点,方便,成本低,重现性,以及是否有先天性畸形、囊性损伤,和石头可以通过观察肾脏的形状决定的。同时,它也可以用于急性肾功能衰竭的辅助检查12,13]。然而,由于超声成像机制的局限性,超声图像固有的缺点。大量的散斑噪声常常出现在原始的超声图像,降低了可读性,而且它是不可能观察到的微小结构边缘和病变区域,从而增加误诊的风险(14- - - - - -16]。在超声图像斑点噪声的去除一直在医疗领域十分关注的一个话题。传统的超声图像去噪技术主要是在空间域图像过滤技术,如经典中值滤波,均值滤波,维纳滤波。然而,这些方法面临着明显的噪声滤波和边缘保护之间的矛盾,所以他们有一定的局限性。散斑噪声的算法解决了初始值偏微分扩散方程的原始图像,需要不同的扩散系数和迭代生成相应的尺度图像的数量,进一步生成最终的过滤图像通过图像变换。这种算法不受过滤窗口和形状的影响。当应用于处理超声图像,它可以有效地抑制噪声,同时保留图像细节,甚至增强对比度,改善图像质量,从而克服了传统算法中存在的困难。
这项研究旨在分析尿石形成复杂的临床治疗效果与肾功能衰竭和血清炎性因子的变化,将为临床治疗提供参考与肾功能衰竭的儿童。三聚氰胺九十儿童泌尿系结石住院的人被选为研究对象。根据肾功能衰竭的存在与否,52例组1 (nonrenal失败),和38例在2组(结合肾功能衰竭)。他们都接受了超声成像检查基于散斑噪声的算法。临床治疗的效果评估,考虑到有效率,预后,肾功能,炎症因子水平的变化。此外,尿结石的关系结合肾衰竭和血清炎症因子水平进行了分析。
2。材料和方法
2.1。研究对象
九十名三聚氰胺尿结石患儿住院从5月3日,2019年1月15日,2021年,被选为研究对象,包括53个男性和37岁的女性。根据肾功能衰竭的存在与否,52例组1 (nonrenal失败),和38例在2组(结合肾功能衰竭)。此外,35住院儿童没有喝了含有三聚氰胺的牛奶和史无尿路疾病在同一时期被选为健康对照组,其中包括23名男性和12女性。这项研究已由医院医学伦理委员会批准,和研究对象及其家庭成员充分了解研究的情况,并签署知情同意书。
入选标准如下:(I)的孩子完整的临床资料;(2)儿童签署知情同意书;(3)3岁以下儿童;(IV)成像检查,确认尿结石的存在;及(IV)血尿红细胞形态检查显示正常。排除标准如下:(我)肾小球血尿的来源;(2)儿童尿路畸形;(3)儿童中途退出了实验;与代谢疾病和(IV)的孩子。
2.2。超声检查
彩色多普勒超声系统被用来执行尿道超声检查在儿童探头频率为3.5 MHz。考试前,孩子被允许喝适量的水来填补膀胱。在考试期间,孩子是在一个横向的位置。探测器放置在双肾区扫描肾脏。然后,它沿着肾门,肾盂、输尿管检查结的肾盂和输尿管输尿管的上部。接下来,在仰卧位,腹直肌外缘的压缩。腹主动脉的行走方向确定后,肠道被打开,和探针沿着输尿管扫描腹部,盆腔段,第二狭窄,输尿管和终端的部分。接下来,膀胱耻骨联合上方扫描,角度调整显示的双边输尿管膀胱壁。随后,尿结石的存在与否和扩张的存在与否的收集系统观察肾脏和输尿管。如果有尿路的石头,大小,数量,位置,形状,和内部回声尿路的记录,并检查是否有尿路畸形。
2.3。超声波基于Shearlet变换的去噪算法和KDA模型
Shearlet变换(ST) (17)是一种新型的多尺度几何分析工具。与contourlet变换相比,它有较低的时间复杂度和无限数量的方向。然而,圣没有平移不变性,pseudo-Gibbs现象会发生在图像重建。因此,在这项研究中,nonsubsampled shearlet变换(NSST)介绍优化它。
第一,二维复合膨胀仿射系统可以表示如下: 在哪里和问代表一个2×2的可逆矩阵, ,和两个n和k是常数。如果 ,有
然后,系统的元素被称为复合小波。规模的变化和有关吗与几何变换常数区域相关联。让 , , , , ,和 ;然后,设置在(1)是一种剪切波, 是一种各向异性拉伸矩阵, 是一个剪切矩阵。然后,剪切波变换函数如下: 在哪里 , , ,和 。对于任何 , , 构成了支持的领域和 。图1显示了支持剪切波的频域飞机。黄线代表 ,绿线表示 。
因此,对于任何图像h , ,圣可以表示如下:
NSST变换离散化结构金字塔算法结合拉普拉斯算子和方向滤波器(18]。首先,图像是由拉普拉斯算子分解的金字塔获得高频子带和一个低频子带。部分波段代表图像中的边缘细节信息,和原始图像的低频子带代表概述。然后,方向的高频子带划分的方向滤波器获得定向在图像细节信息。接下来,低频子带进一步分解,并重复上述步骤(图2)。
阈值函数加权的规模,防止噪声污染的减少水平分辨率的降低(19),和规模函数控制阈值的大小分辨率下有效地过滤掉噪音在每个决议。因此,尺度函数定义如下: 在哪里r代表的规模NSST变换系数,r= 1代表高分辨率,α代表了衰减程度参数。然后,介绍了硬阈值方法改进,表示如下: 在哪里θ是常数控制全局阈值,代表了规模加权函数,代表噪声图像的标准差,代表NSST变换分解子带噪声方差。噪声方差可以表示如下: 在哪里 代表了NSST变换系数jth规模的我th方向, 复活的枷锁吗 ,和代表部分波段的长度。
最后,高分辨率的门槛NSST系数解决获得去噪系数在不同高分辨率。NSST系数阈值去噪后可以表示如下:
以上是NSST的优化过程。一个较大的阈值用于高分辨率,低分辨率和较小的阈值来有效地过滤掉噪音在每个高分辨率。
然而,优化后的低分辨率系数仍然保留较少的低频噪声,所以进一步处理是必要的。因此,NSST系数结合核各向异性扩散模型进行各向异性扩散去噪NSST系数的低频子带上,因此低频噪声和低频细节也过滤掉保存完好。接下来,NSST系数替代二维图像,和新核各向异性扩散模型可以表示如下: 在哪里代表了NSST系数矩阵在超声图像分解后的低频子带上,NSST是映射函数,代表了核梯度模量特征空间映射函数决定的,代表的领域u,代表字段的大小。内核执行替换,灰色的平方差异在一定方向特征在特征空间中可以表示如下:
更好的控制程度的地方扩散,灰度和梯度核模型联合使用来控制图像的扩散程度。然后,优化扩散方程如下: 在哪里代表了当地的图像的灰度方差和代表了扩散阈值,表示如下: 在哪里表示值函数。
结合NSST系数和核各向异性扩散模型可以实现高质量的超声图像的去噪。图3显示了特定的流程。
2.4。观察指标
组1和2被记录的基本信息,如入学年龄,双边石率,喂食的时候,大量的牛奶,和喂养方法(混合喂养和人工喂养)。然后,组1和2比较有效率(减少消失,石头,石头,石头无变化)和预后(放电率用石头,石头消失率在1年之后,放电率与水积累,和水消失率后1年)。接下来,肾功能指标(血尿素氮(BUN)和血肌酐(Cr)和血清炎性因子(TNF -α和c反应蛋白(CRP))组1、组2,健康对照组治疗后都被记录下来。
2.5。统计方法
数据处理SPSS19.0版本统计软件,测量数据所表达的平均值±标准偏差(‾x±年代),统计数据所表达的百分比(%)。单向方差分析被用于成对比较。该数据具有统计上的显著差异< 0.05。
3所示。结果
3.1。去噪结果
丽娜的照片和芭芭拉与不同程度的高斯白噪声污染的图像(噪声标准差5、15和25岁的职责。)作为样本,都是灰度图像和原始图像大小为521×521。基于LPND各向异性扩散去噪算法,基于传统NSST变换的去噪算法,并介绍了基于KDA的去噪算法比较的算法研究。四个算法然后PSNR值相比,SSIM, EPI [20.]。
如图4,莉娜具有不同程度的高斯白噪声污染的图像,PNSR, SSIM, EPI指标的四个算法都随着噪声标准差的增加而减少。PNSR的索引、SSIM和EPI的算法研究一直是大于LPND, NSST, KDA,差异具有统计学意义(< 0.05)。
(一)
(b)
(c)
如图5,芭芭拉具有不同程度的高斯白噪声污染的图像,PNSR, SSIM, EPI的四个算法都随着噪声标准差的增加而减少。SSIM, PNSR和EPI算法的研究总是大于那些LPND, NSST, KDA算法,数据具有统计上的显著差异(P< 0.05)。
(一)
(b)
(c)
3.2。算法的去噪效果的超声波图像的孩子
图6显示了超声波图像的四个算法的去噪性能的肾功能衰竭。指出,图像噪声和工件被加工后显著降低对原始图像的四个算法,并提高了图像质量。的四个算法,该算法在这项研究证明了最佳去噪效果,高、低噪音和工件定义。
进一步定量比较发现(图7)PNSR SSIM, EPI的算法研究中明显高于LPND, NSST, KDA算法,数据具有统计上的显著差异(< 0.05)。
3.3。1组和2组之间比较的临床数据
图8显示了儿童的临床数据组1和2。指出,孩子的入学年龄在组1组明显小于2,双边石率明显高于2组,差异具有统计学意义(< 0.05)。没有统计上显著的差异在喂食的时候,牛奶,和孩子的喂养方法在组1和2 (> 0.05)。
(一)
(b)
(c)
图9(一个)是一个孩子的超声图像与泌尿系结石,三聚氰胺和它显示扩张输尿管和高回声回声音响的影子,中央回声分离,无回声的肾脏周围的区域。图9 (b)是一个孩子的形象与泌尿系结石三聚氰胺和肾功能衰竭。指出,肾脏略增大,大脑皮层增厚,皮层和髓质显然是划定,髓质轮廓明显扩大。
(一)
(b)
3.4。儿童总有效率治疗组1和2
指出从图10组1的52名儿童,石头消失在25例治疗后,石头是减少20例,7例的石头保持不变。治疗的总有效率为88.46%。2组,38例的石头消失在22例治疗后,石头减少12例,4例的石头保持不变。治疗的总有效率为89.47%。没有统计上的显著差异之间的治疗总有效率两组儿童(> 0.05)。
3.5。比较儿童的预后组1和2
图11显示了儿童的预后组1和2。没有区别是在放电用石头,石头消失的速度在1年之后,与水积累放电率,失水率在1年(> 0.05)。
(一)
(b)
3.6。比较肾功能的儿童在1组,组2,健康对照组
图12显示了儿童的肾脏功能组1、组2,和健康对照组治疗后。没有区别是血液中提到包子和血液Cr的孩子在1组,组2,健康对照组治疗后(> 0.05)。
3.7。比较儿童血清炎性因子的组与健康对照组治疗后1和2
图13显示组的儿童血清炎性因子1和2和健康对照组治疗后。指出在TNF -没有区别α之间的儿童和CRP水平组1、组2,和健康对照组治疗后(> 0.05)。
4所示。讨论
急性肾功能衰竭是一种常见的肾脏疾病,它与很多因素有关,例如人类血液动力学的变化从有毒物质和伤害21]。儿童泌尿系结石的临床表现往往不典型,容易与其他腹部疾病混淆。如果延误诊断和治疗,可能并发急性肾功能衰竭(22]。在这项研究中,90名儿童与泌尿系结石三聚氰胺被选为研究对象。的52例组1 (nonrenal失败),和38例在2组(结合肾功能衰竭)。此外,35住院儿童不受三聚氰胺污染的牛奶喂养的历史同期被用作一个健康控制。他们都接受了超声成像检查基于散斑噪声的算法,和预后进行了分析。首先,莉娜图像和芭芭拉具有不同程度的高斯白噪声污染的图像(噪声标准差5、15、25日resp)作为样本。发现PNSR, SSIM, EPI指标的四个算法都随着噪声标准差的增加而减少。PNSR的索引、SSIM和EPI的算法研究一直是大于LPND, NSST, KDA,差异具有统计学意义(< 0.05)。这是在李的研究成果et al。(2016)23),与传统的超声波去噪技术相比,该算法可以克服噪声过滤和入口边缘保留之间的矛盾,表明该算法在这项研究中有一个良好的去噪效果与不同程度的噪声污染图像。算法应用于超声波图像后肾功能衰竭,是指出,图像噪声和工件被加工后显著降低对原始图像的四个算法,并提高了图像质量。的四个算法,该算法在这项研究证明了最佳去噪效果,高、低噪音和工件定义(24]。
儿童的临床数据组1和2进行比较,并发现的入学年龄的孩子组1组明显小于在组2,双边石率明显高于2组,差异具有统计学意义(< 0.05),这表明,肾功能衰竭可能与年龄(25]。52岁的孩子在组1,石头消失在25例治疗后,石头是减少20例,7例的石头保持不变。治疗的总有效率为88.46%。2组,38例的石头消失在22例治疗后,石头减少12例,4例的石头保持不变。治疗的总有效率为89.47%。没有统计上的显著差异在两组之间的治疗总有效率的孩子。在这项研究中,用于儿童肾功能衰竭血液透析,期间也没有出血或感染治疗,治疗效果很好。至于预后,没有在卸货率的差异用石头,石头的速度消失后1年,与水积累放电率,失水率在1年(> 0.05)。这意味着肾功能衰竭患儿治疗后预后良好,和大多数症状消失或减轻26]。没有区别是血液中提到包子和血液Cr的孩子在1组,组2,健康对照组治疗后(> 0.05)。这表明肾功能的肾功能衰竭患儿治疗后恢复正常。血清炎性因子的比较,指出在TNF -没有区别α之间的儿童和CRP水平组1、组2,和健康对照组治疗后(> 0.05)。它还表明,血清炎症因子水平治疗后恢复正常,和炎症反应是削弱了27]。
5。结论
在这项研究中,90名儿童与泌尿系结石三聚氰胺被选为研究对象。的52例组1 (nonrenal失败),和38例在2组(结合肾功能衰竭)。此外,35住院儿童不受三聚氰胺污染的牛奶喂养的历史同期被用作一个健康控制。他们都接受了超声成像检查基于散斑噪声的算法,和预后进行了分析。结果表明,基于ST和KDA模型的去噪算法在这项研究中有很好的去噪效果比传统算法,在超声图像与高、低噪音和工件定义。已经证明,儿童的临床治疗泌尿系结石和肾衰是高效、肾功能及血清炎症因子水平恢复到正常范围,炎症反应是削弱。然而,在研究中应该注意的一些限制。样本量小,这将减少该研究的力量。在后续,扩大样本容量是必要的加强这个研究的发现。总之,本研究提供了良好的理论支持的临床诊断和治疗尿结石并发肾功能衰竭。
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。
确认
这项工作是支持由四川省科学技术部门(21 zdyf1329)。