文摘

本研究旨在探讨超声波技术的价值基于双边滤波噪声消除算法评估的神经保护效应monosialoganglioside ketamine-anesthetized帕金森症患者。研究对象是75名帕金森病住院患者。病人被随机分为三组根据不同治疗方法:(GM1 +氯胺酮麻醉组),B组(常规治疗+氯胺酮麻醉),C (GM1 + nonketamine麻醉组),每组25例。25健康人与类似的通用数据三组(组A、B和C)也被选为对照组(D组),所有患者接受超声和超声图像使用双边滤波消噪处理。结构相似度(SSIM),平均绝对误差(MAE)和峰值信噪比(PSNR)被用来评估治疗效果。血浆磷脂,第三部分PD统一评分量表,蒙特利尔认知评估量表,以及其他指标在四组进行了分析和比较。双边滤波图像噪声被有效抑制,保持边缘细节。一些弱的边缘和纹理图像中的信息被取消,视觉效果理想,和图片的边缘保持的准确性好。A组的血清脂质水平大大低于B组GM1治疗后的血清磷脂水平(6.55 VS 7.84, )。与治疗前相比,A组患者的血清脂质水平治疗后下降,和差别是相当大的(7.46 VS 6.55, )。简而言之,GM1对神经保护作用的帕金森症患者通过氯胺酮麻醉。

1。介绍

帕金森病,也被称为震颤麻痹,是另一种常见的神经退行性疾病除了阿尔茨海默氏症,是一种慢性神经退行性疾病1]。神经系统疾病的全球调查显示,人们大约0.3%的发达国家有帕金森病(2]。帕金森病影响大约百分之一的老年人随着年龄的增长和百分之四的60 - 80岁的老年人。年龄是帕金森病的主要危险因素。帕金森病的具体发病有它自己的特点。此外,性别是帕金森病的因素,这可能与女性激素(3,4]。

氯胺酮的化学名称是chlorobenzene-methyl氨基环己烷、苯环氧基的衍生物,是一种苯环己哌啶的衍生品。最初合成取代苯环己哌啶(PCP),它是一种有效的n-methyl-d-aspartic酸(门冬氨酸)受体阻断剂。在1970年代,它是临床上广泛用于各种操作要求麻醉(5]。氯胺酮不仅用于动物也在人类的治疗和手术后。氯胺酮不仅是在麻醉用于帕金森病也起着重要的作用在其他神经系统疾病(6]。

神经节甘脂(gl)是一种唾液酸鞘糖脂。在哺乳动物中发现的各种各样的组织,主要在中枢神经系统,大脑的高。星形胶质细胞和少突胶质细胞也含有神经节甘脂(7- - - - - -9]。神经节苷脂有四类,即单唾液酸神经节苷脂monosialotetrahexosylganglioside (GM1) GD1a GD1b, GT1b。GM1占最大的比例,研究了最10]。GM1由亲水疏水神经酰胺和糖链和包含一个分子的唾液酸(11]。研究表明,GM1能发挥神经保护作用在多种条件下,包括神经细胞的生存,促进突触的神经细胞的生长,促进神经元分化,各种类型的神经细胞的保护12]。

有许多形式的诊断常用于医学诊断,和B超声是一种很常见的方法。超声成像技术、x射线诊断技术和同位素技术已确定的三个最新的医学成像技术(13]。广泛用于心血管疾病的病理诊断,肝脏,脾脏,胆囊,胸膜,人体的其他部位也扮演着重要的角色在产科部门诊断胎儿形态。辐射损伤的优点,经济、清晰成像,和无痛的诊断。作为一种重要的b超声波成像系统的优化方法,图像处理在图像质量起着重要的作用,直接关系到整个设备的性能(14]。在超声诊断设备,开始接收前端系统的一部分,A / D转换模块,和波束合成技术伴随着图像传输模块和操作。因此,当结果通常是受到外部噪声的影响,生成的图像也会影响医生的诊断(15]。图像的分辨率降低,图像边缘识别不清楚,图像质量就会受到影响,这将导致一个伟大的干扰疾病诊断。线性过滤区域像素进行加权平均计算基于块像素的灰度值或位置的关系。空间滤波的通信端口,这也决定了过滤效果。通信端口的大小决定了附近的质量相关的图片。像素越细,照片的质量越好。目前,最常用的是小波阈值消噪16]。优化降噪,选择小波阈值降噪优化和自适应阈值小波降噪算法。小波相关噪声消除与每一层的小波系数与上下两层的小波系数。然而,图像中的噪声没有这种关系,和噪声去除是通过相邻尺度上的小波属性(17]。

在这项研究中,帕金森患者进行了研究,根据双边过滤噪声消除算法和超声波技术被用来诊断病人。在此基础上,神经保护作用的GM1 ketamine-anesthetized帕金森症患者从血浆磷脂水平,探讨PD的第三部分统一评分量表,蒙特利尔认知评估量表,以及其他指标,为了提供参考和依据相关疾病的治疗在临床实践中。

2。方法

2.1。研究对象

的研究对象是基于75名帕金森病住院患者从2019年5月到2021年5月。患者入选标准:(i)帕金森病,(2)脑成像进行了使用超声波,(3)帕金森氏症患者,氯胺酮麻醉(iv)病人没有其他大脑疾病,(v)病人没有其他神经系统疾病。排除标准:(i) nonparkinson病;(2)病人25岁以下;(3)患者贫穷合规;(iv)以外的其他脑部疾病或并发症患者脑积水(脑出血、脑炎等)。病人被随机分为三组根据不同治疗方法:(GM1 +氯胺酮麻醉组),B组(常规治疗+氯胺酮麻醉),C (GM1 + nonketamine麻醉组),每组25例。25健康人与类似的通用数据三组(组A、B和C)也被选为对照组(D组)。在这项研究中,共有100名帕金森病人遇到上面的入选标准和排除标准是包括在内。这项研究已经被医院的伦理委员会批准,所有患者纳入研究的家庭已经签署了知情同意。

2.2。去噪算法

双边滤波的噪声消除的主要思想是利用邻近像素的加权平均非常类似于高斯卷积。该算法的优点是,它可以抚平和保持图像边缘是平的,考虑到不同的灰度值双边滤波器在周围的位置点。总结两国过滤机制,一个像素的灰度值取决于周围的像素。是必要的,不仅是相邻两个像素的空间位置,也有类似的灰度值。双边滤波方程如下:

W_P归一化因子,公式如下:

和有关图像过滤值。作用于像素越远,可以降低噪声的影响。影响相邻的像素,这也可以降低噪声的影响。高斯函数是用来定义和 。他们都是空间函数和函数来测量像素。方程表示如下:

d(p,问)是两个点之间的直线距离。δ(我(p),我(问))的像素差别是两点p和问;这种差异会影响双边滤波的去噪能力。越大 ,更多的噪音图像,图像越模糊。也以同样的方式计算,所以噪音越多,图像越模糊。

2.3。超声图像降噪的效果

图像降噪效果评估的主观评价和客观评价。主观评价是指用肉眼观察降噪效果,客观评价时所显示的数据。SSIM的比率是相同的图的结构特点,显示画面的质量和纯度的对比前后的压缩。计算SSIM,它需要比较两个图片在同一时间和计算两张图片之间的身份和差异。图片大小设置x和y,方程如下:

方程的方差是像素的窗口σ²,C₁和C₂图中表示像素的灰度值的平均值,即分散的图像的像素的灰度值。SSIM值越大,图像块的协方差x和y之间的结构信息,类似noise-removed图像和原始图像。

平均绝对误差(MAE)和峰值信噪比(PSNR)计算如下:

米×N代表图像的大小。u和f分别是原始图像和noise-removed形象。PSNR值越高,美越小,图像降噪效果越好。

2.4。临床观察指标血浆磷脂水平

测试受试者选择检测血磷脂的含量,结果包括血磷脂质量的识别。所有受试者血浆磷脂前一天避免不正常的生活方式进行测试。月经期和发热患者需要延迟检测,直到恢复的一天。5毫升静脉血收集禁食。血液被收集后,放入一个抗凝血试管,使离心20分钟(800 r / min)。离心后,磷脂是量化1毫升的顶端的等离子体。血磷脂比色法测定结合定量测试改性无机磷,和测试结果表示在单位。主要步骤提取磷脂,检测样品的浓度、分离、染色,在90°C水浴5∼10分钟,冷却到室温,确定数量后30分钟。

2.5。UPDRS-III得分

病人在A和B组获得了统一帕金森病评定量表第三部分(UPDRS-III)前后药物干预,其中包括以下14个方面的语言(得分0 - 4),面部表情,静态标志、握手或体位标志、肌肉紧张,手指的症状和膝盖,手的动作,快速交替手部运动,膝盖弯曲,下肢的运动范围,提升能力,稳定的步态,缓慢弯曲位置,两边分数(得分0 - 4)。得分越高,越发达的病人的运动神经。

2.6。项目规模考试

病人在A和B组收到了蒙特利尔认知评估量表(MOCA)测试之前和之后的药物干预。MOCA由以下组件的视觉空间的,执行行动(1至5),语言功能(6个规模从1到6评估患者的语言能力),方向(1到6的规模),内存(1到6的规模),对数字的敏感性(1到4的规模),和抽象的图形(在一到两个)。评估认知功能和认知功能障碍的程度,评估过程是由两个医生从医学院中选择。

2.7。统计分析

使用SPSS 20.0统计分析。正态分布的测量数据表示为±标准差的意思。单向方差分析被用于组间比较。一个独立的样品t以及用于通用数据。配对样本t以及用于比较肺健康志愿者的逻辑单元分数在不同的时间点。 意味着在统计学上也相当大。

3所示。结果

3.1。视觉比较的效率自然降噪和男朋友图像降噪

不同的超声图像去噪在自然图像仿真实验。获得噪声图像,平均值0.002 0和高斯噪声被添加到测试图像,分别进行降噪实验噪声图像。对于男朋友的噪声消除能力,主观视觉评价和客观评价指标美,PSNR, MSSIM被用来评估和分析图像质量与降低噪音。实验中的每个比较模型的参数是根据最好的实验结果。主观视觉效果如图所示1,客观评价性能指标的比较如图2。对图的分析2显示的值MSSIM, PSNR / dB,和梅超声图像处理的男朋友降噪算法0.915,32.7,和4.2,分别;MSSIM的值、PSNR / dB和梅的超声波图像由传统的降噪处理算法0.86,32岁和4.43,分别;PSNR / dB, MSSIM的值和梅的原始超声图像是0.84,31.75,和4.66,分别。男朋友降噪的性能在超声图像处理算法优于传统的降噪算法。

在正常降噪过程如图1图像的边缘信息,保存完好,但由此产生的噪音有可怜的视觉效果。男朋友处理结果有很好的视觉效果,有效地抑制图像噪声,保持边缘细节。一些弱边缘和纹理信息的图像被淘汰,视觉效果变得更好,图片的边缘保持的准确性好。

3.2。比较四组的血浆磷脂水平干预之前的主题

血液中磷脂含量的药物干预前的四组测量和比较。四组干预前的血液中磷脂含量分别为7.46,7.88,5.38,和4.72,分别(图3)。在血液中磷脂含量没有显著差异的两个组( )。A组和B组的血浆磷脂水平大大高于组c D组的血磷脂水平大大低于前三组。结果表明,帕金森患者细胞膜损伤,和他们的血液中磷脂含量高于正常。增加血液中的小磷脂在帕金森患者使用氯胺酮麻醉有关。ketamine-anesthetized帕金森患者的血浆磷脂浓度很高。因此,血浆磷脂水平可以作为一个潜在的生化标记研究GM1在帕金森患者的早期诊断与氯胺酮麻醉。

3.3。UPDRS-III和MOCA分数的患者在干预前组A和B

GM1治疗之前,AB组患者得分UPDRS-III和MOCA鳞片。UPDRS-III和博物馆方面得分分别为21.74和22.17,20.65和25.66 A组和B组,分别。从比较A组和B组的分数,UPDRS-III没有相当大的差异,有相当大的差异由药物(MOCA干扰 )。它表明,运动症状的严重程度与认知功能障碍的干预前两组患者接受相似和类似(图4)。

3.4。UPDRS-III和MOCA分数GM1治疗后的氯胺酮麻醉帕金森患者

后采用GM1治疗ketamine-anesthetized帕金森病人,UPDRS-III和MOCA再次得分记录,而先前测量的(数据5和6)。组治疗后,MOCA UPDRS-III得分分别为23.88和20.93,分别和MOCA UPDRS-III在B组得分分别为22.13和20.27,分别。此外,美国华人博物馆得分是大大不同的两组之间前后GM1治疗。与治疗前相比,美国华人博物馆A组分数没有大大不同于之前的记录( )。相比GM1治疗前,美国华人博物馆的B组治疗后下降,有相当大的差异( )。在治疗结束时,A组的MOCA分数大大增加( ),和在UPDRS-III得分没有显著差异。结果表明,GM1可以减缓神经麻痹的速度在帕金森患者由氯胺酮麻醉对大脑神经保护作用的帕金森患者。具体结果见图7。

3.5。血浆磷脂水平GM1治疗后两组患者的帕金森患者的氯胺酮麻醉

6周的治疗后,血液中磷脂含量的AB集团再次测量。在治疗结束时,A组和B组的血磷脂是6.55和7.84,分别(图7)。与GM1治疗前血磷脂水平相比,A组的血清脂质水平大大低于B组的血清磷脂水平GM1治疗后( )。与治疗前相比,血清脂质水平的患者组治疗后下降,和差别是相当大的( )。这表明GM1治疗可以减少血清脂质水平,保护神经细胞的细胞膜。

4所示。讨论

根据世界神经系统疾病的调查,大约0.3%的发达国家有帕金森病。随着年龄的增加,老人们帕金森病的百分之一,和百分之四的60 - 80岁的老人们有帕金森病。年龄是帕金森病的主要危险因素(18]。麻醉中扮演一个重要的角色在帕金森病的诊断和治疗,但麻醉不当会导致严重的后果,整个身体全身麻醉后可能致命的反应。麻醉的使用不当也会造成不可逆转的损害大脑的中央精神。大脑的快速发展期间,突触的数量发展和成熟19]。要找到一种物质,保护大脑神经受到麻醉是至关重要的。

目前,最常见的氯胺酮麻醉药物在临床实践中。然而,大量的临床研究表明,氯胺酮麻醉可以诱导神经细胞凋亡在大脑发育的过程中,病人的大脑造成损害,不利于患者的复苏。因此,近年来,科学家们一直致力于挖掘药物可以减少氯胺酮的毒性。目前,相关研究已经取得了一些进展。GM1是其中一个重要的物质吸引了大量关注。GM1由亲水疏水神经酰胺和糖链,含有唾液酸的分子。其亲水集团在细胞膜外,和疏水集团GM1扮演各种各样的角色在神经细胞的生理、病理特点。大量的生物和临床研究表明,GM1不仅可以有效地减少氯胺酮的毒性对大脑也缓解帕金森症状(20.]。虽然在当前研究已经取得了一些进展GM1减少氯胺酮毒性和缓解帕金森症状,它还不够全面、深入。

许多临床研究表明帕金森患者主要是在神经系统代谢紊乱,与异常沉积铁,最重要的是在黑质。经颅超声可以检测黑质高回声信号。基于上述特点,颅超声广泛应用于帕金森病的诊断和疗效的评价。越来越多的广泛使用的超声波技术和疾病的越来越多的深刻理解21),超声图像的质量要求进一步提高。传统的图像处理技术无法满足人们的需求。近年来,计算机和互联网技术不断先进和发达。医学图像处理技术也已大大发展。许多图像处理算法已经出现。根据超声图像的噪声特点,双边过滤噪声消除算法是最广泛用于超声图像的处理,例如,使用双边滤波重建三维超声波图像噪声消除算法。然而,很少有应用双边过滤噪声消除算法在帕金森患者的超声图像处理22]。

在这项研究中,帕金森病人被选为研究对象,基于双边和超声波技术过滤噪声消除算法用于诊断病人的神经保护作用,探索GM1 ketamine-anesthetized帕金森症患者在此基础上。发现男友的处理结果有很好的视觉效果,图像噪声是有效地抑制,边缘的细节很好地维护,一些弱边缘和纹理信息的图像被淘汰,视觉效果变得更好,画面的边缘的准确性维护得很好。血磷脂组A和B分别为6.55,7.84,和5.39,分别。血液中磷脂含量与GM1治疗前比较,A组和5 -羟色胺水平明显低于B组的血清磷脂水平GM1治疗后( )。A组患者的血清素水平降低治疗后与治疗前相比,差异具有统计学意义( )。

5。结论

在这项研究中,帕金森患者诊断的超声技术基于双边过滤噪声消除算法,和神经保护作用的GM1 ketamine-anesthetized帕金森症患者在此基础上探索。研究结果表明,GM1缓解帕金森症状和氯胺酮神经毒性。双边过滤噪声消除算法有更好的性能在帕金森患者超声图像处理。因此,双边过滤噪声消除算法和GM1有很高的应用价值ketamine-anesthetized帕金森症患者的神经保护。由于样本和长度有限,本研究并不全面,也没有深入研究。在未来的学习和工作,它将扩大样本进一步全面、深入研究这个问题。

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。