文摘

探索计算机断层扫描(CT)图像特征和带通滤波器算法好肺CT图像为骨盆骨折患者的诊断效率,协助临床医生进行疾病护理和治疗,CT图像基于优化投影滤波(瘘)算法被用来诊断术后减少骨盆骨折和穿透肺部感染引起的长期卧床休息。总共有100例骨盆骨折患者选择和骨盆骨折手术,都滚到常规CT诊断组(常规组)和带通滤波器算法优化的CT图像诊断组(带通滤波器组)。一组用常规CT图像引导减少盆腔和检测肺部感染,和其他使用带通滤波器算法优化图像。结果表明,带通滤波器组优于常规CT组图像清晰度和阴影区域,和峰值信噪比(PSNR)明显优于常规组( )。9例发现算法组比常规组和常规组并发症的发生率为48%和28%的带通滤波器组,两组之间的统计差异为20% ( )。此外,恢复患者的满意度是96%的带通滤波器组和常规组的77% ( )。肺部感染的诊断更明显的带通滤波器组,表明CT图像的带通滤波器优化适用于临床诊断和有实际应用价值。

1。介绍

骨盆是由骨架和尾骨,两个骨架是由融合髂骨骨,坐骨耻骨,,这是人类骨骼和关节连接的一个重要组成部分(1]。骨盆前环骨盆和骨骼的头骨。骨盆骨折是指联合混乱,损害骨骼关节韧带的骨架,和背后的翅膀和骨折骨折线(2]。近年来,知识的骨盆骨折,骨盆解剖学、生物力学、交通事故,瀑布,和自然灾害占13%的骨折,50 - 60%的患病率和死亡率的10 - 25%。图像处理技术和设备不断改进,这将进一步提高人性化的治疗不稳定骨盆骨折类型,大大降低了死亡率和发病率3]。近年来,随着技术的不断发展和医疗器械,骨盆骨折的治疗已成为越来越多的进步和个性化。

CT成像是最好的诊断相结合的方法治疗骨盆骨折(4]。治疗根据骨折的类型不同,打开骨盆感染的发病率约为15% (5]。研究表明,开放感染的发生率治疗后盆腔轮损伤由于感染后高达18 - 27%。术后感染盆腔骨折并不少见,其中大多数发生在打开骨盆骨折(6]。然而,罕见的骨盆骨折之后,外科手术部位感染与感染相关的危险因素尚未报道。对卧床不起的病人由于骨盆骨折,困惑,充血,水肿出现在肺的底部由于心脏衰竭和免疫力低下。感染由细菌和其他病原体引起严重肺炎、咳嗽、发烧、和痰为主要症状。肺部感染可导致严重的并发症,如果他们不能很好地控制,尤其是老年患者呼吸困难、脓毒症和心脏病。卧床不起的病人很长一段时间不仅需要治疗重大疾病和抗感染治疗,还定期背部按摩,以保持运动和肺功能(7]。中性粒细胞的增加,阳性痰文化,和其他考试结果肺炎患者可以使用这种疾病的诊断指标(8]。然而,由于缺乏特异性,必须结合临床症状和胸部CT症状来确定病人的状态。有必要检查关闭骨盆骨折术后感染相关因素和研究骨盆骨折的术后感染的诊断和治疗,从而提供临床指导术后感染的诊断和治疗骨盆骨折。

CT是一种新型的科学技术相结合最先进的技术在放射学、信息学、微电子学和计算机科学。2004年,领导的一个团队Xiaochuan锅芝加哥大学的教授提出了一个基于投影滤波(准确的CT重建算法9]。该算法能够准确地重建对象的横断面图像使用最小投影数据。带通滤波器的重建算法是基于π线重建算法。带通滤波器算法的最重要贡献是解决这个问题的准确的CT重建通过删除投影数据沿水平方向的探测器。因此,设计带通滤波器算法的成像策略感兴趣的目标区域(ROI) (10]。此外,它可以减少成像扫描,重建时间,放射性物质。尽管CT已经开发多年,硬件已经大大提高,经典的滤波器投影算法尚未应用于骨折手术和肺部感染的分析图像重建算法。

因此,带通滤波器的算法进行了研究,优化,并应用于实践。基于带通滤波器的图像细化增强方法被用来减少术后并发症和肺部感染。此外,医学CT图像观察检测峰值信噪比(PSNR)来确定降噪效率,和骨盆恢复和肺部感染的成像特性进行了研究。带通滤波器算法可以用来检测医学CT图像,它可以提供一个理论依据CT图像的应用减少骨盆骨折的诊断和减法肺炎和CT影像诊断提供实际需要的其他疾病。

2。方法

2.1。研究对象

总共100例骨盆骨折住院从2018年1月到2021年1月被选中。所有患者,平均年龄45年,骨盆骨折进行手术,包括男性在20到70岁之间。所有病人都滚到常规组(常规CT诊断)和带通滤波器组(带通滤波器算法来优化CT图像诊断)。

入选标准:(i)患者同意参与研究并签署书面知情同意;(2)能够适应手术的患者;(3)能够适应前固定骨盆骨折的患者;(iv)患者无手术禁忌症;封闭的骨盆骨折患者(v);(vi)切开复位和内固定进行;(七)患者完成医疗数据和随访一年以上。

会议有下列排除标准的患者被排除在研究:(i)患者自体免疫性疾病;(2)打开骨盆骨折患者;(3)那些退出由于其他因素或不完成后续。

在这项研究中,共计100例骨盆骨折了上面的入选标准和排除标准。这项研究被医院医学伦理委员会批准,和家庭的患者纳入研究都签署了知情同意书。

2.2。CT检查

病人的生理观察在扫描之前,静脉访问建立了冲击校正和病人被送往CT室当条件允许的。在前面的板扫描,扫描患者从骨盆的上部到大型或部分结节和上部的颅肠炎头部和腿在140千伏管电压,350 mAs管电流,0.55秒时间,1.3毫米的间隔。间隔是5毫米,探测器在256年列组合40 - 50厘米,和512 x512矩阵。CT扫描数据传输和CT横截面数据重建扫描字段存储。在医学数字成像和通信格式(DICOM) 3.0,和数据在CT室燃烧CD出口。

2.3。带通滤波器算法基于螺旋扫描

假设图像的功能f(x,y,z)是限于一个圆柱体的半径d和高度z.r。的中心轴是放在一边z设在一个b空间向量,或写成b= (X,Y,Z),所以扫描轨迹如下:

假设轨迹满足两个条件,扫描轨迹并不支持圆柱相交,这意味着轨迹不会相交实像对象,是连续可微的道路,这是一般可以满足许多不同的扫描轨迹。在3 d扫描轨迹,首先,我们定义射线来源如下: 在哪里p代表的角度旋转和年代(p)是路径长度对旋转的角度: 在哪里是x射线经过的方向向量的投影方向,这是表示如下:

在三维扫描,投影数据。因此,基于比例单位的带通滤波器重建算法并给出积分(PI)单位线理论方程如下,和方程的内容包括整个重建步骤(11]:

在上面的方程中,每一个点表示为

β符合下列条件:

根据上面的方程,总结了算法实现过程中,七个步骤(图1)。

2.4。图像质量评估

图像处理技术的快速发展给世界带来了快速发展和重建算法在这个领域非常丰富。然而,客观评价方法的优点和缺点改正,噪声消除,重建算法在医学图像处理领域仍然有研究需要改进的地方(12]。因此,医学图像质量评价算法的研究也是这个职业的重要内容之一。客观地讲,图像质量评价算法分为两类。结构相似的出现和信息保真度集中在图像特征提取。图像质量的客观评价,领域的各种图像质量特征提取算法一个接一个地出现。通过研究领域的人类视觉系统(HVS),人眼的视觉特性是理解13]。到目前为止的研究包括信道特点,对比敏感度,掩蔽效应,视觉非线性。具体来说,HVS的简化模型如图2。

尽可能客观地评价算法,参数评价中使用的图像质量评价算法,即PSNR值,用来评估图像噪声的大小。因为它的医生认识到医学图像病人的疾病,必须考虑HVS公正、准确的评价。通过这种方式,评价结果接近人类的视觉效果。

2.5。峰值信噪比

传统的平面图像质量评价方法分为主观和客观方面。主观评价的主要方法是选择一组观察人士分析,确定图像的质量,给分数(14]。这种方法比较可靠,但其操作是可靠的,因为它的复杂性,长期以来,许多不确定和不可靠因素。客观评价方法有很多优势和广泛应用,如高速、低成本、可嵌入的数字图像处理领域的数字系统。PSNR值是最常用的测试标准:

其中,MSE的均方误差米和N分别是图像的长度和宽度。因此,PSNR值如下:

3^μ是最大可能的信号值的平方的形象,然后呢μ是像素的位元数,所以PSNR值越大,图像质量越好。

该算法计算简单地从数理统计的角度。数字图像信息被认为是多个孤立点。因此,该算法基于统计模型忽略了相邻像素之间的相关性(15]。当PSNR值参数是用来处理非结构化的变形图,算法有一个符合人的主观认知判断能力。从这个角度来看,PSNR值是一个很好的指标来评估噪音失真的程度。

2.6。统计处理

Graphpad prism 5.0使用每个数据进行统计处理。数据被表示为平均值±标准错误使用SPSS 20.0分析组之间的差异。的t以及独立的样本被用来检测血管直径实验和血管生成实验。 在统计学上不同。

3所示。结果

3.1。视觉形象的比较自然优化和带通滤波器算法的优化效率优化

在Matlab PSNR评价效果验证,验证使用的医学CT图像加噪声。结果如图3- - - - - -5。CT图像的头,手肘,原始图像中含有噪声,头骨边缘还不清楚。传统优化头部的CT图像和肘部稍微提高了分辨率,但图像细节丢失。头部和肘关节CT图像由带通滤波器优化算法提高了图像清晰度,减少噪音,和保留图像细节。在最初的头部MRI图像,图像中有一些工件,但是带通滤波器算法优化的细节保留MRI图像和消除工件有更好的效果。

后图像的不同程度的噪音,轴代表噪声添加的量,单位是dby。处理过的图像与原始的。PSNR值参数进行评估测试。的x设在代表了PSNR值,评价是图所示6。

从数据3- - - - - -5图像的边缘信息是迷失在通常的优化处理,图像模糊的程度大。带通滤波器算法的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。从PSNR评价图6噪音降低,PSNR值相应增加。PSNR值参数可以线性表示图像中噪声的大小,因此,它是图像质量评价领域的使用。峰值信噪比得到的带通滤波器,提高了算法比未经处理的图像和普通优化。因此,带通滤波器算法优化的优化和边缘细节保护能力很强。

3.2。两组骨盆骨折加上盆腔器官损伤

常规组,16例骨盆骨折CT扫描检测,包括膀胱骨折8例,后尿道损伤6例,5例盆腔血肿。根据带通滤波器算法的图像数据,25例膀胱破裂诊断。有10例膀胱前壁破裂,后尿道损伤11例,盆腔血肿8例,表明盆腔手术并发症的检出率在带通滤波器组是很高的(图7)。

3.3。比较手术后并发症的发生率在两组之间

两组术后并发症的统计见表1。第一组的术后并发症率显著高于第二组。有一个相当大的两组数据之间的差异,这在统计学上相当大的( ),表明经济复苏很好,几乎没有带通滤波器算法处理后的并发症。

3.4。评价两种方法的疗效

疗效评价后,解剖减少被发现在常规组42例,45例满意,12例不令人满意。带通滤波器组59例结构上减少,满意,56例和4例不令人满意。随访期间范围从20天到8个月。根据马特疗效评价标准(16),84例的临床效率出色的amd在39例,优秀和良好率为95%。带通滤波器组,95例优秀和45例好,与一个优秀和良好率为99%,如图8和9。

3.5。视觉比较实在的肺炎的形象优化的效率自然去噪算法和带通滤波器去噪算法

神性的肺炎患者的CT图像精制的带通滤波器算法,结果如图所示10。CT图像噪声大幅减少和肺的影子很清楚,方便医生来诊断。

3.6。比较肺肺炎的特点和感染之间的两组

图11显示检测率、单边、双边、和错失诊断常规组和带通滤波器算法组。发现楔形的整合,阴影区域是大。密度增加,但边缘模糊,建议广泛的病变和更严重的情况。大面积的斑片状阴影的检测表明,损伤程度是不一致的。的后内侧横向位移膈角检测。有一个流体密度阴影在胸壁,暗示胸腔积液。的不均匀厚度沿胸壁软组织被参差不齐的,带状的,或者是高密度的影子。小粘连,建议胸膜肥厚、钙化,或者粘连(图12)。在图11带通滤波器算法组的检出率86%,常规组为64%,两组之间的差异为22%。单方面的检出率是83%的带通滤波器组和常规组61%,两组之间的差异为22%。双边检出率是92%的带通滤波器组和常规组71%,两组之间的差异为21%。带通滤波器算法组错过检出率为4%,常规组漏检率为30%,两组之间的差异为26%。在图12的检出率,发现带通滤波器算法组优于传统的集团的整合的影子,大面积片状阴影,内侧到外侧后隔膜角度和带状沿胸壁软组织厚度不均匀。

4所示。讨论

骨盆骨折是一种常见的骨折手术和治疗,每年都在增加。中年老年骨折是很常见的。如果病人没有得到及时有效的治疗和有效的护理,它会严重威胁患者的生命和健康。骨折患者通常会有消极情绪如紧张、不安、和抑郁,这将产生负面影响患者的外科治疗和预后。此外,术后副作用可能会增加术后疼痛,影响病人复苏和术后治疗。因此,确保手术治疗效果和减少并发症的影响,有必要降低并发症的发生率,确保病人的恢复(17]。

神性的肺炎是一种常见的并发症的患者长期卧床不起。这种疾病的特定诊断标准患者长期卧床不起,咳嗽、气喘、呼吸困难、发热、脓毒症、中毒和其他全身症状,呼吸道症状结合血管造影术。阳性症状下肺野和压缩等影子分泌的肺野基本上可以诊断为下垂的肺炎。很容易诊断该病根据其历史和临床症状,但早期发现和治疗对病人的预后有益。成像技术的不断发展,x线和CT已经逐渐成为常见的胸部疾病的诊断手段,不断提高成像的亮度。CT螺旋扫描可以避免图像重叠,清楚地显示肺的三维结构多维肺部成像,这是有用的寻找组织病变。相关文献表明,CT扫描不仅有当前的肺部疾病诊断价值,但也发现一些风险因素,如肺水肿、充血,渗出物,可能会导致肺炎或恶化18]。胸部检查的患者人群分散小违规和密集的透明根据一个或两个肺的结果,表明hydronema或胸膜病变。对低剂量CT扫描肺炎和胸膜病变可以检测损伤的性质和程度。

实验结果表明,该模型具有良好的视觉效果和良好的PSNR对自然形象的优化。有效地保留图像的边缘细节被,和CT图像质量明显改善。带通滤波器组优于常规CT组图像清晰度和阴影区域,和峰值信噪比明显优于常规组( )。9例发现算法组比常规组和常规组的并发症率为48%和28%的带通滤波器组,两组之间的差异为20%。带通滤波器算法组的检出率是86%,常规组为64%,两组之间的差异为22% ( )。恢复患者的满意度是96%的带通滤波器组和常规组的77% ( )。它是适用于临床诊断和有实际应用价值。带通滤波器算法用于优化CT图像,提出了最直观和全面的图像骨盆骨折和盆腔器官损伤。陈等人。19]提出了基于水平集的CNN模型轮廓约束,从而实现分割CT尿路造影术膀胱癌的数据。有用的信息可以被保留,深层网络的优化效率可以提高使用水平集的轮廓特征约束CNN的损失函数。这是类似的研究工作。华纳et al。20.)提出了一种高层次的隐式共享基于深度学习的特征表示方法。玻耳兹曼机制被用来建立一个深层网络寻找潜在的分层特性三维块空间。然后,多通道DBM被用来提取联合特性表征MRI和PET的准确性进一步提高阿尔茨海默病焦点地区。这是高临床价值确认和澄清骨盆骨折的分类,治疗方案的选择,操作方法进行详细的行动计划,并提供正确的指导。此外,它是一个重要的方法来显示肺部感染引起的骨盆骨折和盆腔器官损伤,它发挥了重要作用在患者的预后,具有高价值的成像检查骨盆骨折和盆腔器官损伤。这项工作的局限性,带通滤波器算法并不适用于骨盆骨折和MRI和x射线图像,和病人的数量包括在本文不够大,所以希望带通滤波器算法可以应用于其他疾病的诊断。

5。结论

结果表明,BPF-based CT图像在骨盆骨折及术后呼吸道感染的诊断和治疗有更好的视觉效果和更好的视觉效果与常规CT相比优化。图像的边缘细节保持的非常好。PSNR值比正常的优化,提出了高分辨率,证明它有一个吊坠肺炎和高检测率是指导意义的疾病的诊断和治疗。

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。