文摘
本研究旨在探讨超声图像的应用价值优化的支持向量机(SVM)算法有效性分析,钬激光碎石术治疗尿结石。92例溃疡性结肠炎的治疗被选为研究对象,在每组46例。对照组收到气动碎石术的诊断和治疗。观察组钬激光碎石术治疗结石。周边区域的缺陷和外部的长度和宽度的距离最有效的区域缺陷作为分类特征,并构建了基于支持向量机的分类器,并应用于它。治疗后,成功率、操作时间、石头间隙时间,住院两组的全面评估。结果表明,观察组采用钬激光碎石术的成功率是100%。操作的时间观察组(29.7±7.65)分钟,和时间清除微积分(6.99±5.29)天。住院的长度(3.67±2.9)天。观察组并发症的概率是3.11%。 The observation group was superior to the control group in all surgical indicators (95%, 40.7 ± 8.36 minutes, 14.1 ± 7.21 days, and 5.12 ± 3.72 days), with considerable differences between groups ( )。强烈支持结构相似性信息提高超声图像的检测和诊断分析能力。总之,超声图像评估基于SVM算法后,采用钬激光碎石术可以有效改善泌尿系统疾病患者的成功率,值得临床应用与推广。
1。介绍
与现代进程的不断加速,各种环境污染和生活和工作压力会导致健康问题。尿结石已经成为一种常见的泌尿系统疾病,威胁着人们的健康。尿结石是泌尿系统最常见的疾病之一(1),其主要症状为血尿、排尿困难、疼痛、尿频,尿急,尿痛。当泌尿问题发生时,尿常规测试以及彩色多普勒超声、CT、或MRI确诊,需要和诊断后,选择适当的治疗2]。根据目前的调查结果在中国,病人患有泌尿系统疾病的数量逐年增加,在中国影响生活,工作,和研究的患者在一定程度上3]。此外,这种疾病正在从老年病人转移到年轻的成年人(4]。相关研究表明,泌尿系统疾病的男性更有可能发生。男性对女性的发生率达到5:1。微积分的发病率上尿路输尿管和肾脏等表现出上升趋势,和微积分的发病率降低尿道膀胱等表现出下降的趋势(5]。如果不能有效治疗UC,它将人类的肾脏功能造成很大伤害,这可能会导致尿毒症的后期(6]。在一些严重的肾结石患者,肾脏组织被发现,取而代之的是脂肪,甚至完全消失。如果不治疗肾结石患者在很长一段时间里,他们最终将发展为肾功能衰竭,危及病人的生命。
近年来,有很多方法治疗泌尿系统疾病。体外冲击波碎石术、中药和外科治疗都是常见的。手术治疗是一种有效的临床治疗方法在中国尿结石。早期的外科技术低,开放手术主要是使用。随着外科技术的不断进步,尿结石已经成为微创的手术治疗。目前,钛激光碎石术是一种激光碎石术用于治疗尿路结石的在中国7]。
在检查的过程中病人的泌尿系统、超声波图像的分类一直是医学专家和学者们研究和探讨的问题。如何迅速和有效地屏幕可用图像识别过程中超声图像的研究焦点。问题,如不清楚边界的病理特点和各种各样的样品会影响医生的诊断和治疗的患者,也会延缓病人的最佳治疗时间。为了应对这些问题,采用遗传算法优化超声图像分类的支持向量机(SVM)方法在一定程度上可以解决上述问题,提高全面的识别率,有效地协助医务人员进行分类和识别缺陷的超声图像。技术人员利用超声波无损检测技术来检测缺陷(8,9),有效、快速、方便地识别缺陷的超声图像。具有重要意义,以减少错误的手工识别金属工件的生产。在解决小样本问题,非线性、高维模式识别,支持向量机有很大的优势10,11]。在这项研究中,92名患者被选为研究对象,采用遗传算法来优化支持向量机来获取一个有效的分类器。泌尿系统疾病的超声图像缺陷分类和诊断分析超声图像基于SVM算法的应用治疗尿结石钬激光碎石术,为泌尿系结石的临床治疗提供一定的参考。
2。材料和方法
2.1。选择的研究样本
92患者来到医院治疗的加州大学从2016年7月到2018年7月被选为研究对象。46例在对照组和气动碎石术诊断和治疗。观察组46例采用钬激光碎石术治疗结石。然后,观察两组的疗效。研究了医院医学伦理委员会批准,病人和他们的家庭成员也理解研究的具体情况,并通知签署的知情同意书。
入选标准:i)患者的年龄是20 - 65岁;2)尿石病是由超声诊断;3)患者没有心血管疾病的并发症和肝脏和肾脏功能障碍。
排除标准如下:患者严重的心肺疾病或肝脏和肾脏功能障碍;糖尿病患者、慢性肾炎、高血压;患者泌尿系统感染,严重的肾积水,尿道狭窄,或staghorn-shaped微积分;和患有其他严重系统性疾病。
2.2。支持向量机分类器
支持向量机算法的基本原理是一个给定的样本集,寻找一个超平面,该超平面可以正确地看不见的测试集进行分类分为两类。周长与面积的超声图像缺陷和限制距离的长度和宽度的最有效区域的缺陷被认为是作为分类特征,和x1是一个向量包含四种数据信息(12]。
超声图像的分类超平面缺陷表示如下: 在哪里超平面的法向量和吗b是翻译超平面的距离。由于超声图像的边缘和角落不明确和歧视穷人,样本和超平面之间的距离应尽可能大。减少人为错误,松弛变量需要被添加到目标函数,目标函数可以表示如下: 在哪里一个表示错误成本系数,它会影响超声图像缺陷分类的准确性和噪声的容错松弛变量对应的数据点吗 。当面对非线性分割的问题,支持向量机算法需要变换到一个高维空间的变量来解决它们。内核函数似乎解决空间爆炸问题,为代表米 。任何函数,满足定理可以被视为一个内核函数。在这部作品中,高斯核函数采用子午基础。 在哪里是影响样本空间映射到特征空间。广义田庄乘数再次引入目标函数,AAT的条件满足时,目标函数可以被转换为以下方程: 在哪里是拉格朗日系数;然后,分数方程函数如下所示:
基于支持向量机算法,搜索和解决全球问题不会陷入局部最优解。计算过程中固有的并行性可以提高解决方案的速度。图1显示了遗传算法优化的过程基于支持向量机算法。
2.3。外科手术方法
在两组患者中,观察组患者治疗与钛激光碎石术。爱科Kaineng 30 w钬激光在中国制造,和膀胱镜鞘管,并通过尿道口尿道镜被病人的麻醉。在麻醉下,膀胱镜鞘、tubescope和尿道镜插入身体从尿道口。然后,亮度、光源系统、和焦距调整。吸附泵和注意泵开了,和ureteroscope冲水连接管连接(13]。微积分的位置确定后,激光光纤插入,观察uretero-nephroscope下。纤维直径范围是550 - 600μm。当纤维头到达微积分,权力会调整到0.8 - -1.2 J / (5 - 10 Hz)。直视条件下,小微积分粉小于3毫米洗和被手动连续脉冲,然后取出。在微积分的网站如果有增生性息肉,钬激光消融需要首先,然后病人应该留在医院接受观察一周(14]。
而对照组的患者与气动碎石术治疗。硬膜外麻醉进行病人。麻醉成功后,患者的生命体征观察,结石的位置拍摄,ureteroscope通过尿道插入膀胱。然后,ureteroscope慢慢放置输尿管病变侧沿引导线。石头完全暴露后,碎石术针可以插入操作ureteroscope港,以便它可以完全接触石头网站,然后逐渐增加的压力。启动压力后,碎石术操作可以执行。小石头可以出院。更大的石块被篮子。手术后,输尿管的开放应该仔细检查,最后应该放置双J管和尿道导管。
2.4。评价指标
微积分间隙,操作时间和术中失血的两组患者比较,所以是两组患者的住院时间、留置导管时,手术后并发症的发生。然后,可以比较不同治疗方法的临床疗效。
2.5。统计方法
分析了数据处理SPSS19.0版本统计软件。测量数据被平均值±标准偏差表示。计数数据表达的百分比(%)。单向方差分析采用两两比较的运行时间。的比较年龄、身高、体重、疾病,男性比女性,诊断精度之间的组织是由成对的t以及。该数据具有统计上的显著差异 。
3所示。结果
3.1。患者的基本信息
92泌尿系统疾病患者中,67男性和25是女性。92名患者的平均年龄为(53.3±4.01)年。有31名男性和15个女性对照组。男性的平均身高(177.4±7.2)厘米,和女性的平均身高(160.8±6.08)厘米。女性的平均体重(51.8±9.1)公斤,和男性的平均体重(69.3±9.7)公斤。男性的平均年龄(49.2±6.1)年,女性的平均年龄(47.1±4.3)岁(图2)。有36岁男性患者和10个女性患者观察组。男性的平均身高(171.3±9.4)厘米,和女性的平均身高(159.4±7.8)厘米。女性的平均体重(52.9.8±7.5)公斤,和男性的平均体重(70.3±7.7)公斤。女性的平均年龄(49.8±5.1)岁,和男性的平均年龄(52.7±7.9)岁(数字3和4)。
从表1,大多数病人的微积分位置是左边,左边微积分的直径(2.09±1.23)厘米,和右侧的直径(2.39±0.57)厘米。
根据表1,没有在统计上有显著差异的年龄,身高,体重,或者男性和女性比率对照组和观察组(P > 0.05)。
数据5和6显示患者典型的泌尿系统疾病的超声图像。图5显示了一个男性患者(47岁);图6显示了一个女病人(49岁)。都是通过多普勒超声诊断为输尿管结石。
3.2。比较术中及术后两组患者之间的指标
成功操作的数量的观察46名患者46岁,成功率达到100%。在对照组,46名患者成功操作的数量是44岁,成功率超过95%(图7)。微积分的操作时间观察组(29.7±7.65)分钟,而在对照组(40.7±8.36)分钟(图8)。的微积分排泄时间观察组(6.99±5.29)天,而对照组(14.1±7.21)天(图9)。两组之间的住院时间比较;观察组的住院时间(3.67±2.9)天,与对照组(5.12±3.72)天(图10)。基于上述数据,观察组优于对照组手术成功率、手术持续时间、微积分间隙时间,住院时间,两者之间的显著差异( )。
3.3。比较两组之间的治疗效果
在图11观察组的有效率为97.7%,对照组为84.3%。观察组明显优于对照组,两组之间的差异是相当大的( )。
3.4。比较两组的并发症
两组的并发症中,尿路感染等不良反应的发生率,二级血尿,粘膜撕裂,输尿管穿孔观察组不如对照组。两组治疗后的并发症。观察组并发症率为3.11%,远远低于19.1%的对照组。两组之间的差异是巨大的( )(图12)。
4所示。讨论
气动碎石术最早出现在1990年代作为腔内碎石术的新型系统。持续改进和发展,其利用率在不同临床领域已经开始15]。这是一个安全、高效和负担得起的手术方法。治疗泌尿系统疾病,采用气动柔性ureteroscope下碎石术更有效,和输尿管黏膜损伤小,并发症的发生率也低。钬激光碎石术是一种脉冲激光器产生的钬元素(16]。钬激光的波长在水的吸收范围,手术也在水环境中执行。当地组织之中时,它将生成近千瓦能量在瞬间峰值,可以减少和当地组织切除。精确切割的特点,有效止血,小伤害。基于这些物理和化学性质,它可以粉碎各种成分和密度的计算(17]。钬激光碎石术的优点是,破碎效率高,高速度和能力压碎碎石头各种组合成1∼3毫米的微粒。这样,微积分可以很快被逐出病人的身体,和操作的碎石术的成功率提高,特别是微积分上输尿管。钬激光可以精确切割和止血,还可以处理的问题合并息肉,狭窄,在碎石术过程中出血。在采用的激光治疗,有大的缺点[18]。例如,nonpulsed二氧化碳激光手术的主要原理是通过热效应汽化微积分。这个手术方法将会产生更高的温度在外科治疗,3000°C,对病人的身体非常有害。此外,nonpulsed有限的适用性2激光也有限,不能迷恋酸微积分,及其精度并不理想,所以不建议用于临床治疗(19]。
患者泌尿系统检查,超声波技术的广泛应用,但也有许多的缺点,如模糊边界的病理特点和许多类型的样本,这将影响疾病的诊断。支持向量机分类方法是基于VC维理论和结构风险最小化原理的维度。根据有限的样本信息,最好的折中模型的复杂性(特定训练样本的学习精度)和学习能力(能够识别出任何样本没有错误)试图获得最好的泛化能力。模式识别技术可用于超声图像分割,这是近年来广泛应用于医学图像处理。
目前,通常采用临床治疗泌尿系统疾病的外科治疗。传统手术治疗UC的真菌,包括体外冲击波碎石术,和开放手术。然而,这些手术方法将导致大手术创伤病人的身体,和术后并发症的概率也高,如术后出血,术后伤口感染,尿液渗漏。采用钬激光碎石术治疗UC可以有效地增加碎石术的清除率。国内研究显示,利用钬激光碎石术治疗结石可以有一个碎石术成功率高达93.7%。李等人认为,合并后的软ureteroscope结合钬激光治疗肾脏和上输尿管碎石术间隙微积分可以达到100%。太阳等人发现,在输尿管镜下钬激光碎石术治疗的灵活,碎石术的成功率上微积分高于低微积分,微积分,安全性更好。Winship et al。20.]研究钬激光碎石术的临床疗效,120例患者作为调查对象,病人的最大微积分大小是3.2厘米。钬激光碎石术是利用时,去除率的单个操作使用钬激光碎石术是63%,和二次手术清除率为98%。
在这个研究中,钬激光碎石术和气动碎石术治疗UC患者了。手术方法有理想的碎石术清除率,钬激光碎石术的碎石术清除率95%以上,可有效地粉碎微积分在病人最后排除它的身体,它也非常安全。在组之间的比较,发现钬激光碎石术安全高于气动碎石术手术。它可以凝固止血而通过脉冲激光破碎微积分。在内窥镜的操作下,钬激光可以快速找到加州大学的具体位置,直接粉碎了微积分。这项研究的结果符合预期,因为钬激光低造成物理伤害病人,这将很大程度上促进结石患者快速康复,减少并发症的发生。低分辨率和低信噪比的超声图像,本研究中使用的SVM算法可以识别清晰图像和测量它的一部分,和边界被丢失的一部分,而不是测量。它具有较高的工作效率。钬激光碎石术是目前在临床实践中,广泛采用和治疗效果更显著,这也为微积分其他地区有明显的优势。
5。结论
92 UC患者的术后治疗结果作为研究样本。超声后的结果表明,基于支持向量机的图像分类来选择患者超声图像,在这样的辅助诊断和治疗,诊断和治疗的速度和效率是有效地改善。观察组接受钬激光碎石术治疗UC优于对照组的成功率的手术,手术的时间,微积分放电的时间,住院时间、术后并发症的发生。测试证明,UC的治疗与钬激光碎石术可以有效地促进UC患者排尿功能的恢复。此外,它可以有效地减少住院时间,较高的临床推广价值和意义。
本研究的缺点是,选择患者的样本容量很小,有一定的偏差。采用研究结果的范围也相对较小。在后续的研究中,病人的样本容量会增加,研究的范围将扩大到进一步探讨钬激光碎石术的临床应用价值在不同的疾病。简而言之,结果提供一定参考和意义治疗UC患者。
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。
作者的贡献
胡锦涛李和新陈的贡献同样这项工作。