BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ QUỐC PHÒNG
HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ
LƯƠNG QUANG HẢI
NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ẢNH
DỰA TRÊN PHƯƠNG PHÁP ƯỚC LƯỢNG MÔ ĐUN ĐÀN HỒI
TRONG MÔ SINH HỌC
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa
Mã số: 9 52 02 16
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS. TS TRẦN ĐỨC TÂN
2. PGS. TS NGUYỄN LINH TRUNG
HÀ NỘI – NĂM 2019
LÍI CAM OAN
Tæi xin cam oan c¡c k¸t qu£ tr¼nh b y trong luªn ¡n l cæng tr¼nh
nghi¶n cùu cõa tæi d÷îi sü h÷îng d¨n cõa c¡c c¡n bë h÷îng d¨n. C¡c sè
li»u, k¸t qu£ tr¼nh b y trong luªn ¡n l ho n to n trung thüc v ch÷a ÷ñc
cæng bè trong b§t ký cæng tr¼nh n o tr÷îc ¥y. C¡c k¸t qu£ sû döng tham
kh£o ·u ¢ ÷ñc tr½ch d¨n ¦y õ v theo óng quy ành.
H Nëi, ng y 30 th¡ng 9 n«m 2019
T¡c gi£
L÷ìng Quang H£i
LÍI CM ÌN
Trong suèt qu¡ tr¼nh håc tªp, nghi¶n cùu v ho n th nh luªn ¡n ti¸n s¾,
nghi¶n cùu sinh ¢ nhªn ÷ñc nhi·u sü hé trñ, gióp ï v âng gâp quþ
b¡u.
¦u ti¶n, nghi¶n cùu sinh xin b y tä láng c£m ìn v tri ¥n s¥u sc ¸n
c¡c th¦y gi¡o h÷îng d¨n PGS.TS Tr¦n ùc T¥n v PGS.TS Nguy¹n
Linh Trung
- Tr÷íng ¤i håc Cæng ngh» - ¤i håc Quèc gia H Nëi.
Tr¶n vai trá l c¡n bë h÷îng d¨n khoa håc, c¡c Th¦y khæng ch¿ l ng÷íi
h÷îng d¨n, gióp ï nghi¶n cùu sinh ho n th nh nëi dung luªn ¡n m cán
l ng÷íi ành h÷îng, truy·n c£m hùng, sü am m¶ v þ ch½ quy¸t t¥m tr¶n
con ÷íng nghi¶n cùu khoa håc ¦y gian khâ.
Nghi¶n cùu sinh xin ch¥n th nh c£m ìn c¡c Th¦y gi¡o trong Ban chõ
nhi»m Khoa Kÿ thuªt i·u khiºn, Ban chõ nhi»m v tªp thº c¡n bë gi¡o
vi¶n trong Bë mæn i»n tû Y Sinh, Khoa Kÿ thuªt i·u khiºn, Håc vi»n
Kÿ thuªt Qu¥n sü, nìi nghi¶n cùu sinh håc tªp v l m vi»c, ¢ tªn t¼nh
gióp ï nghi¶n cùu sinh trong suèt thíi gian thüc hi»n luªn ¡n.
Nghi¶n cùu sinh công ch¥n th nh c£m ìn Pháng Sau ¤i håc, H» qu£n
lþ håc vi¶n sau ¤i håc - Håc vi»n Kÿ thuªt Qu¥n sü ¢ t¤o i·u ki»n
thuªn lñi v gióp ï nghi¶n cùu sinh ho n th nh luªn ¡n n y.
Cuèi còng, nghi¶n cùu sinh xin gûi líi c£m ìn s¥u sc tîi gia ¼nh, b¤n
b± v çng nghi»p ¢ luæn ëng vi¶n, chia s´ nhúng khâ kh«n trong håc
tªp, cæng vi»c v cuëc sèng, gióp nghi¶n cùu sinh ho n th nh nhi»m vö
v ¤t ÷ñc nhúng k¸t qu£ nh÷ hæm nay.
MÖC LÖC
MÖC LÖC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
DANH MÖC CC TØ VIT TT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
iii
DANH MÖC HNH V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
DANH MÖC BNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
v
viii
DANH MÖC KÞ HIU TON HÅC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ix
MÐ U . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
Ch֓ng
1. TÊNG QUAN V PH×ÌNG PHP TO NH
SIU
M O Ë N HÇI MÆ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
1.1. Mët sè ph÷ìng ph¡p ch©n o¡n h¼nh £nh iºn h¼nh trong y t¸ .
7
1.2. Ph÷ìng ph¡p t¤o £nh n hçi sâng tr÷ñt trong ch©n o¡n b»nh
9
1.3. Têng quan c¡c nghi¶n cùu v· ÷îc l÷ñng v t¤o £nh n hçi mæ
13
1.4. K¸t luªn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
Ch֓ng
2. ×ÎC L×ÑNG V TO NH N HÇI MÆ SÛ
DÖNG BË LÅC KALMAN MÐ RËNG . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
2.1. Nhúng ki¸n thùc cì b£n v· sü lan truy·n sâng tr÷ñt . . . . . . . . . .
23
2.1.1. Nguy¶n lþ t¤o v o vªn tèc h¤t cõa sâng tr÷ñt . . . . . . . . . . .
23
2.1.2. T½nh to¡n Module shear phùc theo mæ h¼nh KelvinVoigt .
26
2.1.3. Lþ thuy¸t v· bë låc Kalman mð rëng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
2.2. ×îc l÷ñng CSM sû döng bë låc Kalman mð rëng . . . . . . . . . . . . .
29
i
2.3. T¤o £nh hai chi·u CSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
2.3.1. T¤o £nh hai chi·u CSM mæ b¬ng ph÷ìng ph¡p qu²t tia . . .
31
2.3.2. N¥ng cao ch§t l÷ñng £nh nhªn ÷ñc sau qu¡ tr¼nh t¤o £nh
33
2.4. Mæ phäng v c¡c k¸t qu£ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
2.4.1. Xªy düng kàch b£n mæ phäng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
2.4.2. C¡c k¸t qu£ ÷îc l÷ñng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
36
2.4.3. ¡nh gi¡ c¡c k¸t qu£ thüc hi»n ÷ñc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
42
2.4.4. So s¡nh k¸t qu£ nhªn ÷ñc khi sû döng ph÷ìng ph¡p EKF vîi
ph÷ìng ph¡p MLEF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
44
2.5. B n luªn v· ph÷ìng ph¡p ÷îc l÷ñng CSM sû döng EKF v qu²t tia
48
2.6. K¸t luªn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ch֓ng
50
3. X
Y DÜNG MÆ HNH TRUYN SÂNG TR×ÑT
TRONG MÆ MM SÛ DÖNG PH×ÌNG PHP FDTD V
TO NH Ë N HÇI NHÎT CÕA MÆ . . . . . . . . . . . . . . .
51
3.1. X¥y düng mæ h¼nh truy·n sâng tr÷ñt trong mæi tr÷íng 1D sû döng
ph÷ìng ph¡p sai ph¥n húu h¤n trong mi·n thíi gian . . . . . . . . . . . . . .
52
3.2. ×îc l÷ñng 1D ë n hçi nhît sû döng bë låc th½ch nghi B¼nh ph÷ìng
trung b¼nh tèi thiºu k¸t hñp thuªt to¡n Bi¸n êi ng÷ñc ¤i sè Helmholtz
54
3.2.1. Ti·n xû lþ dú li»u thu thªp sû döng bë låc th½ch nghi B¼nh
ph÷ìng trung b¼nh tèi thiºu (LMS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
54
ii
3.2.2. ×îc l÷ñng CSM sû döng thuªt to¡n th½ch nghi B¼nh ph÷ìng
trung b¼nh tèi thiºu/Bi¸n êi ng÷ñc ¤i sè Helmholtz (LMS/AHI) . . .
57
3.3. Mæ phäng v c¡c k¸t qu£ ÷îc l÷ñng 1D CSM . . . . . . . . . . . . . . . . .
59
3.4. T¤o £nh hai chi·u ë n hçi nhît cõa mæ . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
65
3.4.1. X¥y düng mæ h¼nh 2D truy·n sâng tr÷ñt trong mæ sû döng
ph÷ìng ph¡p FDTD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
65
3.4.2. ×îc l÷ñng v t¤o £nh 2D ë n hçi nhît cõa mæ sû döng LMS
v AHI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
67
3.4.3. K¸t qu£ t¤o £nh hai chi·u ë n hçi nhît . . . . . . . . . . . . . . .
69
3.4.4. ¡nh gi¡ ành l÷ñng k¸t qu£ t¤o £nh 2D CSM sû döng LMS/AHI
74
3.5. K¸t luªn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
77
KT LUN V H×ÎNG NGHIN CÙU T×ÌNG LAI . . .
79
DANH MÖC CC CÆNG TRNH CÆNG BÈ . . . . . . . .
81
TI LIU THAM KHO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
83
DANH MÖC CC TØ VIT TT
Tø vi¸t tt
Ngh¾a Ti¸ng Anh
Ngh¾a Ti¸ng Vi»t
1D
OneDimemsional
Mët chi·u
2D
TwoDimemsional
Hai chi·u
3D
ThreeDimemsional
Ba chi·u
AHI
Algebraic Helmholtz In-
Bi¸n êi ng÷ñc ¤i sè
version
Helmholtz
ARF
Acoustic Radiation Force
Lüc bùc x¤ ¥m
CSM
Complex Shear Modulus
Module Shear phùc
CT
Computed Tomography
Chöp ct lîp vi t½nh
EKF
Extended Kalman Filter
Bë låc Kalman mð rëng
EnKF
Ensemble Kalman Filter
Bë låc Kalman tê hñp
FHO
Forced Harmonic Oscilla-
Dao ëng i·u háa c÷ïng
tor
bùc
Finite Difference Time
Sai ph¥n húu h¤n trong
Domain
mi·n thíi gian
FDTD
HFVS
HyperFrequency
Vis-
Phê n hçi nhît si¶u t¦n
coelastic Spectroscopy
HMI
Harmonic Motion Imag-
T¤o £nh chuyºn ëng i·u
ing
háa
iii
iv
KVFD
LMS
KelvinVoigt
Fractional
¤o h m ph¥n sè Kelvin
Derivative
Voigt
Least Mean Square
B¼nh ph÷ìng trung b¼nh
tèi thiºu
MLEF
MSE
Maximum Likelihood En-
Bë låc tê hñp hñp l³ cüc
semble Filter
¤i
Mean Square Error
Sai sè trung b¼nh b¼nh
ph֓ng
MRI
Magnetic
Resonance
T¤o £nh cëng h÷ðng tø
Imaging
NLMS
Normalized Least Mean
B¼nh ph÷ìng trung b¼nh
Square
tèi thiºu chu©n hâa
SNR
Signal to Noise Ratio
T sè t½n hi»u tr¶n nhi¹u
SPECT
Single Photon Emission
Chöp ct lîp vi t½nh ph¡t
Computed Tomography
x¤ ìn photon
SWE
Shear Wave Elasticity
n hçi sâng tr÷ñt
SWEI
Shear
T¤o £nh n hçi sâng
PET
PSNR
WHO
Wave
Elasticity
Imaging
tr֖t
Photon Emission Tomog-
Chöp ct lîp ph¡t x¤ pho-
raphy
ton
Peak Signal to Noise Ra-
T sè t½n hi»u cüc ¤i tr¶n
tio
nhi¹u
World Health Organiza-
Tê chùc y t¸ th¸ giîi
tion
DANH MÖC HNH V
1.1
nh si¶u ¥m n hçi [4]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2
Thi¸t bà si¶u ¥m EPIQ (tr¡i) v ACUSON (ph£i).
1.3
×îc l÷ñng tèc ë sâng tr÷ñt b¬ng c¡ch ph¡t hi»n pha [6].
1.4
T¤o sâng tr÷ñt sû döng ARF [18]. . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.5
T¤o sâng tr÷ñt sû döng kim rung v Ph÷ìng ph¡p SWEI
. . . . . . . 12
. . . 15
dòng trong ch©n o¡n b»nh gan [9]. . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.1
T¤o v o sâng tr÷ñt trong mæ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.2
Nguy¶n lþ ho¤t ëng cõa Bë låc Kalman mð rëng [43]. . . . . . 29
2.3
C§u h¼nh iºm v tia cõa ph÷ìng ph¡p qu²t tia. . . . . . . . . 32
2.4
C¡c £nh ë n hçi v ë nhît lþ t÷ðng ban ¦u. . . . . . . . . 35
2.5
C¡c và tr½ o vªn tèc h¤t cõa sâng tr÷ñt theo ph÷ìng ph¡p
qu²t tia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.6
Vªn tèc h¤t câ nhi¹u (yn trong Ph÷ìng tr¼nh (2.21)) v vªn
tèc h¤t ÷ñc ÷îc l÷ñng (vbn trong Ph÷ìng tr¼nh (2.23)) theo
thíi gian t¤i và tr½ j = 10 cõa tia i = 60 (vîi SNR = 30 dB). . . 37
2.7
Vªn tèc h¤t theo khæng gian, ÷ñc ÷îc l÷ñng dåc c¡c tia
i = 2 v i = 60 (vîi SNR = 30 dB). Vªn tèc h¤t lþ t÷ðng l
vn trong Ph÷ìng tr¼nh (2.1) v (2.21), vªn tèc h¤t câ nhi¹u
l yn trong Ph÷ìng tr¼nh (2.21), vªn tèc h¤t ÷ñc ÷îc l÷ñng
l vbn trong Ph÷ìng tr¼nh (2.23). . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
v
vi
2.8
×îc l÷ñng sè sâng v h» sè h§p thö dåc theo tia i = 60 (vîi
SNR = 30 dB). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.9
nh ë n hçi v £nh ë nhît ÷ñc ÷îc l÷ñng (trong tr÷íng
hñp SNR = 30 dB). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.10 C¡c £nh ë n hçi v £nh ë nhît ¢ ÷ñc n¥ng cao ch§t
l÷ñng (vîi SNR = 30 dB). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.11 Ch¿ ti¶u P SN R cõa c¡c £nh ÷ñc ÷îc l÷ñng. . . . . . . . . . . 44
2.12 Ch¿ sè Q cõa c¡c £nh ÷ñc ÷îc l÷ñng. . . . . . . . . . . . . . . 45
2.13 ×îc l÷ñng sè sâng sû döng EKF v MLEF. . . . . . . . . . . . 46
2.14 ×îc l÷ñng h» sè h§p thö sû döng EKF v MLEF. . . . . . . . . 47
3.1
Minh håa c¡c nót tensor ë n²n σ v vector vªn tèc h¤t vz
trong khæng gian v thíi gian. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.2
Sû döng bë låc LMS º c£i thi»n vªn tèc h¤t o ÷ñc. . . . . . 55
3.3
Vªn tèc h¤t theo thíi gian t¤i iºm 15. . . . . . . . . . . . . . 60
3.4
Vªn tèc h¤t theo thíi gian t¤i iºm 60. . . . . . . . . . . . . . 61
3.5
Vªn tèc h¤t cõa sâng tr÷ñt vîi c¡c và tr½ khæng gian. . . . . . . 61
3.6
ë n hçi ÷ñc ÷îc l÷ñng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.7
ë nhît ÷ñc ÷îc l÷ñng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.8
M¤ng l÷îi c¡c nót vªn tèc h¤t sâng tr÷ñt v tensor ë n²n
trong m°t ph¯ng(X,Y).
3.9
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
nh 2D lþ t÷ðng cho ë n hçi v ë nhît cõa mæ. . . . . . . 70
3.10 Vªn tèc h¤t theo thíi gian t¤i và tr½ (56,56). . . . . . . . . . . . 71
3.11 nh 2D ÷îc l÷ñng cho ë n hçi v ë nhît cõa mæ. . . . . . 72
3.12 K¸t qu£ ÷îc l÷ñng ë n hçi tr¶n Line 10 v Line 40. . . . . . 73
vii
3.13 K¸t qu£ ÷îc l÷ñng ë nhît tr¶n Line 10 v Line 40. . . . . . . . 74
3.14 K¸t qu£ ÷îc l÷ñng ë n hçi tr¶n Line 10 v Line 40 theo
ph÷ìng ph¡p trong [26]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
3.15 K¸t qu£ ÷îc l÷ñng ë nhît tr¶n Line 10 v Line 40 theo
ph÷ìng ph¡p trong [26]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
DANH MÖC BNG
1.1
ë n hçi cõa mët sè lo¤i mæ [4]. . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.2
ë n hçi v ë nhît cõa mët sè mæ Gan [15]. . . . . . . . . . 12
2.1
C¡c tham sè cõa mæi tr÷íng v c¡c khèi u. . . . . . . . . . . . 34
2.2
So s¡nh giúa EKF v MLEF v· sai sè RMS v thíi gian
thüc hi»n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.1
C¡c gi¡ trà ë n hçi v ë nhît cõa mæ trong kàch b£n
mæ phäng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.2
Sai sè cõa ÷îc l÷ñng CSM
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
viii
DANH MÖC KÞ HIU TON HÅC
Kþ hi»u
Þ ngh¾a.
α
H» sè h§p thö sâng tr÷ñt trong mæ.
A
Bi¶n ë t½n hi»u k½ch th½ch.
ks
Sè sâng.
ks0
Sè sâng phùc.
f
T¦n sè t½n hi»u k½ch th½ch.
ω
T¦n sè gâc t½n hi»u k½ch th½ch.
t
Thíi gian.
r0
Tåa ë iºm k½ch th½ch.
r
Kho£ng c¡ch tø iºm kh£o s¡t ¸n iºm k½ch
th½ch.
v(r, t)
Vªn tèc h¤t sâng tr÷ñt t¤i và tr½ khæng gian r,
thíi gian t.
φ
Pha ban ¦u cõa dao ëng k½ch th½ch.
∆t
Chu ký l§y m¨u.
n
Ch¿ sè thíi gian ríi r¤c.
ρ
Mªt ë khèi cõa mæi tr÷íng.
cs
Tèc ë truy·n sâng tr÷ñt trong mæ.
µ
Module shear phùcCSM.
µ1
ë n hçi cõa mæ.
ix
x
η
ë nhît cõa mæ.
xn
Vector bi¸n khæng gia tr¤ng th¡i.
un
Vector ¦u v o i·u khiºn.
pn
Vector nhi¹u qu¡ tr¼nh.
wn
Vector nhi¹u o.
yn
Vector ¦u ra (vector o).
bn
x
×îc l÷ñng cõa bi¸n tr¤ng th¡i xn .
∂t
Biºu di¹n to¡n tû ¤o h m ri¶ng theo thíi gian.
∂x
Biºu di¹n to¡n tû ¤o h m ri¶ng theo khæng
gian.
∆x
Kho£ng c¡ch 2 và tr½ kh£o s¡t li¶n ti¸p theo
ph֓ng x.
∆y
Kho£ng c¡ch 2 và tr½ kh£o s¡t li¶n ti¸p theo
ph֓ng y .
vz
ë lîn cõa vector vªn tèc ri¶ng theo ph÷ìng z .
σ
Tensor ë n²n.
G (x, ω)
CSM trong mi·n t¦n sè.
G0 (x, t)
CSM trong mi·n thíi gian.
Vz (x, ω)
Bi¸n êi Fourier thíi gian cõa vªn tèc ri¶ng
vz (x, t).
∇2 Vz (x, ω0 )
To¡n tû vi sai Laplace cõa Vz (x, ω0 ).
MÐ U
Theo b¡o c¡o mîi nh§t cõa Tê chùc y t¸ th¸ giîi WHO, ung th÷ l
nguy¶n nh¥n h ng ¦u g¥y tû vong tr¶n to n th¸ giîi, ÷îc t½nh câ kho£ng
9,6 tri»u ca tû vong v o n«m 2018. C¡c b»nh ung th÷ phê bi¸n nh§t l :
Phêi (2,09 tri»u ca); Vó (2,09 tri»u tr÷íng hñp); ¤i trüc tr ng (1,80 tri»u
tr÷íng hñp); Tuy¸n ti·n li»t (1,28 tri»u tr÷íng hñp); Ung th÷ da (khæng
u ¡c t½nh) (1,04 tri»u tr÷íng hñp); D¤ d y (1,03 tri»u ca). Trong â, c¡c
nhâm g¥y tû vong lîn nh§t l ung th÷: Phêi (1,76 tri»u ng÷íi ch¸t); ¤i
trüc tr ng (862 000 ca tû vong); D¤ d y (783 000 ca tû vong); Gan (782
000 ca tû vong); Vó (627 000 ca tû vong).
¤i a sè c¡c b»nh n y ·u câ thº ÷ñc chúa trà n¸u ÷ñc ch©n o¡n sîm
v ch½nh x¡c. Ch©n o¡n b»nh sîm v ch½nh x¡c l mong muèn cõa ng÷íi
b»nh, b¡c s¾ v xa hìn l cõa x¢ hëi, v¼ nâ l cì sð º ÷a ra c¡c quy¸t
ành i·u trà kàp thíi em l¤i hy vång cao nh§t cho ng÷íi b»nh. V¼ vªy
chóng l èi t÷ñng ÷ñc c¡c nh nghi¶n cùu quan t¥m trong thíi gian vøa
qua, vîi r§t nhi·u nghi¶n cùu ¢ ÷ñc ÷a ra.
Trong ch©n o¡n ph¡t hi»n c¡c b»nh ung th÷ nâi chung (ngo¤i trø ung
th÷ m¡u), Ch©n o¡n h¼nh £nh l mët ph÷ìng ph¡p kh¡m b»nh iºn h¼nh,
hi»u qu£ v khæng x¥m l§n düa tr¶n c¡c h¼nh £nh trüc quan. Mët sè thi¸t
bà câ câ ë ch½nh x¡c cao nh÷ chöp ct lîp vi t½nh (CT), chöp cëng h÷ðng
tø h¤t nh¥n (MRI), chöp ct lîp ph¡t x¤ (SPECT/CT, PET/CT). Tuy
1
2
nhi¶n, khæng ph£i lóc n o công câ thº dòng c¡c thi¸t bà n y º th«m kh¡m.
V¼ mët sè lþ do: Thù nh§t, ¥y l nhâm thi¸t bà r§t t, ch¿ ÷ñc ¦u t÷
t¤i c¡c cì sð câ quy mæ; Thù hai, chi ph½ vªn h nh mët ca chöp tèn k²m
v thíi gian chu©n bà v thüc hi»n mët ca chöp k²o d i; Ba l , c¡c thi¸t bà
CT, SPECT/CT v PET/CT câ nh÷ñc iºm l g¥y h¤i ¸n t¸ b o sèng.
Khc phöc nhúng nh÷ñc iºm n y, c¡c nh nghi¶n cùu tr¶n th¸ giîi ¢
· xu§t ph÷ìng ph¡p t¤o £nh y sinh o ë n hçi mæ dòng sâng tr÷ñt
(shear wave elasticity imaging) düa tr¶n sü t÷ìng t¡c giúa si¶u ¥m v sâng
tr÷ñt. ×u iºm cõa ph÷ìng ph¡p n y l thüc hi»n tr¶n n·n cæng ngh» cõa
m¡y si¶u ¥m truy·n thèng, çng thíi bê sung £nh n hçi mæ, cho ph²p
ph¡t hi»n sîm c¡c khèi u, c¡c mæ b§t th÷íng. ¥y l mët l¾nh vüc mîi
trong kÿ thuªt ch©n o¡n h¼nh £nh, câ nhi·u v§n · (b i to¡n) c¦n ÷ñc
ti¸p töc gi£i quy¸t, ch½nh v¼ vªy NCS chån · t i Nghi¶n cùu c£i thi»n
ch§t l÷ñng £nh düa tr¶n ph÷ìng ph¡p ÷îc l÷ñng mæ un n hçi
trong mæ sinh håc,
¥y l v§n · câ þ ngh¾a thüc ti¹n to lîn trong giai
o¤n hi»n nay. · t i nghi¶n cùu mët h÷îng mîi trong l¾nh vüc t¤o £nh y
sinh hi»n ang thu hót nhi·u nh khoa håc tr¶n th¸ giîi khai ph¡.
Vi»c x¥y düng v ph¡t triºn c¡c ph÷ìng ph¡p, mæ h¼nh, gi£i thuªt v
cæng cö nh¬m n¥ng cao hi»u qu£ xû lþ t½n hi»u v t¤o £nh y sinh o n
hçi mæ ành l÷ñng câ þ ngh¾a khoa håc tèt v¼ nhúng k¸t qu£ n¸u th nh
cæng s³ l âng gâp mîi trong t¤o £nh y sinh nâi chung v t¤o £nh si¶u
¥m nâi ri¶ng. °c bi»t l trong ch©n o¡n ph¡t hi»n sîm c¡c khèi u.
Möc ti¶u cõa luªn ¡n.
Möc ti¶u cõa luªn ¡n l x¥y düng v ph¡t triºn c¡c ph÷ìng ph¡p, mæ h¼nh,
3
gi£i thuªt v cæng cö nh¬m n¥ng cao hi»u qu£ ÷îc l÷ñng ë n hçi v ë
nhît cõa mæ m·m sinh håc. Vi»c ÷îc l÷ñng ë n hçi v ë nhît ÷ñc
¡p döng º t¤o £nh 2D ë n hçi v ë nhît cõa mæ.
èi t÷ñng v ph¤m vi nghi¶n cùu cõa luªn ¡n.
èi t÷ñng nghi¶n cùu cõa luªn ¡n l £nh si¶u ¥m n hçi sâng tr÷ñt. Cö
thº: ×îc l÷ñng c¡c t½nh ch§t cì håc cõa mæ m·m sinh håc, °c bi»t l mæ
un shear phùc; Chùng minh c¡c gi¡ trà thæng tin bê sung trong th nh
ph¦n £o cõa mæ un phùc (ë nhît); Khæi phöc b£n ç khæng gian cõa
mæ un shear phùc trong c£ 1D v 2D.
Thi¸t bà si¶u ¥m ÷ñc sû döng º ph¡t hi»n chuyºn ëng cõa mæ. Cö thº,
t½nh n«ng Doppler cõa thi¸t bà si¶u ¥m ÷ñc sû döng º ph¡t hi»n ë dàch
chuyºn cõa mæ. Câ nhi·u lþ do º sû döng si¶u ¥m trong luªn ¡n n y.
Thi¸t bà si¶u ¥m câ s®n t¤i c¡c cì sð y t¸. Nâ câ k½ch th÷îc gån nhµ, câ
thº di chuyºn và tr½, thªm ch½ câ lo¤i câ thº x¡ch tay. Gi¡ th nh v chi ph½
vªn h nh cõa thi¸t bà si¶u ¥m th§p hìn nhi·u so vîi c¡c thi¸t bà ch©n o¡n
h¼nh £nh kh¡c. Hìn núa, ph÷ìng ph¡p kh¡m b»nh cõa thi¸t bà si¶u ¥m
l x¥m l§n nhä nh§t so vîi c¡c ph÷ìng ph¡p kh¡c v hé trñ ¡ng kº cho
möc ½ch ch©n o¡n. Tuy nhi¶n, si¶u ¥m l khæng ph£i khæng câ nhúng
h¤n ch¸.
Truy·n sâng shear l mët hi»n t÷ñng 3D °c tr÷ng bði mët vector vªn tèc
ba th nh ph¦n, v c¡c h» thèng hi»n nay câ thº ph¡t hi»n ch¿ mët th nh
ph¦n cõa vector â. Tuy nhi¶n, n¸u câ ÷îc t½nh ành l÷ñng cõa mæ un
shear phùc câ thº hé trñ cho ch©n o¡n y t¸.
Ph¤m vi nhúng nëi dung ch½nh m luªn ¡n s³ · cªp:
4
• T¼m hiºu c¡c kÿ thuªt t¤o £nh ysinh.
• Nghi¶n cùu c¡c kÿ thuªt t¤o £nh n hçi sâng tr÷ñt (Shear wave
elastography).
• Mæ h¼nh hâa v mæ phäng sü truy·n sâng tr÷ñt trong mæ sû döng
Ph÷ìng ph¡p gi£i t½ch (ph÷ìng tr¼nh truy·n sâng cì b£n) v Ph÷ìng
ph¡p sai ph¥n húu h¤n trong mi·n thíi gian FDTD (FiniteDifference
TimeDomain).
• Nghi¶n cùu c¡c thuªt to¡n tèi ÷u x¡c ành khèi u dòng sâng tr÷ñt cho
b i to¡n 1D v 2D.
• Kiºm chùng c¡c thuªt to¡n · xu§t vîi dú li»u mæ phäng.
Ph÷ìng ph¡p nghi¶n cùu.
Luªn ¡n sû döng ph÷ìng ph¡p nghi¶n cùu lþ thuy¸t k¸t hñp vîi mæ phäng
kiºm chùng. Tr÷îc ti¶n, luªn ¡n t¼m hiºu c¡c ph÷ìng ph¡p CSM thæng
qua t i li»u v c¡c cæng tr¼nh nghi¶n cùu tr÷îc â. Tø â · xu§t ra
nhúng ph÷ìng ph¡p º n¥ng cao hi»u qu£ ÷îc l÷ñng CSM. Ph÷ìng ph¡p
mæ phäng ÷ñc thüc hi»n º kiºm chùng c¡c · xu§t mîi cõa luªn ¡n. Cö
thº, ph÷ìng ph¡p thû nghi»m düa tr¶n k½ch th½ch b¶n trong cõa sü dàch
chuyºn trong mæ m·m v c¡c vªt li»u gièng mæ. B¬ng c¡ch k½ch th½ch sâng
tr÷ñt câ °c t½nh tèt (well-characterized) vîi sü dàch chuyºn lîn cõa vªt
li»u, º thu ÷ñc SNR tèt hìn, gióp ½ch cho vi»c ÷îc l÷ñng c¡c t½nh ch§t
n hçi nhît cõa vªt li»u. Hìn núa, ph÷ìng ph¡p n y câ thº h÷îng ¸n
b«ng thæng rëng t÷ìng ùng cõa vªt li»u, t¤o i·u ki»n º hiºu v· cì ch¸
n hçi nhît trong b«ng thæng cõa ph²p o.
5
âng gâp cõa luªn ¡n.
Mët sè âng gâp ch½nh cõa luªn ¡n câ thº ÷ñc tâm tt nh÷ sau
1. · xu§t ph÷ìng ph¡p ÷îc l÷ñng gi¡n ti¸p CSM sû döng bë låc Kalman
mð rëng v ph÷ìng tr¼nh truy·n sâng (t÷ìng ùng vîi c¡c cæng tr¼nh
nghi¶n cùu sè 2, 3, 5 v 7 trong Danh möc c¡c cæng tr¼nh ¢ cæng bè).
2. · xu§t ph÷ìng ph¡p t½ch hñp LMS/AHI sû döng mæ h¼nh truy·n
sâng FDTD º ÷îc l÷ñng trüc ti¸p CSM (t÷ìng ùng vîi c¡c cæng tr¼nh
nghi¶n cùu sè 4 v 6 trong Danh möc c¡c cæng tr¼nh ¢ cæng bè).
C¡c · xu§t tr¶n ·u ÷ñc ùng döng º t¤o £nh 2D CSM.
Bè cöc luªn ¡n.
Luªn ¡n ÷ñc tê chùc th nh 3 ch÷ìng, bè cöc cö thº nh÷ sau.
• Ch÷ìng 1: TÊNG QUAN V PH×ÌNG PHP TO NH SIU
M
O Ë N HÇI MÆ.
Trong ch÷ìng n y, nghi¶n cùu sinh giîi thi»u mët sè ph÷ìng ph¡p t¤o
£nh trong y t¸ v tr¼nh b y möc ½ch þ ngh¾a cõa ph÷ìng ph¡p t¤o
£nh si¶u ¥m sâng tr÷ñt. Ti¸p theo l têng quan v· t¼nh h¼nh nghi¶n
cùu tr¶n th¸ giîi v· c¡c ph÷ìng ph¡p ÷îc l÷ñng v t¤o £nh n hçi
si¶u ¥m sâng tr÷ñt.
• Ch÷ìng 2: ×ÎC L×ÑNG V TO NH N HÇI MÆ SÛ DÖNG
BË LÅC KALMAN MÐ RËNG.
Trong ch÷ìng n y, ¦u ti¶n nghi¶n cùu sinh x¥y düng nguy¶n lþ t¤o
v o sâng tr÷ñt. Sau â, vªn tèc h¤t cõa sâng tr÷ñt ÷ñc o nhí h»
thèng si¶u ¥m Doppler. Cuèi còng, ¡p döng bë låc Kalman mð rëng
6
º ÷îc l÷ñng CSM (bao gçm ë n hçi, ë nhît) cõa mæ. Mët kàch
b£n mæ phäng công ÷ñc x¥y düng º kiºm chùng ph÷ìng ph¡p ¢ ·
xu§t. C¡c k¸t qu£ nhªn ÷ñc ¢ ÷ñc so s¡nh vîi mët sè k¸t qu£ tø
nghi¶n cùu tr÷îc.
• Ch÷ìng 3: X
Y DÜNG MÆ HNH TRUYN SÂNG TR×ÑT TRONG
MÆ MM SÛ DÖNG PH×ÌNG PHP FDTD V TO NH Ë
N HÇI NHÎT CÕA MÆ.
Ch÷ìng 3 tr¼nh b y vi»c ùng döng ph÷ìng ph¡p FDTD º x¥y düng
mæ h¼nh truy·n sâng tr÷ñt trong mæ. ¥y l ph÷ìng ph¡p phò hñp vîi
mët mæi tr÷íng khæng çng nh§t nh÷ mæ sinh håc. Ti¸p ¸n, nghi¶n
cùu sinh sû döng bë låc th½ch nghi LMS º låc nhi¹u vªn tèc h¤t o
÷ñc tr÷îc khi sû döng thuªt to¡n AHI º thüc hi»n ÷îc l÷ñng CSM
trüc ti¸p cho c£ mæi tr÷íng 1D v 2D. K¸t qu£ ÷îc l÷ñng 2D CSM
thu ÷ñc c¡c £nh ë n hçi v ë nhît cõa mæ.
C¡c k¸t qu£ nghi¶n cùu v âng gâp cõa luªn ¡n ÷ñc thº hi»n trong c¡c
cæng tr¼nh li¶n quan ¸n luªn ¡n. C¡c cæng tr¼nh n y ¢ ÷ñc cæng bè tr¶n
mët sè t¤p ch½ v k y¸u hëi nghà chuy¶n ng nh.
- Xem thêm -