Método de Monitoreo de Daño en Tejidos Biológicos Basado en IMWPE y PNN durante el Tratamiento con HIFU
Autores: Liu, Bei; Zhang, Xian; Zou, Xiao; Cao, Jing; Peng, Ziqi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Método de Monitoreo de Daño en Tejidos Biológicos Basado en IMWPE y PNN durante el Tratamiento con HIFU
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Daño tisular biológico
Ultrasonido focalizado de alta intensidad
Entropía de permutación multiescala
Entropía de permutación ponderada multiescala mejorada
Red neuronal probabilística
Tratamiento con HIFU
Licencia
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El monitoreo del daño en el tejido biológico es una parte indispensable del tratamiento con ultrasonido focalizado de alta intensidad (HIFU). Como un método no lineal, la entropía de permutación multiescala (MPE) se utiliza ampliamente en el monitoreo de tejidos biológicos. Sin embargo, el método MPE tradicional descuida la información de amplitud al calcular la complejidad de la serie temporal, y la estabilidad de MPE es deficiente debido a los defectos en el proceso de grano grueso. Para resolver los problemas mencionados, se propone en este artículo el método de entropía de permutación ponderada multiescala de grano grueso mejorada (IMWPE). En comparación con la MPE, el método IMWPE no solo incluye la amplitud de la señal al calcular la complejidad de la señal, sino que también mejora la estabilidad del valor de entropía. El método IMWPE se aplica a las señales de eco de HIFU durante el tratamiento con HIFU, y se utiliza una red neuronal probabilística (PNN) para monitorear el daño en el tejido biológico. Los resultados muestran que, en comparación con los métodos MSE-PNN y MPE-PNN, el método IMWPE-PNN propuesto puede identificar correctamente todos los tejidos normales y puede identificar de manera más efectiva los tejidos dañados y los tejidos desnaturalizados. La tasa de reconocimiento para los tres tipos de tejidos biológicos es más alta, alcanzando hasta el 96.7%. Esto significa que el método IMWPE-PNN puede monitorear mejor el estado del daño en el tejido biológico durante el tratamiento con HIFU.
Descripción
El monitoreo del daño en el tejido biológico es una parte indispensable del tratamiento con ultrasonido focalizado de alta intensidad (HIFU). Como un método no lineal, la entropía de permutación multiescala (MPE) se utiliza ampliamente en el monitoreo de tejidos biológicos. Sin embargo, el método MPE tradicional descuida la información de amplitud al calcular la complejidad de la serie temporal, y la estabilidad de MPE es deficiente debido a los defectos en el proceso de grano grueso. Para resolver los problemas mencionados, se propone en este artículo el método de entropía de permutación ponderada multiescala de grano grueso mejorada (IMWPE). En comparación con la MPE, el método IMWPE no solo incluye la amplitud de la señal al calcular la complejidad de la señal, sino que también mejora la estabilidad del valor de entropía. El método IMWPE se aplica a las señales de eco de HIFU durante el tratamiento con HIFU, y se utiliza una red neuronal probabilística (PNN) para monitorear el daño en el tejido biológico. Los resultados muestran que, en comparación con los métodos MSE-PNN y MPE-PNN, el método IMWPE-PNN propuesto puede identificar correctamente todos los tejidos normales y puede identificar de manera más efectiva los tejidos dañados y los tejidos desnaturalizados. La tasa de reconocimiento para los tres tipos de tejidos biológicos es más alta, alcanzando hasta el 96.7%. Esto significa que el método IMWPE-PNN puede monitorear mejor el estado del daño en el tejido biológico durante el tratamiento con HIFU.