[發明專利]用于前列腺癌檢測和分類的深度卷積編碼器-解碼器

有效

• 申請號: 201810153940.2
• 申請日: 2018-02-22
• 公開（公告）號: CN108460809B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: A.P.基拉利;C.J.阿比納德;R.格里姆;B.基費爾;A.卡門
• 申請（專利權）人: 西門子保健有限責任公司
• 主分類號: G06T9/00
• 分類號: G06T9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張凌苗;陳嵐

用于前列腺癌檢測和分類的深度卷積編碼器?解碼器。公開了一種用于在多參數磁共振成像（MRI）中的自動化前列腺腫瘤檢測和分類的方法和裝置。接收包括多個不同類型的MRI圖像的患者的多參數MRI圖像集合。使用訓練的多通道圖像到圖像卷積編碼器?解碼器來執行在患者的多參數MRI圖像集合中的前列腺腫瘤的同時檢測和分類，所述訓練的多通道圖像到圖像卷積編碼器?解碼器輸入患者的多參數MRI圖像集合的多個MRI圖像并且包括對應于多個不同腫瘤類別的多個輸出通道。對于每個輸出通道，訓練的圖像到圖像卷積編碼器?解碼器生成相應的響應圖，所述響應圖提供在患者的多參數MRI圖像集合中的相應的腫瘤類別的前列腺腫瘤的檢測的位置。

本申請要求2017年2月22日提交的美國臨時申請No. 62/461,970的權益，通過引用將其公開內容并入本文中。

背景技術

本發明涉及在醫學圖像中的前列腺腫瘤的自動化檢測和分類，并且更特別地，涉及使用深度學習網絡在多參數磁共振（MR）圖像中的前列腺腫瘤的自動化檢測和分類。

前列腺癌是美國男性中最頻繁被診斷的癌，其中在2016年中的181000個新案例導致多于26000個死亡。早期診斷通常導致長期存活，但是依賴于通常由經直腸超聲（transrectal ultrasound）（TRUS）成像引導的侵入性多核活檢（invasive multicorebiopsy）。近期，多參數磁共振成像（MRI）已經展示了用于在非侵入性前列腺癌檢測中使用的有前途的結果，因為在mpMRI和組織學數據之間已經建立了強相關性。無論盲前列腺活檢還是引導的前列腺活檢，對患者而言都是侵入性的和痛苦的，而獲取多參數MRI圖像集合基本上是較少侵入性的。如果使用多參數MRI可以做出相同水平的臨床決定，那么可以避免此類侵入性活檢中的一些或所有，并且可以以使用多參數MRI的非侵入性“虛擬活檢”替代此類侵入性活檢中的一些或所有。

在多參數磁共振（MR）圖像中的檢驗需要兩個具體任務。第一，必須檢測潛在的癌癥區，以及第二，必須將這些可疑區域分類為良性的或否則可動作的（actionable）（建議活檢）。人工讀由多達八個圖像通道組成的多參數MR圖像可能是乏味的任務。此外，甚至由專家放射科醫師檢測，也難以檢測在多參數MR圖像中表達的癌性病變的細微的和共同的標記（signature）。因此，一種用于在多參數MR圖像中的前列腺腫瘤/病變的自動化檢測和分類的方法是期望的。

發明內容

本發明提供了一種用于在多參數磁共振（MR）圖像中的前列腺腫瘤的自動化的基于計算機的檢測和分類的方法和系統。本發明的實施例使用深度圖像到圖像網絡來執行在患者的多參數MR圖像中的前列腺腫瘤的同時檢測和分類。將多參數MR圖像直接輸入到訓練的深度圖像到圖像網絡，并且不需要特征提取預處理步驟。

在本發明的一個實施例中，接收患者的多參數MRI圖像集合，其中多參數MRI圖像集合包括患者的多個不同類型的MRI圖像。使用訓練的多通道圖像到圖像卷積編碼器-解碼器來執行在患者的多參數MRI圖像集合中的前列腺腫瘤的同時檢測和分類，其中訓練的多通道圖像到圖像卷積編碼器-解碼器包括用于輸入患者的多參數MRI圖像集合的多個MRI圖像的多個輸入通道以及對應于多個不同腫瘤類別的多個輸出通道，并且對于每個輸出通道，訓練的多通道圖像到圖像卷積編碼器-解碼器生成相應的響應圖（response map），所述響應圖提供在患者的多參數MRI圖像集合中的相應的腫瘤類別的前列腺腫瘤的檢測的位置。

通過參考以下具體實施方式和附圖，本發明的這些優勢和其他優勢對本領域普通技術人員來說將是清楚的。

附圖說明

圖1圖示了根據本發明的實施例的一種用于在多參數磁共振（MR）圖像中的前列腺腫瘤的自動化的基于計算機的檢測和分類的方法；

圖2圖示了根據本發明的各種實施例的用于實現圖像到圖像卷積編碼器-解碼器的示例性網絡架構；

圖3圖示了對于地面實情（ground truth）良性和惡性前列腺腫瘤位置的高斯響應的示例；