[發(fā)明專利]一種基于乳腺和腫瘤分割的BPE自動(dòng)化提取方法和系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111393712.0
• 申請(qǐng)日: 2021-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN114066911A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尤超;顧雅佳;彭衛(wèi)軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院
• 主分類號(hào): G06T7/11
• 分類號(hào): G06T7/11;G06T7/136;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 陳源源

1.一種基于乳腺和腫瘤分割的BPE自動(dòng)化提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取乳腺動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI圖像數(shù)據(jù)；

S2、將MRI圖像數(shù)據(jù)輸入至第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中對(duì)影像中的乳腺進(jìn)行分割，得到乳腺區(qū)域；

S3、將乳腺區(qū)域輸入至第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中對(duì)乳腺區(qū)域中的腫瘤進(jìn)行分割，得到腫瘤區(qū)域；

S4、在乳腺區(qū)域中，通過自適應(yīng)閾值算法提取纖維腺體作為BPE候選區(qū)域；

S5、排除BPE候選區(qū)域中和腫瘤區(qū)域發(fā)生重疊的區(qū)域，得到BPE區(qū)域。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于乳腺和腫瘤分割的BPE自動(dòng)化提取方法，其特征在于，所述第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)均采用3D U-net神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于乳腺和腫瘤分割的BPE自動(dòng)化提取方法，其特征在于，第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)獲取包括：

A1、獲取病例并收集相應(yīng)的乳腺動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI圖像數(shù)據(jù)作為初始數(shù)據(jù)集；所述乳腺動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI圖像數(shù)據(jù)包括平掃影像和多期增強(qiáng)影像；

A2、對(duì)初始數(shù)據(jù)集進(jìn)行ROI勾畫和配準(zhǔn)得到測(cè)試數(shù)據(jù)集，配準(zhǔn)過程中以第一期增強(qiáng)影像為基準(zhǔn)，將平掃影像和其余各期增強(qiáng)影像配準(zhǔn)到第一期增強(qiáng)影像；

A3、將測(cè)試數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集，驗(yàn)證集以及測(cè)試集。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于乳腺和腫瘤分割的BPE自動(dòng)化提取方法，其特征在于，在執(zhí)行步驟S4前，對(duì)步驟S3得到的乳腺區(qū)域進(jìn)行腐蝕操作。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于乳腺和腫瘤分割的BPE自動(dòng)化提取方法，其特征在于，所述腐蝕操作采用半徑為5mm的圓形模板。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于乳腺和腫瘤分割的BPE自動(dòng)化提取方法，其特征在于，所述自適應(yīng)閾值算法為：計(jì)算第一期增加影像與平掃影像間像素值的強(qiáng)化率，將強(qiáng)化率超過設(shè)定強(qiáng)化閾值的區(qū)域標(biāo)記為BPE候選區(qū)域。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于乳腺和腫瘤分割的BPE自動(dòng)化提取方法，其特征在于，所述強(qiáng)化率的計(jì)算表達(dá)式為：

其中，R％表示強(qiáng)化率，I_post表示第一期增強(qiáng)期影像的像素值，I_pre表示平掃期影像的像素值。

8.一種基于乳腺和腫瘤分割的BPE自動(dòng)化提取系統(tǒng)，其特征在于，包括：

采集模塊，用于獲取乳腺動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI圖像數(shù)據(jù)；

第一分割模塊，用于將MRI圖像數(shù)據(jù)輸入至第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中對(duì)影像中的乳腺進(jìn)行分割，得到乳腺區(qū)域；

第二分割模塊，用于將乳腺區(qū)域輸入至第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中對(duì)乳腺區(qū)域中的腫瘤進(jìn)行分割，得到腫瘤區(qū)域；

候選區(qū)域提取模塊，用于在乳腺區(qū)域中通過自適應(yīng)閾值算法提取纖維腺體作為BPE候選區(qū)域；

BPE區(qū)域提取模塊，用于排除BPE候選區(qū)域中和腫瘤區(qū)域發(fā)生重疊的區(qū)域，得到BPE區(qū)域。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于乳腺和腫瘤分割的BPE自動(dòng)化提取系統(tǒng)，其特征在于，所述第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)均采用3D U-net神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于乳腺和腫瘤分割的BPE自動(dòng)化提取系統(tǒng)，其特征在于，第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)獲取包括：

A1、獲取病例并收集相應(yīng)的乳腺動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI圖像數(shù)據(jù)作為初始數(shù)據(jù)集；所述乳腺動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI圖像數(shù)據(jù)包括平掃影像和多期增強(qiáng)影像；

A2、對(duì)初始數(shù)據(jù)集進(jìn)行ROI勾畫和配準(zhǔn)得到測(cè)試數(shù)據(jù)集，配準(zhǔn)過程中以第一期增強(qiáng)影像為基準(zhǔn)，將平掃影像和其余各期增強(qiáng)影像配準(zhǔn)到第一期增強(qiáng)影像；

A3、將測(cè)試數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集，驗(yàn)證集以及測(cè)試集。