[發(fā)明專(zhuān)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(kāi)（公告）號(hào): CN114066911A
• 公開(kāi)（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(zhuān)利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/11
• 分類(lèi)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

本發(fā)明涉及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)，方法包括獲取乳腺動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI圖像數(shù)據(jù)；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；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；在乳腺區(qū)域中，通過(guò)自適應(yīng)閾值算法提取纖維腺體作為BPE候選區(qū)域；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。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有處理速度快、識(shí)別精度高等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及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)。

背景技術(shù)

BPE(background parenchymal enhancement乳腺背景實(shí)質(zhì)強(qiáng)化)是指乳腺纖維體在MRI(磁共振成像)上正常強(qiáng)化。美國(guó)放射學(xué)院2013年新版乳腺影像報(bào)告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)(BI-RADS)指出，BPE應(yīng)當(dāng)在報(bào)告中獨(dú)立描述(C.S.Giess et al.,“Background parenchymalenhancement at breast MR imaging:normal patterns,diagnostic challenges,andpotential for false-positive and false-negative interpretation,”Radiographics,vol.34,no.1,pp.234-247,2014.)。放射科醫(yī)生開(kāi)始重視BPE的MRI表現(xiàn)及其相關(guān)影響因素，與乳腺X線中纖維腺體密度相似，BPE也作為乳腺癌的高危因素引起越來(lái)越多關(guān)注(V.A.Arasu et al.,“Population-based assessment of the associationbetween magnetic resonance imaging background parenchymal enhancement andfuture primary breast cancer risk,”J.Clin.Oncol.,vol.37,no.12,pp.954,2019.)。同時(shí)，BPE的存在與否、強(qiáng)化程度以及分布范圍會(huì)影響MRI判讀的準(zhǔn)確性，有研究顯示BPE除了受乳腺血供分布、激素變化水平、內(nèi)分泌治療以及放射治療等影響，與乳腺癌的分子分型及治療療效評(píng)估也有一定程度的關(guān)聯(lián)(S.L.Heller et al.,“Hormonal effects onbreast density,fibroglandular tissue,and background parenchymal enhancement,”Radiographics,vol.38,no.4,pp.983-996,2018.)。

對(duì)于BPE研究方法主要分為定性判讀與定量分析兩類(lèi)。定性判讀一般采用目測(cè)四分法，依據(jù)纖維腺體組織強(qiáng)化范圍分為極少、輕度、中度和重度。雖然研究證實(shí)對(duì)BPE定性判讀的一致性可達(dá)到基本一致，但定性分析不可避免會(huì)存在一定的主觀性影響。利用自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)對(duì)BPE進(jìn)行個(gè)性化的測(cè)量評(píng)估可實(shí)現(xiàn)重復(fù)性研究，更重要的是量化分析BPE得到的絕對(duì)數(shù)值，能夠與腫瘤大小、多模態(tài)MRI其他相關(guān)量化指標(biāo)聯(lián)合應(yīng)用，綜合全面評(píng)估乳腺腫瘤及其微環(huán)境的影像特征。但是，現(xiàn)有的BPE自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)步驟往往步驟復(fù)雜，處理速度慢且識(shí)別精度較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供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)。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種基于乳腺和腫瘤分割的BPE自動(dòng)化提取方法，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(guò)自適應(yīng)閾值算法提取纖維腺體作為BPE候選區(qū)域；