專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于胸片的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)乳癌鈣化點(diǎn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及癌變鈣化點(diǎn)檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于胸片的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)乳癌鈣化點(diǎn)的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，乳腺癌死亡人數(shù)已經(jīng)占到所有癌癥死亡人數(shù)的第一位，美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)估計(jì)在2009年，乳腺癌將占整個(gè)癌癥病例的28%，而乳腺癌病人的5年存活率只有14%，但如果能檢測(cè)到作為早期乳腺癌的癌變鈣化點(diǎn)，再配合適當(dāng)?shù)闹委煟∪说拇婊盥士梢蕴岣叩?50%。CT被認(rèn)為是檢測(cè)癌變鈣化點(diǎn)的最佳方法——“金標(biāo)準(zhǔn)”，然而，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)、方便和放射劑量適中等原因，X光胸片更常用，事實(shí)上，幾乎所有的早期乳腺癌都是通過(guò)胸片發(fā)現(xiàn)的，但對(duì)放射科醫(yī)生來(lái)說(shuō)，基于胸片發(fā)現(xiàn)早期乳腺癌是一件很困難的任務(wù)。近20年來(lái)，基于胸片癌變鈣化點(diǎn)計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)系統(tǒng)一直是研究熱點(diǎn)。雖然基于胸片的癌變鈣化點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)性能在近10年提高了很多，但還是面臨檢測(cè)結(jié)果存在大量假陽(yáng)性的問(wèn)題。研究表明，如果檢測(cè)系統(tǒng)的假陽(yáng)性達(dá)到每副圖像11個(gè)，哪怕它的癌變鈣化點(diǎn)檢出率達(dá)到80%，也不能幫助醫(yī)生提高診斷精度.但如果系統(tǒng)的假陽(yáng)性只有4個(gè)，醫(yī)生對(duì)癌變鈣化點(diǎn)的檢出率會(huì)得到有效的提高。對(duì)于當(dāng)前的檢測(cè)系統(tǒng)，最大問(wèn)題是如何在提高癌變鈣化點(diǎn)檢測(cè)率的同時(shí)，降低檢測(cè)結(jié)果中的假陽(yáng)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于胸片的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)乳癌鈣化點(diǎn)的方法，能夠解決檢測(cè)率不高，假陽(yáng)性過(guò)多的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于胸片的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)乳癌鈣化點(diǎn)的方法，具體技術(shù)方案如下:—種基于胸片的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)乳癌鈣化點(diǎn)的方法，包括:a.通過(guò)基于活動(dòng)形狀模型的乳房區(qū)分割方法和乳房區(qū)背景噪聲去除技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理；b.選擇可疑鈣化點(diǎn)；c.為了有效降低了檢測(cè)結(jié)果中的假陽(yáng)性，引入分水嶺算法分割所述可疑鈣化點(diǎn)，基于分割結(jié)果提取區(qū)分真實(shí)鈣化點(diǎn)和假鈣化點(diǎn)的特征；以及d.基于提取的特征引入經(jīng)典線性分類(lèi)器獲取最終鈣化點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果。優(yōu)選地，所述區(qū)分真實(shí)鈣化點(diǎn)和假鈣化點(diǎn)的特征包括5類(lèi)特征。具體的，所述可疑鈣化點(diǎn)選取步驟包括:從鈣化點(diǎn)可能值圖像中選取若干個(gè)峰值點(diǎn)作為可疑鈣化點(diǎn)的初始位置；如果任意兩個(gè)峰值點(diǎn)之間的距離小于閾值，則具有更大值的點(diǎn)被選作可疑 丐化點(diǎn)。具體的，所述可疑鈣化點(diǎn)分割步驟包括:首先，以某一可疑鈣化點(diǎn)位置為中心點(diǎn)從鈣化點(diǎn)肋骨圖像上截取一感興趣區(qū)域；其次，用灰度閾值法獲得初始分割區(qū)域；然后，用二值的形態(tài)學(xué)腐蝕運(yùn)算去除初始分割區(qū)域中一些不屬于鈣化點(diǎn)的部分；再后，用膨脹運(yùn)算還原分割區(qū)域的大??；最后，采用分水嶺算法對(duì)分割區(qū)域中的鈣化點(diǎn)進(jìn)行精分割。本發(fā)明提供的一種基于胸片的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)乳癌鈣化點(diǎn)的方法，由于方法中引入兩步鈣化點(diǎn)增強(qiáng)技術(shù)使系統(tǒng)能夠檢測(cè)到更多被肋骨等結(jié)構(gòu)遮擋的鈣化點(diǎn)；同時(shí)，為了降低假陽(yáng)性，引入分水嶺分割方法，使得基于分割結(jié)果提取的特征值更有效。


圖1為本發(fā)明一種基于胸片的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)乳癌鈣化點(diǎn)的方法中感興趣點(diǎn)O的鈣化點(diǎn)可能值計(jì)算圓環(huán)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于胸片的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)乳癌鈣化點(diǎn)的方法，能夠檢測(cè)到更多被肋骨等結(jié)構(gòu)遮擋的鈣化點(diǎn)，同時(shí)降低假陽(yáng)性。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于胸片的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)乳癌鈣化點(diǎn)的方法，包括:通過(guò)基于活動(dòng)形狀模型的乳房區(qū)分割方法和乳房區(qū)背景噪聲去除技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理；選擇可疑鈣化點(diǎn)；為了有效降低了檢測(cè)結(jié)果中的假陽(yáng)性，引入分水嶺算法分割所述可疑鈣化點(diǎn)，基于分割結(jié)果提取區(qū)分真實(shí)鈣化點(diǎn)和假鈣化點(diǎn)的特征；以及基于提取的特征引入經(jīng)典線性分類(lèi)器獲取最終鈣化點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果。本發(fā)明提供的一種基于胸片的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)乳癌鈣化點(diǎn)的方法，由于方法中引入兩步鈣化點(diǎn)增強(qiáng)技術(shù)使系統(tǒng)能夠檢測(cè)到更多被肋骨等結(jié)構(gòu)遮擋的鈣化點(diǎn)；同時(shí)，為了降低假陽(yáng)性，引入分水嶺分割方法，使得基于分割結(jié)果提取的特征值更有效。為了便于本領(lǐng) 域技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于胸片的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)乳癌鈣化點(diǎn)的方法，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例一種基于胸片的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)乳癌鈣化點(diǎn)的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。一種基于胸片的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)乳癌鈣化點(diǎn)的方法，包括:通過(guò)基于活動(dòng)形狀模型的乳房區(qū)分割方法和乳房區(qū)背景噪聲去除技術(shù)對(duì)圖像
進(jìn)行預(yù)處理。為了和其他學(xué)者研究結(jié)果作比較，我們使用日本放射技術(shù)學(xué)會(huì)(Japanese
Society of Radiology Technology, JSRT)提供的公共數(shù)據(jù)庫(kù)測(cè)試本文系統(tǒng)的檢測(cè)性能。
圖像中所有癌變I丐化點(diǎn)經(jīng)過(guò)CT確認(rèn),I丐化點(diǎn)大小從5mm到40mm不等.癌變I丐化點(diǎn)按照明
顯度不同被放射科醫(yī)生分為5類(lèi):很明顯、明顯、不明顯、很不明顯和極其不明顯。我們把以
下圖像從測(cè)試庫(kù)中去除:(I)含有大于35mm鈣化點(diǎn)的圖像；(2) —個(gè)病人多于兩個(gè)鈣化點(diǎn)
的圖像；(3)放射科醫(yī)生不能確定鈣化點(diǎn)邊緣的圖像；(4)鈣化點(diǎn)被心臟、橫隔遮擋的圖像。
所述分割方法以ASM模型為基礎(chǔ)，在模型中固定不同類(lèi)型邊界的轉(zhuǎn)換點(diǎn).模型在分割過(guò)程
中每段邊緣只要匹配所屬類(lèi)型邊緣的特征即可.獲得乳房分割結(jié)果后，將左右乳房區(qū)分別
擬合到一二階多項(xiàng)式式(I)，用原圖減乳房區(qū)擬合多項(xiàng)式獲取背景噪聲去除的預(yù)處理圖像。
+i kFl{x,y) = ΣΣ—1 (I)
k ~ I n1-1其中，ak是kth系數(shù)，k和m是變量。
為了選取到更多被肋骨等結(jié)構(gòu)遮擋的真實(shí)鈣化點(diǎn)，有效提高最終的鈣化點(diǎn)檢出率，利用兩步鈣化點(diǎn)增強(qiáng)技術(shù)，選擇可疑鈣化點(diǎn)，所述兩步鈣化點(diǎn)增強(qiáng)技術(shù)具體包括:第一步為獲取鈣化點(diǎn)肋骨圖像。首先用鈣化點(diǎn)模板對(duì)預(yù)處理圖像作灰度形態(tài)學(xué)開(kāi)運(yùn)算獲取鈣化點(diǎn)增強(qiáng)的鈣化點(diǎn)圖像，鈣化點(diǎn)模板為一幅灰度值服從正態(tài)分布的小圖像，然后用同樣的灰度形態(tài)學(xué)開(kāi)運(yùn)算增強(qiáng)肋骨結(jié)構(gòu)，由于圖像中肋骨方向隨位置變化而變化，因此本發(fā)明采用7個(gè)不同方向的線性結(jié)構(gòu)模板，對(duì)于每個(gè)象素，7次開(kāi)運(yùn)算后的最大值輸出到對(duì)應(yīng)的肋骨圖像。第二步鈣化點(diǎn)增強(qiáng)為獲取鈣化點(diǎn)可能性大小圖像。圖像中，每個(gè)象素的灰度值表示該點(diǎn)為鈣化點(diǎn)的可能性.為了計(jì)算乳房區(qū)中某一感興趣象素O為鈣化點(diǎn)的可能值，給出以此象素為中心的一圓環(huán)(如圖1)，圓環(huán)大小和獲取鈣化點(diǎn)肋骨圖像中使用的鈣化點(diǎn)模板尺度一致.感興趣點(diǎn)O的鈣化點(diǎn)可能值按照下列方法計(jì)算:首先對(duì)于扇區(qū)O中的任一象素A，該點(diǎn)的梯度方向以及指向O點(diǎn)的方向如圖1，它們之間的夾角為Θ.如果O點(diǎn)為鈣化點(diǎn)，那么cos Θ值應(yīng)當(dāng)接近于1，0，但如果A點(diǎn)的梯度值M太小，那么它的梯度方向具有不可靠性；如果它的梯度值過(guò)大，那么A點(diǎn)可能是肋骨邊緣.基于這些假設(shè)，乳房區(qū)中任一感興趣點(diǎn)的鈣化點(diǎn)可能值由下列公式獲得:
權(quán)利要求
1.一種基于胸片的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)乳癌鈣化點(diǎn)的方法，其特征在于，包括: a.通過(guò)基于活動(dòng)形狀模型的乳房區(qū)分割方法和乳房區(qū)背景噪聲去除技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理； b.選取可疑鈣化點(diǎn)； c.引入分水嶺算法分割所述可疑鈣化點(diǎn)，基于分割結(jié)果提取區(qū)分真實(shí)鈣化點(diǎn)和假鈣化點(diǎn)的特征；以及 d.基于提取的特征引入經(jīng)典線性分類(lèi)器獲取最終鈣化點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于胸片的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)乳癌鈣化點(diǎn)的方法，其特征在于，所述區(qū)分真實(shí)鈣化點(diǎn)和假鈣化點(diǎn)的特征包括5類(lèi)特征。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于胸片的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)乳癌鈣化點(diǎn)的方法，其特征在于，所述可疑鈣化點(diǎn)選取步驟包括:從鈣化點(diǎn)可能值圖像中選取若干個(gè)峰值點(diǎn)作為可疑鈣化點(diǎn)的初始位置；如果任意兩個(gè)峰值點(diǎn)之間的距離小于閾值，則具有更大值的點(diǎn)被選作可疑鈣化點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于胸片的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)乳癌鈣化點(diǎn)的方法，其特征在于，所述可疑鈣化點(diǎn)分割步驟包括:首先，以某一可疑鈣化點(diǎn)位置為中心點(diǎn)從鈣化點(diǎn)肋骨圖像上截取一感興趣區(qū)域；其次，用灰度閾值法獲得初始分割區(qū)域；然后，用二值的形態(tài)學(xué)腐蝕運(yùn)算去除初始分割區(qū)域中一些不屬于鈣化點(diǎn)的部分；再后，用膨脹運(yùn)算還原分割區(qū)域的大?。蛔詈?，采用分水嶺算法對(duì)分割區(qū)域中的鈣化點(diǎn)進(jìn)行精分割。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于胸片的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)乳癌鈣化點(diǎn)的方法，其特征在于，包括通過(guò)基于活動(dòng)形狀模型的乳房區(qū)分割方法和乳房區(qū)背景噪聲去除技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理；利用兩步鈣化點(diǎn)增強(qiáng)技術(shù)，選取可疑鈣化點(diǎn)，所述兩步鈣化點(diǎn)增強(qiáng)技術(shù)具體包括獲取鈣化點(diǎn)肋骨圖像；獲取鈣化點(diǎn)可能值圖像；引入分水嶺算法分割所述可疑鈣化點(diǎn)，基于分割結(jié)果提取區(qū)分真實(shí)鈣化點(diǎn)和假鈣化點(diǎn)的特征；以及基于提取的特征引入經(jīng)典線性分類(lèi)器獲取最終鈣化點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果。本發(fā)明能夠檢測(cè)到更多被肋骨等結(jié)構(gòu)遮擋的鈣化點(diǎn)，同時(shí)，降低假陽(yáng)性。
文檔編號(hào)G06K9/54GK103186788SQ20111045309
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者周廣生, 陳 勝 申請(qǐng)人:無(wú)錫睿影信息技術(shù)有限公司