多視角乳腺X線圖像的乳腺癌檢測(cè)與分類方法研究.pdf

1、乳腺癌是一種女性最常見的惡性腫瘤，我國(guó)已成為乳腺癌發(fā)病率增長(zhǎng)速度最快的國(guó)家之一，且呈年輕化趨勢(shì)。在對(duì)乳腺癌發(fā)病原因與預(yù)防手段尚未完全清楚的情況下，對(duì)乳腺癌的早期檢測(cè)是提高患者治愈率和降低死亡率的關(guān)鍵。在眾多乳腺攝影技術(shù)中，乳腺X線攝影術(shù)是臨床上最常用的乳腺癌疾病篩查手段之一。目前我國(guó)乳腺癌檢測(cè)存在以下問題:(1)檢測(cè)結(jié)果往往基于醫(yī)生主觀分析，缺乏客觀定量的分析結(jié)果;(2)篩查階段的乳腺X線圖像數(shù)量較多，放射科醫(yī)生閱片工作量繁重;(3)相

2、比于西方女性，我國(guó)女性多為致密型腺體乳房，腺體組織相互重疊，容易產(chǎn)生類似病變的特征或?qū)⒉∽冄谏w，乳腺癌病變的檢測(cè)難度進(jìn)一步增大?；趫D像處理和模式識(shí)別的理論與技術(shù)，可獲取乳腺X線圖像定量客觀的分析結(jié)果，有助于乳腺癌早期檢測(cè)。
　　現(xiàn)有的乳腺癌檢測(cè)方法主要以西方乳腺圖像為研究對(duì)象，我國(guó)女性多為致密型乳房，將已有方法用于我國(guó)乳腺X線圖像病變檢測(cè)存在一些問題。本文以西方和我國(guó)乳腺圖像為研究對(duì)象，針對(duì)乳腺X線圖像乳腺癌檢測(cè)與分類方法中的一

3、些關(guān)鍵問題進(jìn)行了深入研究，主要包括胸肌區(qū)域分割、多視角腫塊檢測(cè)、腫塊檢索和腫塊分類，并取得如下研究成果:
　　(1)胸肌區(qū)域分割:針對(duì)紋理相對(duì)一致的胸肌，提出了一種基于解剖學(xué)特征（紋理一致性和高亮度方差）的胸肌區(qū)域分割方法。基于胸肌區(qū)域的解剖學(xué)特征定義胸肌邊緣置信圖，計(jì)算其初始邊緣，較好地避免了現(xiàn)有方法認(rèn)為邊緣為直線的假設(shè)。將胸肌邊緣建模為加速運(yùn)動(dòng)位移曲線，使用卡爾曼濾波修正初始邊緣，為胸肌邊緣的修正提供了新思路。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明相比

4、現(xiàn)有方法，該方法具有更好的胸肌分割性能。針對(duì)紋理較為復(fù)雜的胸肌區(qū)域，提出了一種基于譜聚類與區(qū)域合并的胸肌分割方法。引入梯度信息，得到結(jié)合邊緣的譜聚類用于圖像分割，提高了胸肌邊緣處的分割準(zhǔn)確性?；谛丶^(qū)域的三角形狀特征，對(duì)譜聚類分割后的圖像進(jìn)行區(qū)域合并，以解決紋理復(fù)雜胸肌區(qū)域被分割為多個(gè)子區(qū)域的問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明相比現(xiàn)有方法，該方法對(duì)于紋理復(fù)雜胸肌區(qū)域邊緣分割更有效。
　　(2)雙邊腫塊檢測(cè):提出了一種結(jié)合形狀上下文區(qū)域匹配與分級(jí)

5、相似性測(cè)度的雙邊分析腫塊檢測(cè)方法。在區(qū)域匹配方法中定義匹配代價(jià)概念，以解決現(xiàn)有區(qū)域匹配可信度信息缺失的問題。針對(duì)現(xiàn)有相似性測(cè)度在正常區(qū)域和腫塊區(qū)域中區(qū)分度不高的問題，提出了一種同時(shí)考慮全局和局部圖像特征的相似性測(cè)度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相比于現(xiàn)有單視角和雙邊分析腫塊檢測(cè)方法，本文方法對(duì)于致密型乳腺圖像具有更好的腫塊檢測(cè)效果。
　　(3)腫塊檢索:提出了一種結(jié)合可區(qū)分錨點(diǎn)圖哈希(Discriminating AnchorGraph Has

6、hing，DAGH)和線性近鄰傳遞(Linear Neighborhood Propagation，LNP)的腫塊檢索方法。在傳統(tǒng)AGH基礎(chǔ)上，引入圖像病理類別信息到圖像相似度計(jì)算，提出DAGH作為圖像新的表示方式，以增強(qiáng)檢索圖像間病理相關(guān)性。使用LNP作為相關(guān)反饋技術(shù)，實(shí)現(xiàn)交互式腫塊圖像檢索。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在無需分割腫塊邊緣的情況下，相比于傳統(tǒng)AGH和其他現(xiàn)有方法，本文方法對(duì)于致密型乳腺圖像具有更好的腫塊檢索性能。
　　(4)腫塊