乳腺鉬靶診斷中的視覺(jué)感知研究.pdf

1、乳腺癌是危害中年婦女身體健康最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一。在中國(guó)，婦女乳腺癌的發(fā)病率表現(xiàn)出持續(xù)的高增長(zhǎng)，目前正以每年3％～4％的增長(zhǎng)率急劇上升。鉬靶X線攝影由于其方便、經(jīng)濟(jì)、無(wú)創(chuàng)以及對(duì)早期無(wú)癥狀隱匿性乳腺癌有著良好的檢測(cè)效果，是目前臨床上乳腺癌檢測(cè)的主要手段。乳腺鉬靶CAD技術(shù)可以輔助醫(yī)生進(jìn)行診斷，目前已取得了許多進(jìn)展，但其檢測(cè)和分類腫塊的精度仍有待提高。過(guò)高的假陽(yáng)性率限制了其在臨床上的應(yīng)用。因此，如何利用最新信息技術(shù)有效改進(jìn)乳腺鉬靶CAD技術(shù)

2、特別是提高腫塊的檢測(cè)精度成為一個(gè)有重要應(yīng)用價(jià)值的研究課題。
　　 醫(yī)生的視覺(jué)感知行為和醫(yī)學(xué)影像的診斷過(guò)程之間有著緊密的內(nèi)在聯(lián)系，通過(guò)分析醫(yī)生診斷過(guò)程中的視覺(jué)感知數(shù)據(jù)對(duì)提高CAD系統(tǒng)的診斷性能具有重要價(jià)值。本文分別從選擇性視覺(jué)注意模型和眼動(dòng)感知信息分析兩個(gè)角度來(lái)證實(shí)良惡性腫塊所表現(xiàn)出的視覺(jué)差異性以及由此產(chǎn)生感知差異，試圖達(dá)到如下目的：(1)衡量視覺(jué)注意計(jì)算模型與放射科專家真實(shí)的診斷行為過(guò)程中感興趣點(diǎn)和感興趣區(qū)域在位置上的一致性；(

3、2)驗(yàn)證專家感知信息和計(jì)算模型分別進(jìn)行局部特征提取用于腫塊分類的有效性；(3)分析放射科專家在診斷腫塊良惡性時(shí)感知信息的分布在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異性。這些工作對(duì)后續(xù)良惡性自動(dòng)分析及診斷模式的建模起到推動(dòng)作用。
　　 本課題研究工作建立在放射科專家臨床診斷乳腺銅靶病灶區(qū)腫塊良惡性時(shí)產(chǎn)生的眼動(dòng)感知信息上，主要包含以下兩方面的內(nèi)容：
　　 一方面是基于視覺(jué)感知信息分析的腫塊分類研究。通過(guò)賦予放射科專家診斷腫塊良惡性的任務(wù)，采集專家在

4、任務(wù)時(shí)的眼動(dòng)數(shù)據(jù)，經(jīng)預(yù)處理后，采用一種基于密度的聚類方法來(lái)實(shí)現(xiàn)感興趣點(diǎn)的捕獲，通過(guò)感興趣區(qū)域的計(jì)算，選擇和提取感興趣區(qū)域的局部特征用于分類器的訓(xùn)練和測(cè)試以探究局部特征用于腫塊分類的有效性。另外，由選擇性視覺(jué)注意模型產(chǎn)生顯著性點(diǎn)，引導(dǎo)感興趣區(qū)域圖像局部特征的提取，采用相同的分類器和分類器參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練和測(cè)試，最后根據(jù)分類率大小來(lái)客觀評(píng)價(jià)這兩種方法在腫塊分類問(wèn)題上的有效性和差異性。
　　 另一方面是視覺(jué)感知信息的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法。一般說(shuō)

5、來(lái)，放射科專家在查看腫塊時(shí)具有主動(dòng)選擇性注意，因此在腫塊不同方位上表現(xiàn)出的眼動(dòng)感知信息應(yīng)該是存在差異的。通過(guò)對(duì)注視次數(shù)、停留時(shí)間、瞳孔直徑等眼動(dòng)感知信息的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法，從整體描述出發(fā)，結(jié)合參數(shù)和非參數(shù)檢驗(yàn)方法證實(shí)了放射科專家在判斷腫塊為良性或是惡性時(shí)感知差異的存在。該結(jié)論有助于提高CAD系統(tǒng)診斷的智能性，并為后續(xù)更好地探索感知信息與決策診斷或知識(shí)集之間的關(guān)系等研究工作打下了堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，具有一定的研究和應(yīng)用價(jià)值。