基于虛擬膀胱鏡的腫瘤檢測(cè)和初步分期方法研究.pdf

1、膀胱腫瘤是泌尿系統(tǒng)的最常見(jiàn)腫瘤之一。《Cancer Facts& Figures2014》中最新的研究結(jié)果顯示，在美國(guó)男性惡性腫瘤排行中，膀胱腫瘤的發(fā)病率和致死率分別位居第四位和第八位。在我國(guó)，其發(fā)病率位居男性常見(jiàn)惡性腫瘤的第八位，且近年來(lái)呈逐年上升趨勢(shì)。另外，膀胱腫瘤具有術(shù)后易復(fù)發(fā)的特點(diǎn)。文獻(xiàn)表明，大約50％的非肌層浸潤(rùn)膀胱腫瘤患者會(huì)在手術(shù)后的18個(gè)月內(nèi)再次發(fā)現(xiàn)膀胱腫瘤。目前光學(xué)膀胱鏡是膀胱腫瘤檢測(cè)的金標(biāo)準(zhǔn)，但光學(xué)膀胱鏡檢測(cè)通常會(huì)導(dǎo)致

2、患者的不適，甚至引起醫(yī)源性損傷。因此，尋找一種無(wú)創(chuàng)且便捷的膀胱腫瘤早期篩查和術(shù)后復(fù)查方法至關(guān)重要。
　　近年來(lái)，隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬膀胱鏡技術(shù)已顯示其在腫瘤檢測(cè)方面的潛力。多個(gè)臨床試驗(yàn)證實(shí)，對(duì)大于5mm的腫瘤，其準(zhǔn)確度與光學(xué)膀胱鏡相差無(wú)幾。虛擬膀胱鏡的常用影像模態(tài)有CT和MRI。相對(duì)于CT虛擬膀胱鏡，基于MRI的虛擬膀胱鏡表現(xiàn)出更多優(yōu)勢(shì),其中尿液是天然的造影劑且沒(méi)有放射性，因而受到更多關(guān)注。
　　基于虛擬膀胱鏡的

3、計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)技術(shù)可以進(jìn)一步輔助影像醫(yī)師提升檢測(cè)膀胱腫瘤的準(zhǔn)確性和效率。在早期的研究中，膀胱壁的三維形態(tài)學(xué)特征，如膀胱壁厚度，曲度，形狀指數(shù)和彎曲度被用來(lái)檢測(cè)膀胱壁上的異常。本文中結(jié)合多種形態(tài)學(xué)特征來(lái)共同檢測(cè)膀胱腫瘤，并在此基礎(chǔ)上提出了計(jì)算機(jī)輔助診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的分期。
　　本研究提出了一個(gè)基于虛擬內(nèi)窺鏡計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)腫瘤并實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤分期的框架。通過(guò)該框架，腫瘤可以被準(zhǔn)確的檢測(cè)出來(lái)，并通過(guò)對(duì)腫瘤區(qū)域的準(zhǔn)確提取,從而初步判斷腫瘤

4、的分期。本文的主要工作由以下三部分構(gòu)成：
　　（1）基于膀胱壁厚度的腫瘤檢測(cè)方法
　　該方法通過(guò)對(duì)膀胱壁厚度進(jìn)行模糊C均值（FCM）聚類，將腫瘤區(qū)域和正常膀胱壁區(qū)域分為不同的類，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)疑似腫瘤區(qū)域的檢測(cè)和提取。仿真模型被建立起來(lái)用以驗(yàn)證該方法并確定方法中所需參數(shù)。通過(guò)在仿真模型和真實(shí)病人數(shù)據(jù)中的驗(yàn)證，證實(shí)了該方法的有效性。
　?。?）基于多種形態(tài)學(xué)特征的腫瘤檢測(cè)方法
　　本部分內(nèi)容提出了一種將多形態(tài)學(xué)特征組合

5、起來(lái)共同檢測(cè)腫瘤的方法。膀胱壁上的多種形態(tài)學(xué)特征被提取出來(lái)，在過(guò)去采用的形態(tài)學(xué)特征的基礎(chǔ)上，文中又提出了一種新形態(tài)的形態(tài)學(xué)特征，該特征可以反映膀胱內(nèi)外壁形狀上的形似程度。通過(guò)設(shè)置合理的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和篩選方法，該特征同其余形態(tài)學(xué)特征（壁厚，形狀指數(shù)，彎曲度）組合起來(lái)共同確定腫瘤疑似區(qū)域。對(duì)于數(shù)據(jù)集檢測(cè)的初步結(jié)果顯示，該方法在較高敏感度的條件下，產(chǎn)生了較少的假陽(yáng)性數(shù)。
　　（3）腫瘤區(qū)域的準(zhǔn)確提取和初步分期方法
　　鑒于T2WI圖像