[发明专利]基于目标跟踪的计算机辅助胃癌诊断方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，更进一步涉及一种计算机视觉领域中处理胃癌诊断中的淋巴结转移识别领域中的基于目标跟踪的计算机辅助胃癌诊断方法。本发明可用于胃癌诊断中淋巴结转移的判断、识别过程，完成淋巴结转移的判断、识别、检测，更好的辅助医学研究中的临床诊断。

背景技术

目前，胃癌影像研究主要是基于传统的检测方法：将被检查的样本通过一系列诸如稀释、染色等化学处理之后制作成目标涂片；有着丰富经验的兵力医生在显微镜下自习观察涂片中目标核、目标浆的形貌、颜色特点，根据相关的医学标准并结合自身的经验，对待检查的样本作出诊断结论，在普查中，待检查人群分布地区广、数量大，要有效地进行健康普查存在以下几个问题：1)工作量非常大，医生容易疲劳而引起误判；2)工作效率低下，容易延误诊断结果；3)检查结果往往容易过多加入医生的主观因素，诊断结果因人而异；4)我国中小城市一些医生缺乏临床经验和专业知识，诊断水平仍令人堪忧；因此，为了更好的开展防癌普查工作，尽量做到早期诊断、早期治疗、检查能有效花费，必须研制适合我国国情的辅助诊断系统。

希森美康株式会社申请的专利“胃癌淋巴结转移的判断方法”(申请号：200810000445.4，公开号：CN101260428)公开一种胃癌淋巴结转移的判断方法，包括：1)定量步骤，定量用疑有胃癌转移的淋巴结组织制备的检测试样中的角蛋白19mRNA；2)判断步骤，根据所得所述mRNA的定量结果判断胃癌的淋巴结转移，当定量值低于阈值时，判断胃癌淋巴结转移阴性，当定量值超过阈值时，判断胃癌淋巴结转移阳性。该方法存在的不足是，对于阈值的选取会因为实验条件、环境因素、专业素养等因素而有所差异，会影响诊断结果的有效性。

威里德克斯有限责任公司申请的专利“对胃癌淋巴结转移的检测”(申请号：200710100645.2，公开号：CN101029342)公开的胃癌淋巴结转移检测方法：1)从患者获取生物学样品；2)测量样品中的标记水平，其中该水平高于预定截止值水平值的认为是胃癌淋巴结转移。该方法存在的不足是，人工设定截止水平值限定了这种方法的有效性，而且截止水平值会因为选取的目标样本不同而有所差异，最终导致结果不够准确有效。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提出一种基于目标跟踪的计算机辅助胃癌诊断方法。该方法运用卡尔曼框架下特征匹配的目标跟踪方法，用于检测胃部切片图当中的淋巴结，从而辅助胃癌的诊断。

实现本发明目的的技术思路是，对胃部切片图序列中每幅图进行感兴趣区域提取、分割，去除其他不相关区域，得到的切片图中仅存在淋巴结、血管和杂点，运用目标跟踪的方法，对连续切片图中的目标进行逐个跟踪，得到每个目标的运动轨迹段，前后帧面积变化较大且其中心位置变化小于一定阈值的目标判定为淋巴结，将前后帧面积变化很小且中心位置变化较大的目标判定为血管，其余判定为杂点，从而实现淋巴结转移的判断。

本发明的具体实现步骤包括如下：

1、一种基于目标跟踪的计算机辅助胃癌诊断方法，其具体实现步骤如下：

(1)分割图像

1a)采用KSVD字典学习的方法提取胃壁周围感兴趣区域；

1b)运用字典学习的稀疏表示方法检测每帧切片图中的目标。

(2)提取被跟踪目标

2a)采用四邻域连通标记算法，对所有待跟踪的胃部切片图像中的目标区域依次进行中心标记；

2b)提取每个目标区域中心标记，得到每个目标的中心位置，将每一帧中所有目标的中心位置确定为被跟踪目标的中心位置。

(3)预测跟踪

3a)按照中心标记的先后顺序依次从切片图中提取被跟踪目标；

3b)采用卡尔曼预测方法，对被跟踪目标进行预测，得到该目标在下一帧胃部切片图像的预测坐标点，如果预测坐标点在下一帧切片图某个区域的内部，则将此区域目标的坐标作为被跟踪目标在下一帧切片图中的坐标，记录到目标轨迹段中；如果预测坐标点不在下一帧切片图某个区域的内部，则返回步骤3a)。

(4)判断是否全部目标预测跟踪完毕，如果全部目标预测跟踪完毕，则进行下一步骤；否则，返回步骤(3)。

(5)特征匹配

5a)将记录的每个目标轨迹段中的起始和终止坐标分别存于起始坐标集合和终止坐标集合中；