[发明专利]基于动态增强磁共振成像的乳腺肿瘤定位分析方法

说明书

本发明提供一种基于动态增强磁共振成像的乳腺肿瘤定位分析方法，包括以下步骤：首先，校正运动伪影和分割乳房；其次，结合斑点和相对增强体素特征对乳腺区域进行初步定位；然后，通过结合候选区域的形态学和动力学特征，在进行病灶区域的良、恶性检测分类，并确保较低的假阳性；最后，利用自由响应操作特性分析对算法性能进行评估。本发明提供的基于动态增强磁共振成像的乳腺肿瘤定位分析方法，基于计算机辅助诊断的乳腺肿瘤诊断，可实现较快速地病灶定位及良、恶性分析，在每例病例允许单个假阳性情况下，恶性病灶检测灵敏度为83％。为医生提供便捷，减轻工作负担，减少漏诊、误诊率，提高诊断效率。

技术领域

本发明属于肿瘤检测技术领域，具体涉及一种基于动态增强磁共振成像的乳腺肿瘤定位分析方法。

背景技术

乳腺疾病是影响全球女性的最常见疾病之一，乳腺癌的发病率约为10％～15％，是中国女性发病率最高的癌症。早期发现和治疗可以显著提高乳腺癌的疾病存活率。在基于人群的乳腺筛查中，应用最广泛的是乳腺钼靶X线摄影。但针对高危患者，通常建议进行动态对比增强磁共振成像(DCE-MRI)筛查。DCE-MRI敏感度较高，尤其是对乳房密度较大的年轻患者。此外，DCE-MRI扫描技术可提供乳腺病灶在血流动力学、形态学等多方面的信息，有助于病灶的发现、定位及定性，已经得到放射科医生的广泛认可。

但与其他检查方式相比，乳腺DCE-MRI的检查依赖于许多因素，如阅读者的专业知识和充分的可视化技术的使用，因此在筛查和定性方面，特异性更加多变。这一事实可能导致大量的假阳性结果。此外，乳腺MRI分析需要对四维DCE数据进行解释，以及与其他MRI成像序列多参数数据的相关性，因此是一项耗时的工作。

目前临床实际应用中，基于DCE-MRI的乳腺定量及定性的分析方法为，放射医师利用MRI图像工作站，这些系统主要通过对乳房组织增强期间每个体素的强度变化进行颜色编码来提供自动动力学评估。人工操作获得乳腺病灶强化区域的时间-信号强度曲线(TIC)。TIC曲线的形态类型按照Kuhl等的标准分为：增长型(I型)、平台型(II型)和廓清型(III型)。通过TIC曲线的分类结合病灶部位形态学特征来鉴别乳腺病变的良恶性，III型曲线常常提示为恶性病变，I型曲线则多为良性病变，虽然良、恶性病变的TIC曲线类型明显不同，但其仍有重叠部分，尤其在II型曲线下。

专业工作站的自动化评估有助于解释MRI体积中对比度增强的模式，但仍需要人工来识别和表征可疑区域，这增加了误诊和漏诊乳房病变的风险，并可能导致观察者内部的可变性。

发明内容

本发明旨在减少分析时间，提高灵敏度和特异性；帮助放射科医生发现容易忽略的微小病变，降低误诊漏诊率，减轻医生诊断工作量，达到综合提高诊断效率的目的。

具体技术方案为：

基于动态增强磁共振成像的乳腺肿瘤定位分析方法，包括以下步骤：

首先，校正运动伪影和分割乳房；

其次，结合斑点和相对增强体素特征对乳腺区域进行初步定位；

然后，通过结合候选区域的形态学和动力学特征，在进行病灶区域的良、恶性检测分类，并确保较低的假阳性；

最后，利用自由响应操作特性分析对算法性能进行评估。

具体包括以下步骤：

(1)运动校正

在患者DCE-MRI图像采集过程中，需对数据进行校正，移除运动伪影；

通过将基于多级B-样条的多分辨率优化与自由变形相结合的配准算法，将对比增强后时间点即T1～Tn的图像映射到对比增强前采集的T0上；利用随机梯度下降优化器和互信息相似性度量方法，研究信号强度随时间变化的情况；