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基于自動(dòng)乳腺超聲的腫瘤定位與三維重建系統(tǒng)

作者: 章浩偉;李綺婷;梁湞;郭曉杰;劉穎; 
單位:1.上海理工大學(xué)健康科學(xué)與工程學(xué)院2.浙江深博醫(yī)療技術(shù)有限公司
關(guān)鍵詞: 計(jì)算機(jī)輔助診斷;人工智能;圖像分割;三維重建;乳腺超聲; 
分類(lèi)號(hào):
出版年·卷·期(頁(yè)碼):2024·43·6(626-633)
摘要:

目的 自動(dòng)乳腺超聲通常無(wú)法一次性捕獲完整乳腺圖像,導(dǎo)致單張圖像上的腫瘤定位困難且重復(fù)掃描的腫瘤難以確定為同一實(shí)體,針對(duì)自動(dòng)乳腺超聲圖像帶來(lái)的問(wèn)題,設(shè)計(jì)一種基于自動(dòng)乳腺超聲的腫瘤定位與三維重建系統(tǒng)。方法 系統(tǒng)主要包括3大模塊:顯示交互模塊、三維重建模塊和腫瘤映射模塊。顯示交互模塊負(fù)責(zé)界面顯示和人機(jī)交互處理;三維重建模塊負(fù)責(zé)腫瘤的三維重建,綜合利用圖像分割技術(shù)和三維重建技術(shù)實(shí)現(xiàn)腫瘤模型的重建,并提出一種優(yōu)化的腫瘤重建技術(shù),依據(jù)腫瘤特性,優(yōu)化重建的腫瘤模型;腫瘤映射模塊提出了一種腫瘤位置映射技術(shù),負(fù)責(zé)計(jì)算圖像上發(fā)現(xiàn)的腫瘤在乳房中的位置,并映射到乳房模型中顯示。最后利用體模和患者數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)果 本文提出的優(yōu)化腫瘤重建技術(shù)在患者數(shù)據(jù)和體模測(cè)試中均提高了腫瘤模型與標(biāo)準(zhǔn)模型的相似度。通過(guò)對(duì)優(yōu)化前后的腫瘤模型的Dice相似系數(shù)(Dice similarity coefficient, DSC)進(jìn)行評(píng)估,結(jié)果顯示,在患者數(shù)據(jù)測(cè)試中,優(yōu)化后的腫瘤模型的平均DSC提高了13.1%;在體模數(shù)據(jù)測(cè)試中,優(yōu)化后的腫瘤模型的平均DSC提高了31.3%。腫瘤位置映射技術(shù)能準(zhǔn)確映射腫瘤在乳房中的位置,并能將不同圖像上的同一腫瘤映射到相近的位置,腫瘤中心的位置差異的平均值為1.22 mm,標(biāo)準(zhǔn)差為0.83 mm。結(jié)論 優(yōu)化的腫瘤重建技術(shù)可以提高腫瘤的三維重建效果,腫瘤位置映射技術(shù)能準(zhǔn)確地計(jì)算腫瘤位置,融合兩項(xiàng)技術(shù)的系統(tǒng)可以有效輔助醫(yī)生定位腫瘤。

參考文獻(xiàn):

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