本發(fā)明涉及超聲影像腫瘤診斷識別領(lǐng)域，特別涉及一種基于人工打分的超聲腫瘤特征獲取方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代社會生活中，腫瘤作為人類致死原因的第一殺手，嚴(yán)重危害著人類的生命健康，受到了醫(yī)學(xué)界的廣泛關(guān)注。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，許多醫(yī)學(xué)成像技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，迅速被醫(yī)生和患者接受并在臨床上得到廣泛應(yīng)用。醫(yī)學(xué)超聲影像憑借其無放射性、成本低廉、實時方便、副作用小的優(yōu)點，越來越受到人們的重視，在臨床診斷中發(fā)揮著不可忽視的作用。

為了提高腫瘤診斷的準(zhǔn)確率，減少由于誤診帶給病人的痛苦，越來越多的用于輔助醫(yī)生進(jìn)行腫瘤診斷鑒別的計算機(jī)輔助診斷技術(shù)隨之產(chǎn)生。然而，超聲影像受超聲設(shè)備各方面的制約，不可避免的存在噪聲干擾，圖像分辨率和對比度差，局部細(xì)節(jié)邊緣模糊等缺陷。為了提取腫塊特征，傳統(tǒng)計算機(jī)輔助系統(tǒng)需要涉及到復(fù)雜的圖像去噪和圖像分割技術(shù)。傳統(tǒng)提取特征方法不僅步驟繁瑣，而且所提取的特征嚴(yán)重依賴于圖像尺寸和超聲設(shè)備的參數(shù)設(shè)置，嚴(yán)重影響最終的識別分類效果。

因此，針對傳統(tǒng)方法無法準(zhǔn)確獲取腫瘤病變信息、步驟繁瑣的問題，提供一種醫(yī)生易于接受和認(rèn)可的特征獲取方案具有非常重要的臨床應(yīng)用價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種基于人工打分的超聲腫瘤特征獲取方法。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種基于人工打分的超聲腫瘤特征獲取方法，該方法包括下列步驟：

S1、針對超聲影像選出對腫瘤臨床診斷有效的圖像特征和診斷特征；

S2、將所述圖像特征和所述診斷特征進(jìn)行數(shù)字化分級，使得所述圖像特征和所述診斷特征分別具有不同臨床表現(xiàn)描述術(shù)語，所述描述術(shù)語分別對應(yīng)不同的分?jǐn)?shù)；

S3、根據(jù)臨床超聲影像所見及診斷經(jīng)驗直接對特征進(jìn)行量化打分，從而獲取腫瘤數(shù)值化的特征值；

S4、通過采集一定數(shù)量的腫瘤超聲影像的特征值，形成腫瘤超聲圖片特征量化打分?jǐn)?shù)據(jù)庫；

S5、根據(jù)所述腫瘤超聲圖片特征量化打分?jǐn)?shù)據(jù)庫，訓(xùn)練腫瘤分類器。

進(jìn)一步地，所述步驟S5、根據(jù)所述腫瘤超聲圖片特征量化打分?jǐn)?shù)據(jù)庫，訓(xùn)練腫瘤分類器具體過程如下：

S51、將所述腫瘤超聲圖片特征量化打分?jǐn)?shù)據(jù)庫中腫瘤數(shù)值化的特征值作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，采用分類方法進(jìn)行分類器訓(xùn)練；

S52、對于測試樣本，同樣根據(jù)人工打分的方法獲取數(shù)字化的特征值，將其輸入到訓(xùn)練好的分類器，得到測試樣本分類結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述超聲腫瘤特征獲取方法還包括：

S5、根據(jù)所述腫瘤超聲圖片特征量化打分?jǐn)?shù)據(jù)庫，建立醫(yī)師腫瘤特征打分培訓(xùn)系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述對腫瘤臨床診斷有效的圖像特征和診斷特征包括：

1)形狀、2)方位、3)邊緣完整性、4)邊緣模糊性、5)邊緣是否成角、6)邊緣是否有細(xì)分葉、7)邊緣毛刺情況、8)回聲模式、9)后方回聲特征、10)腫物內(nèi)鈣化、11)結(jié)構(gòu)扭曲情況、12)導(dǎo)管改變、13)皮膚增厚、14)皮膚收縮、15)水腫、16)血供、17)彈性評估、18)囊腫、19)皮膚上或皮膚內(nèi)的腫物、20)異物、21)乳腺內(nèi)的淋巴結(jié)、22)腋窩淋巴結(jié)、23)血管異常、24)術(shù)后積液、25)脂肪壞死。

進(jìn)一步地，所述對腫瘤臨床診斷有效的圖像特征和診斷特征分別對應(yīng)的臨床表現(xiàn)術(shù)語及其對應(yīng)的分級分?jǐn)?shù)具體如下：

1)形狀：橢圓形(0分)、圓形(1分)、不規(guī)則(2分)；

2)方位：平行(0分)、不平行(1分)；

3)邊緣完整性：完整(0分)、不完整(1分)；

4)邊緣模糊性：清晰(0分)、模糊(1分)；

5)邊緣是否成角：不成角(0分)、成角(1分)；

6)邊緣是否有細(xì)分葉：無(0分)、有(1分)；

7)邊緣毛刺情況：無毛刺(0分)、有(1分)；

8)回聲模式：無回聲(0分)、高回聲(1分)、等回聲(2分)、不均質(zhì)回聲(3分)、囊實性回聲(4分)、低回聲(5分)；

9)后方回聲特征：增強(qiáng)(0分)、不變(1分)、混合模式(2分)、衰減(3分)；

10)腫物內(nèi)鈣化：無鈣化(0分)、粗鈣化(1分)、散在細(xì)鈣化(2分)、簇狀細(xì)鈣化(3分)、同時存在粗鈣化細(xì)鈣化(4分)；

11)結(jié)構(gòu)扭曲情況：未扭曲(0分)、扭曲(1分)；

12)導(dǎo)管改變：未改變(0分)、囊性擴(kuò)張(1分)、導(dǎo)管內(nèi)有完整物(2分)；

13)皮膚增厚：未增厚(0分)、增厚(1分)；

14)皮膚收縮：未收縮(0分)、收縮(1分)；

15)水腫：無水腫(0分)、水腫(1分)；

16)血供：無血流(0分)、邊緣血流(1分)、內(nèi)部血流(2分)；

17)彈性評估：無彈性評估(0分)、柔軟的(1分)、中等硬度(2分)、硬的(3分)；

18)囊腫：無囊腫(0分)、單純囊腫(1分)、簇狀微小囊腫(2分)、復(fù)雜性囊腫(3分)；

19)皮膚上或皮膚內(nèi)的腫物：無腫物(0分)、有(1分)；

20)異物：無異物(0分)、有(1分)；

21)乳腺內(nèi)的淋巴結(jié)：無(0分)、有(1分)；

22)腋窩淋巴結(jié)：無(0分)、反應(yīng)性淋巴結(jié)(1分)、轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)(2分)；

23)血管異常：無異常(0分)、異常(1分)；

24)術(shù)后積液：無(0分)、有(1分)；

25)脂肪壞死：無壞死(0分)、有(1分)。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果：

本發(fā)明公開的一種基于人工打分的超聲腫瘤特征獲取方法，摒棄了傳統(tǒng)框架中的圖像預(yù)處理、圖像分割環(huán)節(jié)，創(chuàng)新性地引入醫(yī)生人工經(jīng)驗參與的方式，直接根據(jù)超聲影像所見對特征量化分級打分。這種特征獲取方案易于醫(yī)生接受實施，而且避免了傳統(tǒng)方法眾多環(huán)節(jié)帶來的誤差影響，減少了所提取特征對超聲圖片分辨率等因素的依賴。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中公開的基于人工打分的超聲腫瘤特征獲取方法的流程步驟圖；

圖2是實施樣例中的良性超聲乳腺腫瘤圖片；

圖3是實施樣例中的惡性超聲乳腺腫瘤圖片。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例

請參見圖1，圖1是本實施例中公開的基于人工打分的超聲腫瘤特征獲取方法的流程步驟圖。圖1所示的基于人工打分的超聲腫瘤特征獲取方法，具體包括下列步驟：

S1、針對超聲影像選出對腫瘤臨床診斷有效的圖像特征和診斷特征；

具體在乳腺腫瘤的應(yīng)用中，選出的對腫瘤臨床診斷有效的圖像特征和診斷特征包括但不限于：

1)形狀、2)方位、3)邊緣完整性、4)邊緣模糊性、5)邊緣是否成角、6)邊緣是否有細(xì)分葉、7)邊緣毛刺情況、8)回聲模式、9)后方回聲特征、10)腫物內(nèi)鈣化、11)結(jié)構(gòu)扭曲情況、12)導(dǎo)管改變、13)皮膚增厚、14)皮膚收縮、15)水腫、16)血供、17)彈性評估、18)囊腫、19)皮膚上或皮膚內(nèi)的腫物、20)異物、21)乳腺內(nèi)的淋巴結(jié)、22)腋窩淋巴結(jié)、23)血管異常、24)術(shù)后積液、25)脂肪壞死。

S2、將所述圖像特征和所述診斷特征進(jìn)行數(shù)字化分級，使得所述圖像特征和所述診斷特征分別具有不同臨床表現(xiàn)描述術(shù)語，所述描述術(shù)語分別對應(yīng)不同的分?jǐn)?shù)；

具體應(yīng)用中，針對超聲影像結(jié)合醫(yī)生經(jīng)驗選出對臨床診斷有效的不同圖像特征，事先將臨床上有效的圖像特征和診斷特征數(shù)字化分級，使得所述圖像特征分別具有不同臨床表現(xiàn)描述術(shù)語，所述描述術(shù)語分別對應(yīng)不同的分?jǐn)?shù)，即每個特征具有不同的臨床表現(xiàn)描述術(shù)語，分別對應(yīng)不同的分級分?jǐn)?shù)。

針對步驟S1中提出的25個圖像特征和診斷特征，其對應(yīng)的臨床表現(xiàn)術(shù)語和其對應(yīng)的分級分?jǐn)?shù)如下：

1)形狀：橢圓形(0分)、圓形(1分)、不規(guī)則(2分)；

2)方位：平行(0分)、不平行(1分)；

3)邊緣完整性：完整(0分)、不完整(1分)；

4)邊緣模糊性：清晰(0分)、模糊(1分)；

5)邊緣是否成角：不成角(0分)、成角(1分)；

6)邊緣是否有細(xì)分葉：無(0分)、有(1分)；

7)邊緣毛刺情況：無毛刺(0分)、有(1分)；

8)回聲模式：無回聲(0分)、高回聲(1分)、等回聲(2分)、不均質(zhì)回聲(3分)、囊實性回聲(4分)、低回聲(5分)；

9)后方回聲特征：增強(qiáng)(0分)、不變(1分)、混合模式(2分)、衰減(3分)；

10)腫物內(nèi)鈣化：無鈣化(0分)、粗鈣化(1分)、散在細(xì)鈣化(2分)、簇狀細(xì)鈣化(3分)、同時存在粗鈣化細(xì)鈣化(4分)；

11)結(jié)構(gòu)扭曲情況：未扭曲(0分)、扭曲(1分)；

12)導(dǎo)管改變：未改變(0分)、囊性擴(kuò)張(1分)、導(dǎo)管內(nèi)有完整物(2分)；

13)皮膚增厚：未增厚(0分)、增厚(1分)；

14)皮膚收縮：未收縮(0分)、收縮(1分)；

15)水腫：無水腫(0分)、水腫(1分)；

16)血供：無血流(0分)、邊緣血流(1分)、內(nèi)部血流(2分)；

17)彈性評估：無彈性評估(0分)、柔軟的(1分)、中等硬度(2分)、硬的(3分)；

18)囊腫：無囊腫(0分)、單純囊腫(1分)、簇狀微小囊腫(2分)、復(fù)雜性囊腫(3分)；

19)皮膚上或皮膚內(nèi)的腫物：無腫物(0分)、有(1分)；

20)異物：無異物(0分)、有(1分)；

21)乳腺內(nèi)的淋巴結(jié)：無(0分)、有(1分)；

22)腋窩淋巴結(jié)：無(0分)、反應(yīng)性淋巴結(jié)(1分)、轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)(2分)；

23)血管異常：無異常(0分)、異常(1分)；

24)術(shù)后積液：無(0分)、有(1分)；

25)脂肪壞死：無壞死(0分)、有(1分)。

S3、根據(jù)臨床超聲影像所見及診斷經(jīng)驗直接對特征進(jìn)行量化打分，從而獲取腫瘤數(shù)值化的特征值；

具體應(yīng)用中，醫(yī)生根據(jù)臨床超聲影像所見及診斷經(jīng)驗直接對特征進(jìn)行量化打分，從而獲取腫瘤數(shù)值化的特征值。

S4、通過采集一定數(shù)量的腫瘤超聲影像的特征值，形成腫瘤超聲圖片特征量化打分?jǐn)?shù)據(jù)庫。

S5、根據(jù)所述腫瘤超聲圖片特征量化打分?jǐn)?shù)據(jù)庫，訓(xùn)練腫瘤分類器。具體包括下述子步驟：

S51、將所述腫瘤超聲圖片特征量化打分?jǐn)?shù)據(jù)庫中腫瘤數(shù)值化的特征值作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，采用分類方法進(jìn)行分類器訓(xùn)練；

S52、對于測試樣本，同樣根據(jù)人工打分的方法獲取數(shù)字化的特征值，將其輸入到訓(xùn)練好的分類器，得到測試樣本分類結(jié)果。

在另一優(yōu)選的實施方式中，所述基于人工打分的超聲腫瘤特征獲取方法還包括：

S6、根據(jù)所述腫瘤超聲圖片特征量化打分?jǐn)?shù)據(jù)庫，建立醫(yī)師腫瘤特征打分培訓(xùn)系統(tǒng)。

如表1所示，針對乳腺腫瘤超聲圖片選出25個臨床有用特征，其對應(yīng)的特征量化分級打分方案如下：

表1.乳腺腫瘤特征及其對應(yīng)的量化打分規(guī)則

1)形狀：橢圓形(0分)、圓形(1分)、不規(guī)則(2分)

2)方位：平行(0分)、不平行(1分)

3)邊緣完整性：完整(0分)、不完整(1分)

4)邊緣模糊性：清晰(0分)、模糊(1分)

5)邊緣是否成角：不成角(0分)、成角(1分)

6)邊緣是否有細(xì)分葉：無(0分)、有(1分)

7)邊緣毛刺情況：無毛刺(0分)、有(1分)

8)回聲模式：無回聲(0分)、高回聲(1分)、等回聲(2分)、不均質(zhì)回聲(3分)、囊實性回聲(4分)、低回聲(5分)

9)后方回聲特征：增強(qiáng)(0分)、不變(1分)、混合模式(2分)、衰減(3分)

10)腫物內(nèi)鈣化：無鈣化(0分)、粗鈣化(1分)、散在細(xì)鈣化(2分)、簇狀細(xì)鈣化(3分)、同時存在粗鈣化細(xì)鈣化(4分)

11)結(jié)構(gòu)扭曲情況：未扭曲(0分)、扭曲(1分)

12)導(dǎo)管改變：未改變(0分)、囊性擴(kuò)張(1分)、導(dǎo)管內(nèi)有完整物(2分)

13)皮膚增厚：未增厚(0分)、增厚(1分)

14)皮膚收縮：未收縮(0分)、收縮(1分)

15)水腫：無水腫(0分)、水腫(1分)

16)血供：無血流(0分)、邊緣血流(1分)、內(nèi)部血流(2分)

17)彈性評估：無彈性評估(0分)、柔軟的(1分)、中等硬度(2分)、硬的(3分)

18)囊腫：無囊腫(0分)、單純囊腫(1分)、簇狀微小囊腫(2分)、復(fù)雜性囊腫(3分)

19)皮膚上或皮膚內(nèi)的腫物：無腫物(0分)、有(1分)

20)異物：無異物(0分)、有(1分)

21)乳腺內(nèi)的淋巴結(jié)：無(0分)、有(1分)

22)腋窩淋巴結(jié)：無(0分)、反應(yīng)性淋巴結(jié)(1分)、轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)(2分)

23)血管異常：無異常(0分)、異常(1分)

24)術(shù)后積液：無(0分)、有(1分)

25)脂肪壞死：無壞死(0分)、有(1分)

表2.良惡性病例的特征打分結(jié)果

圖2和圖3分別給出了一個典型的良性超聲乳腺腫瘤圖像和惡性超聲乳腺腫瘤圖像，醫(yī)生結(jié)合超聲圖像腫塊區(qū)域超聲所見和臨床發(fā)現(xiàn)，根據(jù)表1所提供的打分規(guī)則，良性、惡性腫瘤病例的特征打分結(jié)果如表2所示，可以發(fā)現(xiàn)良性腫瘤在形態(tài)上表現(xiàn)為圓形、方位平行、邊緣完整清晰、沒有成角和毛刺；而惡性腫瘤在形態(tài)上表現(xiàn)為不規(guī)則、方位不平行、邊緣不完整且模糊、存在成角和毛刺。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。