乳腺CAD的发展及临床实用性.pdf

乳腺 CAD 的发展及临床实用性 从临床用途性方面的分类 在临床用途上，乳腺CAD分为两类：用于普查和用于诊断，两 者有较大差别。普查用的乳腺CAD处理数据量很大，而且多数 被查对象都是正常的， 它以不漏掉可疑病灶为目的。 计算机辅助 计算机辅助诊断（Computer Aided Diagnosis，CAD）是近年来 随着计算机技术和数字医疗的飞速发展而应用于影像诊断领域的 一项新技术。 它利用专业的计算机算法分析医学影像， 发现并检 出病变特征， 从而帮助放射医生提高病灶检出率， 被称为放射医 生的 “第二双眼睛” 。 乳腺CAD可以帮助放射学家发现容易忽视 的微小乳腺肿瘤。 乳腺 CAD 的理论基础及分类 1、乳腺 CAD的理论基础 乳腺CAD的基本过程如下。首先对乳腺影像进行预处理，然后 通过各种算法判断可疑病灶， 提取特征并根据数据库提供的病态 和正常的解剖学知识进行分析和决策。 把乳腺影像从整幅图片中分割开来可以有效地减少计算机分析的 数据量， 提高处理速度， 同时， 对乳腺轮廓及病变位置进行向量 提取在定位指示及联合诊断方面也具有重要意义。CAD 中常用 的分割算法有直方图、 梯度、 多项式拟合、 活动轮廓模型和聚类 分析等。 常用的分类分析方法包括基于规则的分类方法、 基于甄 别阈的分类方法、 基于贝叶思统计的分类方法、 人工神经网络分 析方法和模糊逻辑分类方法等， 其中人工神经网络分析方法应用 最为广泛。该方法已经有10年的历史，早期多数CAD系统也是 偏重于这种方法。 但其也有自身的局限性， 现阶段多种方法的联 合应用是发展趋势。 2、乳腺 CAD的分类 从产品结构方面分类 在产品结构上， 乳腺CAD分为两类：数字化乳腺机数字化CAD 乳腺工作站和普通乳腺机数字化CAD乳腺工作站（带高性能 数字化扫描仪） 。 后一种方案也是普通乳腺机数字化最有临床价 值的方案。 乳腺CAD工作站一般包括两个重要部分：图像数字化并分析的处 理和特殊显示。 特殊显示一般指高性能的专业显示器及专业的显 示方式和悬挂协议，这也是乳腺图像观看的必须要求。当然最新 的乳腺再透视功能可以对非高性能专业显示器起到部分弥补作用。 乳腺智能分类 组织再透视 MEDICAL SOLUTIONS 1/200626 产品 Product 诊断软件可以提高数据分析的速度， 防止漏检病人。 而用于诊断 的乳腺CAD检查内容比普查多，被怀疑具有实性占位的病人需 要做进一步的检查， 其主要目的是区分病灶的性质， 首先要排除 钙化点， 然后确定良恶性， 因此更多使用模式识别的方法考虑病 灶在生物学上的特征及在影像学上的差别， 然后通过建模分析和 计算给出相应参数，供医生做进一步的判断。 乳腺CAD 的发展 1、采用多种分类算法的整合 传统的乳腺CAD多采用一种分类方法，例如人工神经网络分类 方法， 它有一定的优势， 但这种单纯系统对临床的适用性一直有 学者持不同意见， 部分学者也指出这种方法实际上只对医生因视 觉疲劳、 经验不足等因素造成的漏诊有帮助， 对医生诊断的本质 性提高并不大， 此外， 这种方法对不同群体的适用性不强。 多数 文献表明该系统检测的特异性低于其敏感性， 较适用于回顾性研 究病例。 现在多采用人工神经网络分类结合其它多种方法来应解 决以上问题。 2、具有选配功能以面向多种临床应用需求 乳腺CAD的应用对乳腺普查和早期诊断具有重要意义，也是大 势所趋，其进一步走向临床必须满足临床的不同要求。适用的 CAD系统至少应该包括： 辅助普查系统 ： 它可以对影像进行初次筛查， 医生只需要对分析 肿瘤及钙化点识别联合诊断 普查钙化点识别 智能分类识别 图像分割及肿瘤、钙化点识别 MEDICAL SOLUTIONS 1/2006 27 产品 Product 组织透镜 轮廓及病变提取及专家系统 结果进行审核即可， 既减少了工作量， 提高了工作效率， 也保护 了医生健康。 钙化分析功能：该功能应该可以分析出小于毫米的微小钙化， 从而减少微小钙化的漏诊率。 占位分析功能：由计算机自动标识乳腺内实性占位性病变。 智能分类分析功能： 自动记录检测结果， 并对已有分析参数进行 自动校正。 3、 提高人机交互性 将计算机设计成人机交互式的诊断系统， 既可以充分利用计算机 的运算能力， 也能够让人在必要的时候进行干预。 此外， 由于钙 化灶和肿块影的检测方法有所联系但又不能互相借用， 人机交互 式系统可以同时让医生分别独立控制两种检测， 或者根据自己的 要求联合使用。 4、增强乳腺组织数字再透视功能 乳腺组织数字再透视功能也称专业乳腺组织透镜 CTRF(Crealife Tissue Re-fluoro)，正成为乳腺CAD的重要工具。它应用最新的 图像技术对特定区域内的组织图像曲线多次叠加运算， 全面将数 字信息转变为可视信息， 使以前肉眼根本看不到的信息和微小病 变能够清晰显现。 组织透镜还可以自动识别致密组织和非致密组 织， 并根据各自的特征自动调节到最佳视觉效果， 这对微小钙化 点的发现非常有帮助。 5、具有良好的轮廓和病变位置识别能力及临床报告系统 将乳腺影像从整幅图片中分割开来， 同时对乳腺轮廓及病变位置 进行向量提取， 这在定位指示及联合诊断方面具有重要意义， 对 临床科室的指导、手术准备及病例的对比复查有很大的帮助作 用。而设计良好的CAD系统数据平台可以使系统自动形成专家 诊断报告，为临床科室及病人提供帮助。 6、 与PACS整合 乳腺CAD是PACS的重要组成部分。PACS是伴随着数字影像深 入发展产生的， 其功能绝对不是简单的存储与传输， 它的目标是