一种乳腺x线摄片计算机图像检索方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一个乳腺ｘ线摄片计算机图像的检索方法及其系统。本发明专利技术首先给系统输入一幅乳腺ｘ线摄片计算机图像，通过待查询感兴趣区域提取模块、感兴趣组织分割模块和感兴趣组织特征提取模块的处理，最后将用户选择所关注的单视图和／或多视图特征及输入特征重要性相关的权重传送给基于特征相似性度量准则的检索模块，得到在已建立的已知诊断结果的乳腺ｘ线摄片感兴趣区域计算机图像参考数据库中检索出与查询感兴趣区域相似的用户的需要的若干个已知诊断结果的感兴趣区域，最后按照相似程度由大到小的顺序将检索结果显示给用户。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医学图像的计算机分析与应用技术，具体涉及一种乳腺X线摄片计算机图像检索方法及其系统。
技术介绍
在临床实践中， 一个放射科医师必须通过不断地积攒阅片经验来提高 自身的诊断水平。每次的病例诊断过程可以认为是放射科医师首先根据已 存储在大脑中的"知识"(己有的阅片经验)，得到待诊断病例的初步诊断，然 后再根据初步诊断可疑病灶组织区域的病理活检检査，得到待诊断病例最 终的诊断结果。然而，病理检查无论在身体上还是精神上都给予病患很大 的负担，所以提高放射科医师初步诊断的准确性进而减少病理检查的数量 是非常重要的。由于年轻的放射科医师阅片经验较少，大脑中存储的"知识" 量有限，如果能够在其培训学习和自学习的过程中，对于某些较难区分诊 断的病例提供一些与其相似且已经确诊的病例图像，可以帮助年轻的放射 科医师增加"知识"量，使他们在随后的临床中更准确地做出初步诊断，这无 论对年轻的放射科医师还是对病人都是一件非常有意义的事情。这种提供 相似图像的过程属于计算机图像检索领域。计算机图像检索可以分为基于文本的图像检索和基于内容的图像检索 两种。传统的基于文本的图像检索方法是基于关键字的检索，例如图像名 称、图像文字描述等，但是由于图像实体的颜色、纹理、形状、空间关系 以及语义信息很难用文字描述，所以基于文本的图像检索便显出很多不足 之处。基于内容的图像检索是从图像本身提取例如灰度、纹理、形状等特 征，直接用这些特征代替文本信息去检索相似图像。提供相似且己知诊断 结果病例图像的过程可以运用基于内容的图像检索方法实现，但是由于待检索对象医学图像的自身特点，如灰度分辨率高、图像相似性大、所含信息量大、颜色类型少等，使得方法实现的难度较大。因此，基于内容的 医学图像检索方法不仅需要在已建立的医学知识库的导引下进行常规的图 像检索，即使用一般的图像学特征达到视觉上的相似，而且还需要一些与 医学需要相结合的病理相关的图像特征而达到病理上的相似。研究表明，乳腺X线摄片(乳腺钼靶X射线技术)是一种有效的进行早期临床无症状乳腺癌的检查方法，已被美国食品药品管理局(Food and Drug Administrator, FDA)认可的常规乳腺疾病普查方法。但是受成像原理限制， 在乳腺x线摄片中高密度的正常乳腺组织也会呈现与异常组织相近的高亮 度，对于乳腺组织较致密的年轻亚洲女性其病灶则更加不易被发现，容易 造成漏诊和误诊，并且乳腺癌的早期诊断很大程度上依赖于放射科医师的 经验、专业能力、疲劳程度，主观因素影响较大，尤其在乳腺疾病的普查 活动中，难以保证诊断的效率及准确性。在这种情况下，有效加强年轻放 射科医师的培训学习和自学习是非常必要的。因此，如何设计一个从己知诊断结果的乳腺x线摄片计算机图像参考 数据库中准确和有效地检索出与查询病例相似图像的方法及其系统将成为 我们研究的焦点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种乳腺x线摄片计算机图像检索方法，该方 法可以为用户返回与査询乳腺x线摄片计算机图像相似的若干乳腺X线摄 片计算机图像，并且具有较高的査全率和查准率；本专利技术进一步提供了实 现该方法的乳腺x线摄片计算机图像检索系统。本专利技术提供的乳腺x线摄片计算机图像的检索方法，其步骤包括 步骤(1)输入一幅乳腺x线摄片计算机图像；步骤(2)用户交互式地在图像上圈画出其关注的区域，得到待查询的 感兴趣区域；步骤(3)首先计算机对待查询感兴趣区域进行分割，确定感兴趣组织 的边界；步骤(4)基于对感兴趣组织的分割结果，计算机提取若干区域相关的 单视图和多视图的图像学特征，该图像学特征包括几何特征、形态学特征、 灰度特征以及纹理特征；用户选择其关注的单视图和/或多视图特征，并输 入特征重要性相关的权重；步骤(5)利用加权的特征相似性度量准则，从已建立已知诊断结果的 乳腺x线摄片感兴趣区域计算机图像参考数据库中检索出与待查询感兴趣 区域相似的若干感兴趣区域；参考数据库中包含感兴趣区域图像，感兴 趣区域相应的病理检查和诊断结果信息文件，以及计算机提取的感兴趣区 域相关的图像学特征记录文件；步骤(6)将检索得到的感兴趣区域及区域的相应病理检査和诊断结果 信息显示给用户。本专利技术提供的乳腺x线摄片计算机图像的检索系统，其特征在于它 包括输入模块、待查询感兴趣区域提取模块、感兴趣组织分割模块、感兴 趣组织特征提取模块、基于特征相似性度量准则的检索模块和输出模块；输入模块用于接收输入的乳腺x线摄片计算机图像，并传送给待查询 感兴趣区域提取模块；待查询感兴趣区域提取模块用于与用户进行交互，在图像上圈画出的 感兴趣区域，并按照上述步骤(2)所述的过程，提取输入的乳腺x线摄片中 的待查询感兴趣区域，传送给感兴趣组织分割模块；感兴趣组织分割模块按照上述步骤(3)所述的过程，将待査询感兴趣区 域提取模块提取的感兴趣区域中的感兴趣组织分割出来，得到感兴趣组织 的边界信息，传送给感兴趣组织特征提取模块；感兴趣组织特征提取模块根据接收的感兴趣组织的边界信息，按照上 述步骤(4)所述的过程，计算单视图和多视图的包括几何特征、形态学特征、 灰度特征以及纹理特征在内的特征值；并与用户进行交互，供用户选择其 所关注的单视图和/或多视图特征及输入特征重要性相关的权重，并将信息 传送给基于特征相似性度量准则的检索模块；基于特征相似性度量准则的检索模块按照上述步骤(5)所述的过程，利 用加权的特征相似性度量准则，在已建立的已知诊断结果的乳腺x线摄片 感兴趣区域计算机图像参考数据库中检索出与查询感兴趣区域相似的若干 己知诊断结果的感兴趣区域，并根据用户的需要选择前A个相似度值对应 的感兴趣区域作为检索结果传送给输出模块，A为用户关注的相似图像的个 数，由输出模块将检索得到的感兴趣区域及区域的相应病理检查和诊断结 果信息显示给用户。本专利技术通过输入一幅乳腺x线摄片计算机图像，由用户交互式地在图像上圈画出其关注的区域得到待査询的感兴趣区域；然后计算机对待查询 感兴趣区域进行分割并提取若干区域相关的图像学特征，方法同时提供与 输入乳腺X线摄片计算机图像相应的病患的同侧乳腺组织的不同角度乳腺X 线摄片图像及异侧乳腺组织的相同角度乳腺X线摄片图像的图像学特征， 据此用户可以选择其关注的单视图和/或多视图特征及输入特征重要性相关 的权重；最后方法利用加权的特征相似性度量准则(特征向量越相似，则图 像越相似)，从已建立已知诊断结果的乳腺x线摄片感兴趣区域计算机图像 参考数据库(参考数据库中包含感兴趣区域图像，感兴趣区域相应的病患 基本信息文件，感兴趣区域相应的病理检査和诊断结果信息文件，计算机 提取的感兴趣区域相关的图像学特征记录文件)中检索出与待査询感兴趣区 域相似的若干感兴趣区域，并将检索得到的感兴趣区域及区域的相应病理 检査和诊断结果信息显示给用户。总之，本专利技术方法通过一个乳腺X线摄 片计算机图像检索方法及其系统从已建立已知诊断结果的乳腺X线摄片感 兴趣区域计算机图像参考数据库中准确和有效地检索得到与用户圈画的待 査询感兴趣区相似的若干已知诊断结果的感兴趣区域图像。附图说明图1为本专利技术乳腺x线摄片计算机图像检索方法的流程图2为本专利技术乳腺x线摄片计算机图像检索系统的结构示意图3为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乳腺ｘ线摄片计算机图像的检索方法，其步骤包括：　步骤（１）输入一幅乳腺ｘ线摄片计算机图像；　步骤（２）用户交互式地在图像上圈画出其关注的区域，得到待查询的感兴趣区域；　步骤（３）计算机对待查询感兴趣区域进行分割，确定感兴趣组织的边界；　步骤（４）基于对感兴趣组织的分割结果，计算机提取若干区域相关的单视图和多视图的图像学特征，该图像学特征包括几何特征、形态学特征、灰度特征以及纹理特征；用户选择其关注的单视图和／或多视图特征，并输入特征重要性相关的权重；　步骤（５）利用加权的特征相似性度量准则，从已建立已知诊断结果的乳腺ｘ线摄片感兴趣区域计算机图像参考数据库中检索出与待查询感兴趣区域相似的若干感兴趣区域；参考数据库中包含：感兴趣区域图像，感兴趣区域相应的病理检查和诊断结果信息文件，以及计算机提取的感兴趣区域相关的图像学特征记录文件；　步骤（６）将检索得到的感兴趣区域及区域的相应病理检查和诊断结果信息显示给用户。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋恩民，姜娈，金人超，许向阳，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]