【技术实现步骤摘要】
技术介绍
1、鼻咽癌(npc)在世界范围内是一种罕见的恶性肿瘤，但在包括中国南部、东南亚、北非和北极在内的少数地区流行(wu等，2018年，实验与治疗医学，10期(wu,et al.,experimental andtherapeutic medicine,2018))。男性患鼻咽癌的风险是女性的3倍，通常在35至45岁的壮年时期发病。早期未分化的鼻咽癌治愈率高，疗后并发症发病率低(例如，使用强度调制放射治疗可以减少对正常组织的辐射副作用)。这与晚期鼻咽癌相比，情况要好得多，因为晚期鼻咽癌的死亡率增加，而且由于大范围的放疗区域和额外的治疗，头部和颈部的长期并发症会带来相当大的疗后并发症发病率。
2、不幸的是，早期疾病通常不会引起症状，或者只会引起非特异性的轻微症状，这些症状在许多常见的耳鼻喉疾病中都能找到。因此，早期疾病通常会被忽视。所以除非对无症状的高风险人群进行筛查，否则鼻咽癌通常在晚期才被诊断。有一种血液检测可以筛查鼻咽癌(例如，使用epstein-barr病毒dna或抗体)，这种检测不仅可以检测出鼻咽癌，而且发现早期鼻咽癌的几率明显更高。对有鼻咽癌风险的人群进行筛查可以大大提高生存率，并减少更激进的治疗方案产生的长期严重并发症。
3、现存的鼻咽癌主要确诊标准步骤为内窥镜检查，但需要有经验的内窥镜医生进行操作。即便如此，内窥镜检查也相当具有挑战性，因为早期癌症可能难以被发现(例如生长在罗森米勒窝内的小肿瘤)。在这方面，磁共振成像(mri)已被证明在检测早期鼻咽癌方面具有非常高的灵敏度，可以检测出比
技术实现思路
1、本专利技术的实施例提供了一种成本效益高的解决方案，使用mri自动诊断患者(例如血液检测呈阳性的患者)的鼻咽癌，并生成报告。在某些实施例中，患者接受快速的轴向无造影增强的t2加权脂肪抑制mri序列，大约需要10分钟。在某些实施例中，自动软件、系统或方法包括三个关键部分：i)自动描绘和分割鼻咽部病变的算法；ii)自动判断病变是否为鼻咽癌的算法；iii)自动生成格式化报告，总结结果并推荐是否需要对患者进行进一步调查的算法(例如，人类可读的pdf)。某些回顾性研究报告称，使用纹理-位置信息感知的卷积神经网络(cnn)的分割算法的实施例提供了0.80的中位dice相似性得分，而检测算法的实施例在单个mri序列上识别鼻咽癌的敏感性达到了>90％。
2、本专利技术的实施例提供了一种鼻咽癌诊断解决方案，可以自动在快速短程非显影增强的mri序列，即t2加权脂肪抑制(t2w-fs)图像上，检测、定位和表征鼻咽癌，并生成人类可理解的报告来传达发现结果。实施例提供的系统和方法可以：i)根据血液筛查结果阳性或向医生展示非特异性症状的患者，优先处理鼻咽癌高风险患者；ii)定位肿瘤以进行活检和组织学确认；iii)加速诊断工作流程，以处理来自人群筛查的大量病例。
3、实施例可以有利地应用于癌症筛查行业。实施例可以：i)优先处理筛查结果为阳性且具有高鼻咽癌风险的患者，ii)定位肿瘤以进行活检和组织学确认，iii)加速诊断工作流程以处理来自人群筛查的大量转诊病例。
4、在相关技术中，鼻咽癌是通过内窥镜进行诊断的。在这方面，某些实施例提供了以下一个或多个优点。实施例可以：
5、■在阳性血液测试后的第二阶段筛查中，改善并自动化鼻咽癌的检测，对需要进行调查的个体进行筛查；
6、■促进mri的使用，与内窥镜检查相比，mri可以在阳性血液测试的筛查患者中检测出多达34％的鼻咽癌；
7、■改善患者的预后，因为只有通过mri才能检测到早期鼻咽癌，其治疗预后较好；
8、■通过完全自动的方式检测鼻咽癌，降低成本和出错的机会；
9、■减少部署成本；
10、■无需放射科/耳鼻喉科专家操作即可提供初步报告；
11、■为进行活检定位内窥镜直接看不到的小癌症；
12、■允许优先处理有更高患癌风险的患者。
13、实施例有利地利用了以下事实：鼻咽癌是少数可以通过血液epstein-barr病毒(ebv)dna水平进行筛查的癌症之一，这种方法不仅对鼻咽癌具有高灵敏度和特异性，而且检测到的癌症中约有70％是早期阶段，而非筛查人群中早期癌症的比例仅为20％。然而，大多数筛查阳性的患者并未患有鼻咽癌，需要进行内窥镜调查，这给内窥镜检查部门的人力和设备资源带来了额外的负担。
14、本专利技术的实施例提供了一种工作流程，可以优先安排筛查结果为阳性且高风险的患者进行内窥镜检查，并减少对那些最终没有任何疾病的患者进行不必要的取样活检以寻找隐藏的鼻咽癌。在这方面，mri是一种优秀的非侵入性方式，可以影像早期鼻咽癌，与传统内窥镜相比，它可以检测到多34％的鼻咽癌。然而，在相关技术中，这种诊断工作流程成本较高，而且需要训练有素的放射科医生来分析图像并出具放射学报告。本专利技术的实施例进行了一种短时间的筛查mri扫描，可以使用人工智能进行分析和报告，并分别结合所需的自动化、程序化执行、人类监督和指导水平。
15、实施例可以对提供ebv血液筛查鼻咽癌的健康检查服务提供商以及处理非特异性耳鼻喉症状的普通医生有所裨益。癌症筛查市场无疑正在蓬勃发展。然而，人们逐渐意识到，在有限的医疗资源与大规模筛查所带来的大量调查之间，存在着如何优先安排筛查阳性患者的知识鸿沟。这对于鼻咽癌尤为重要，因为早期诊断可以带来良好的生存预后和降低长期治疗引起的发病率。实施例提供了一种成本效益高的方式来管理血液筛查阳性的患者，并优先治疗高风险的患者。
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1.一种检测患者鼻咽癌(NPC)的方法，该方法包括在收到患者经筛查测试为阳性的筛查测试结果后，对患者的快速、非造影增强MRI扫描进行基于人工智能的分析，该快速、非增强MRI扫描的成像时间少于5分钟，并且所述基于人工智能的分析针对来自患者群体的头颈部MRI扫描进行训练和调整。
2.根据权利要求1的方法，包括通过预处理流程预处理患者的快速、非造影增强的MRI扫描，以提高分析的稳健性和可靠性，该预处理流程包括：
3.一种训练深度卷积神经网络(CNN)的方法，以在非造影增强的T2加权压脂图像的数据集中分割可疑肿块为NPC肿瘤、良性增生或不确定；该方法包括：
4.根据权利要求3的方法，其中X1和Y1分别大于或等于16且小于或等于8092。
5.根据权利要求4的方法，其中X2和Y2分别大于或等于16且小于或等于8092。
6.根据权利要求3的方法，其中X1和Y1分别大于或等于64且小于或等于2048。
7.根据权利要求6的方法，其中X2和Y2分别大于或等于64且小于或等于2048。
8.根据权利要求3的方法，
9.根据权利要求8的方法，其中X2和Y2分别大于或等于128且小于或等于512。
10.根据权利要求3的方法，其中X1和Y1分别大于或等于128且小于或等于512。
11.根据权利要求10的方法，其中X2和Y2分别大于或等于128且小于或等于512。
12.根据权利要求3的方法，其中X1和Y1相等。
13.根据权利要求12的方法，其中X2和Y2相等。
14.根据权利要求13的方法，其中X1、Y1、X2和Y2全都相等。
15.一种卷积神经网络(CNN)系统，用于从3维非造影增强的MRI扫描中预测一个或多个可疑肿块为NPC或良性增生，该MRI扫描包括来自患者头颈部区域的T2加权压脂序列的多个轴向图像切片，该系统包括：
16.根据权利要求15的方法，其中卷积神经网络在数据集上进行训练，该数据集包括来自多名患者的数据，每名患者根据合格放射学专家的诊断被确定为患有NPC、良性增生或无非正常情况，该诊断作为训练真实值。
17.根据权利要求16的方法，其中系统包括一个循环神经网络单元，该循环神经网络单元被配置和适应于处理每个各自切片的深度特征和权重，分析每个各自切片中的恶性情况，并生成一条曲线，显示预测值如何在每个各自切片之间变化，从而使得曲线提高了人类操作员解释预测值的能力。
18.一种用于确定MRI图像数据集中的癌症整体预测诊断的系统，该系统包括：
19.根据权利要求18的方法，其中当指令由处理器执行时，执行额外的步骤：
20.根据权利要求19的方法，其中当指令由处理器执行时，执行额外的步骤：生成包括(a)可视化表示，显示从循环神经网络扫描MRI图像数据集的各个切片中风险预测的变化，和(2)(a)的一部分，即分割体积覆盖在至少一个从MRI图像数据集派生的输入图像上，或者(b)从MRI图像数据集中选择的多个输入图像。
...【技术特征摘要】
1.一种检测患者鼻咽癌(npc)的方法，该方法包括在收到患者经筛查测试为阳性的筛查测试结果后，对患者的快速、非造影增强mri扫描进行基于人工智能的分析，该快速、非增强mri扫描的成像时间少于5分钟，并且所述基于人工智能的分析针对来自患者群体的头颈部mri扫描进行训练和调整。
2.根据权利要求1的方法，包括通过预处理流程预处理患者的快速、非造影增强的mri扫描，以提高分析的稳健性和可靠性，该预处理流程包括：
3.一种训练深度卷积神经网络(cnn)的方法，以在非造影增强的t2加权压脂图像的数据集中分割可疑肿块为npc肿瘤、良性增生或不确定；该方法包括：
4.根据权利要求3的方法，其中x1和y1分别大于或等于16且小于或等于8092。
5.根据权利要求4的方法，其中x2和y2分别大于或等于16且小于或等于8092。
6.根据权利要求3的方法，其中x1和y1分别大于或等于64且小于或等于2048。
7.根据权利要求6的方法，其中x2和y2分别大于或等于64且小于或等于2048。
8.根据权利要求3的方法，其中x1和y1分别大于或等于128且小于或等于512。
9.根据权利要求8的方法，其中x2和y2分别大于或等于128且小于或等于512。
10.根据权利要求3的方法，其中x1和y1分别大于或等于128且小于或等于512。
11.根据权利要求10的方法，其中x2和y2分别大于或等于128且小于或等于512。
12.根据权...
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