基于自动乳腺超声的肿瘤定位与三维重建系统

目的自动乳腺超声通常无法一次性捕获完整乳腺图像,导致单张图像上的肿瘤定位困难且重复扫描的肿瘤难以确定为同一实体,针对自动乳腺超声图像带来的问题,设计一种基于自动乳腺超声的肿瘤定位与三维重建系统。方法系统主要包括3大模块:显示交互模块、三维重建模块和肿瘤映射模块。显示交互模块负责界面显示和人机交互处理;三维重建模块负责肿瘤的三维重建,综合利用图像分割技术和三维重建技术实现肿瘤模型的重建,并提出一种优化的肿瘤重建技术,依据肿瘤特性,优化重建的肿瘤模型;肿瘤映射模块提出了一种肿瘤位置映射技术,负责计算图像上发现的肿瘤在乳房中的位置,并映射到乳房模型中显示。最后利用体模和患者数据对系统功能进行检验。结果本文提出的优化肿瘤重建技术在患者数据和体模测试中均提高了肿瘤模型与标准模型的相似度。通过对优化前后的肿瘤模型的Dice相似系数(Dice similarity coefficient,DSC)进行评估,结果显示,在患者数据测试中,优化后的肿瘤模型的平均DSC提高了13.1%;在体模数据测试中,优化后的肿瘤模型的平均DSC提高了31.3%。肿瘤位置映射技术能准确映射肿瘤在乳房中的位置,并能将不同图像上的同一肿瘤映射到相近的位置,肿瘤中心的位置差异的平均值为1.22 mm,标准差为0.83 mm。结论优化的肿瘤重建技术可以提高肿瘤的三维重建效果,肿瘤位置映射技术能准确地计算肿瘤位置,融合两项技术的系统可以有效辅助医生定位肿瘤。