本發(fā)明涉及一種醫(yī)學(xué)檢測(cè)技術(shù)，具體地說(shuō)是一種乳腺癌腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病灶檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

乳腺癌是常見(jiàn)的、高發(fā)病率的惡性腫瘤，嚴(yán)重威脅婦女的健康。當(dāng)腫塊直徑大于2cm時(shí)乳腺癌細(xì)胞就有可能發(fā)生轉(zhuǎn)移。乳腺癌細(xì)胞往往先轉(zhuǎn)移到同側(cè)的腋窩淋巴結(jié)，發(fā)生轉(zhuǎn)移的淋巴結(jié)數(shù)量越多，患者的存活率越低。

在現(xiàn)有技術(shù)中，乳腺X射線圖像是常規(guī)的也是最有效的乳腺癌診斷依據(jù)。在對(duì)乳腺癌診治的臨床實(shí)踐中，獲取乳腺X射線圖像的通用方法是對(duì)雙側(cè)乳房進(jìn)行頭尾位(Cranio Caudal，CC)和內(nèi)側(cè)斜位(Mediolateral Oblique，MLO)照射，得到雙側(cè)乳腺X射線圖像。腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病灶僅包含在MLO體位的乳腺X射線圖像中。乳腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病灶在乳腺X射線圖像上表現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)高密度陰影，呈圓形或近似圓形，隨著淋巴結(jié)的生長(zhǎng)，多個(gè)淋巴結(jié)可能發(fā)生粘連。

在現(xiàn)有技術(shù)中，基于乳腺X射線圖像，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)乳腺癌腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病灶進(jìn)行檢測(cè)的方法還是空白。

Hough變換是一種常用的圖像處理方法，用于檢測(cè)圖像中包含的特定形狀的邊緣，如直線、圓形邊緣等。Hough變換基于表決原理，其過(guò)程為：確定能描述邊緣形狀的參數(shù)，這些參數(shù)的組合組成變換空間；邊緣上的每一點(diǎn)對(duì)變換空間進(jìn)行投票表決，理論上贏得多數(shù)票的參數(shù)組合獲勝。

在圖像處理的實(shí)際應(yīng)用中，Hough變換的問(wèn)題在于怎樣精確確定獲勝條件，即需要確定得多少票算作獲勝；另外，在實(shí)際的檢測(cè)應(yīng)用中，單純應(yīng)用Hough變換往往不能達(dá)到理想的檢測(cè)效果，需要輔助提供其他檢測(cè)手段，比如當(dāng)同時(shí)檢測(cè)多個(gè)邊緣時(shí)(如同時(shí)檢測(cè)長(zhǎng)度不同的多條直線、半徑不同的多個(gè)圓等)，得票數(shù)不能作為唯一的獲勝依據(jù)，因此用常規(guī)的Hough變換不能很快檢出圖像中的圓形或近似圓形邊緣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了彌補(bǔ)上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種檢測(cè)準(zhǔn)確并具有可調(diào)節(jié)性的乳腺癌腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病灶檢測(cè)方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

a.對(duì)內(nèi)側(cè)斜位體位的乳腺X射線圖像進(jìn)行感興趣區(qū)域提??；b.對(duì)上述所提取的每個(gè)感興趣區(qū)域進(jìn)行邊緣提取，得到二值邊緣圖像；c.在每個(gè)感興趣區(qū)域的二值邊緣圖像上通過(guò)Hough變換檢測(cè)多個(gè)半徑不同的圓形或類似圓形邊緣；d.在上述步驟c得到的Hough變換的結(jié)果中進(jìn)行挑選，去掉不與圓形或類似圓形邊緣相對(duì)應(yīng)的參數(shù)組合，保留下來(lái)的各個(gè)參數(shù)組合對(duì)應(yīng)的圓形邊緣所確定的區(qū)域即為檢測(cè)到的淋巴結(jié)。

所述對(duì)內(nèi)側(cè)斜位體位的乳腺X射線圖像進(jìn)行感興趣區(qū)域提取，其步驟為：a1.在內(nèi)側(cè)斜位體位的乳腺X射線圖像上進(jìn)行腋窩區(qū)域提??；a2.對(duì)上述所提取的腋窩區(qū)域進(jìn)行感興趣區(qū)域提取；

步驟c所述的Hough變換為通過(guò)公式：Vote_temp＝Vote_org/2πR、Vote_umtary＝Vote_temp/max(Vote_temp)對(duì)所有參數(shù)組合的原始得票數(shù)進(jìn)行處理，其中Vote_org為原始得票數(shù)；Vote_temp為處理過(guò)程的中間值；Vote_umtary為處理后的得票數(shù)；所述篩選方法為：對(duì)每個(gè)參數(shù)組合，選取其對(duì)應(yīng)的圓的內(nèi)、外兩個(gè)區(qū)域，分別求這兩個(gè)區(qū)域的平均灰度，如果二者的平均灰度差大于預(yù)先設(shè)定的參考灰度差，則該參數(shù)組合對(duì)應(yīng)一個(gè)圓形邊緣；否則不對(duì)應(yīng)，去除；本發(fā)明還具有步驟e：在圖像上標(biāo)記檢測(cè)結(jié)果，即將步驟d中檢測(cè)到的淋巴結(jié)區(qū)域畫出外接圖形顯示在圖像上，其中，淋巴結(jié)區(qū)域的外接圖形若有兩個(gè)或多個(gè)有部分重疊，則將這些外接圖形合并成一個(gè)圖形在圖像上顯示。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

1.病灶檢測(cè)準(zhǔn)確。將本發(fā)明應(yīng)用到臨床采集的乳腺X射線圖像上，由于采用了改進(jìn)的Hough變換方法，可以準(zhǔn)確的檢測(cè)到腋窩淋巴結(jié)，填補(bǔ)了乳腺癌腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病灶檢測(cè)方法的空白；

2.適用范圍廣。由于本發(fā)明采用了利用原圖像信息對(duì)檢測(cè)初步結(jié)果進(jìn)一步核對(duì)的方法，對(duì)那些不易發(fā)現(xiàn)的淋巴結(jié)、發(fā)生粘連的淋巴結(jié)也有很好的檢測(cè)效果，擴(kuò)大了臨床檢測(cè)病灶的適用范圍；并且由于能夠去除不表征乳腺癌的空心淋巴結(jié)，從而進(jìn)一步提高了檢測(cè)準(zhǔn)確率；

3.具有很好的可調(diào)節(jié)性。本發(fā)明Hough變換的參數(shù)組合中半徑R是可改變的參數(shù)，由于每一個(gè)參數(shù)組合與上一個(gè)淋巴結(jié)產(chǎn)生的圓形或近似圓形邊緣相對(duì)應(yīng)，因此通過(guò)改變半徑R的范圍，可以調(diào)節(jié)檢出淋巴的半徑范圍；參考灰度差也是可以改變的參數(shù)，可以根據(jù)使用者的使用偏好進(jìn)行調(diào)節(jié)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明內(nèi)側(cè)斜位乳腺X射線圖像；

圖2(a)為進(jìn)行腋窩區(qū)域提取后的圖像；

圖2(b)為腋窩區(qū)域內(nèi)各個(gè)ROI的二值邊緣圖像；

圖3參數(shù)組合挑選方法中的內(nèi)外區(qū)域選取示意圖；

圖4(a)～(d)為本發(fā)明效果圖；

圖5為本發(fā)明方法流程圖；

圖6為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖5、圖6所示，本發(fā)明針對(duì)內(nèi)側(cè)斜位的乳腺X射線圖像的腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病灶檢測(cè)提供了以下方法：

a.通過(guò)對(duì)患者拍攝乳腺X射線圖像獲取如圖1所示的內(nèi)側(cè)斜位的乳腺X射線圖像。

b.在內(nèi)側(cè)斜位的乳腺X射線圖像上進(jìn)行腋窩區(qū)域提取；本實(shí)施例采用迭代閾值法求乳腺區(qū)域與背景間的最佳分割閾值，并利用該最佳分割閾值提取腋窩區(qū)域。

c.對(duì)上述所提取的腋窩區(qū)域進(jìn)行感興趣區(qū)提取，得到多個(gè)感興趣區(qū)，具體包括：求腋窩區(qū)域的灰度直方圖，取該直方圖最亮的一部分像素所對(duì)應(yīng)的灰度值為參考閾值；將腋窩區(qū)域內(nèi)所有灰度值大于參考閾值的點(diǎn)，根據(jù)其位置及與其它點(diǎn)的距離，分成若干組，取每個(gè)組的點(diǎn)的外接矩形，即為感興趣區(qū)(Region Of Interest，ROI)。

d.對(duì)上述所提取的每個(gè)感興趣區(qū)進(jìn)行邊緣提取，并通過(guò)閾值變換得到二值邊緣圖像，具體包括：對(duì)步驟c中所提取的每個(gè)ROI分別進(jìn)行邊緣檢測(cè)，本實(shí)施例采用sobel算子，還可以采用robert算子、prewitt算子、高斯拉普拉斯算子等；計(jì)算變換閾值，即對(duì)各個(gè)ROI，對(duì)上述邊緣檢測(cè)得到的結(jié)果求灰度直方圖，本實(shí)施例取該灰度直方圖最暗的一部分像素對(duì)應(yīng)的灰度值為變換閾值；閾值變換，即根據(jù)上述變換閾值進(jìn)行閾值變換，得到該ROI的二值邊緣圖像；

如圖2(a)、圖2(b)所示，分別為提取的腋窩區(qū)域圖像以及對(duì)腋窩區(qū)域進(jìn)行ROI提取、邊緣檢測(cè)、閾值變換后得到的二值邊緣圖像。

e.對(duì)每個(gè)感興趣區(qū)的二值邊緣圖像用改進(jìn)的Hough變換檢測(cè)其中的圓形或類似圓形邊緣，改進(jìn)的Hough變換，即在一次變換中能夠同時(shí)檢測(cè)多個(gè)半徑不同的圓形或近似圓形邊緣的Hough變換，具體包括：確定參數(shù)，用Hough變換檢測(cè)圓形或近似圓形邊緣，本實(shí)施例確定的參數(shù)包括圓心的位置(x_c，y_c)和圓半徑R，這些參數(shù)的組合組成變換空間，變換空間中的每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)參數(shù)組合；對(duì)變換空間中的每一點(diǎn)，即參數(shù)組合進(jìn)行投票；由于如上所述的Hough變換過(guò)程沒(méi)有考慮半徑不同帶來(lái)的影響，在變換空間中，大半徑區(qū)域非圓形邊緣對(duì)應(yīng)的參數(shù)組合的得票數(shù)往往比小半徑區(qū)域真正的圓形邊緣對(duì)應(yīng)的參數(shù)組合得票數(shù)多，使得真正的圓形邊緣對(duì)應(yīng)的參數(shù)組合不能在投票中“獲勝”或“獲勝”優(yōu)勢(shì)不明顯，改進(jìn)Hough變換：根據(jù)公式(1)、(2)對(duì)所有參數(shù)組合的得票數(shù)進(jìn)行處理：

Vote_temp＝Vote_org/2πR (1)

Vote_umtary＝Vote_temp/max(Vote_temp) (2)

其中，Vote_org為原始得票數(shù)；Vote_umtary為處理后的得票數(shù)；Vote_temp為處理過(guò)程的中間值；公式(1)的作用是考慮半徑不同的影響；公式(2)的作用是將得票數(shù)進(jìn)行歸一化處理，使每個(gè)參數(shù)組合的最終得票數(shù)在[0，1]范圍內(nèi)；

f.在上述步驟e得到的Hough變換的結(jié)果中進(jìn)行挑選，去掉不與圓形或類似圓形邊緣相對(duì)應(yīng)的參數(shù)組合，保留下來(lái)的各個(gè)參數(shù)組合對(duì)應(yīng)的圓形邊緣所確定的區(qū)域即為檢測(cè)到的淋巴結(jié)；Hough變換的問(wèn)題在于無(wú)法確定參數(shù)組合得多少票才能算作獲勝，為避免漏檢，應(yīng)將盡可能多的參數(shù)組合算作“獲勝”，然后利用原圖像信息判斷該參數(shù)組合是否對(duì)應(yīng)一個(gè)圓形邊緣，如不對(duì)應(yīng)，則去掉該參數(shù)組合；判斷Hough變換得到的參數(shù)組合是否與一個(gè)圓形或近似圓形二值邊緣相對(duì)應(yīng)的方法如圖3所示，選取參數(shù)組合對(duì)應(yīng)的圓的內(nèi)部、外部?jī)蓚€(gè)區(qū)域，其中1為參數(shù)組合對(duì)應(yīng)圓形邊緣內(nèi)部區(qū)域，2為參數(shù)組合對(duì)應(yīng)圓形邊緣外部區(qū)域，本實(shí)施例中圓形邊緣內(nèi)部、外部區(qū)域1、2的圓心為參數(shù)組合的(x_c，y_c)分量，圓形邊緣內(nèi)部區(qū)域1取半徑為R/2的圓，圓形邊緣外部區(qū)域2取半徑為1.2R～1.4R的圓環(huán)，分別求這兩個(gè)區(qū)域的平均灰度，如果二者的平均灰度差大于預(yù)先設(shè)定的參考灰度差，則該參數(shù)組合對(duì)應(yīng)一個(gè)圓形邊緣，否則不是；淋巴結(jié)在乳腺X射線圖像上的表現(xiàn)有空心和實(shí)心兩種，實(shí)心的是癌癥的轉(zhuǎn)移，而空心的不是，應(yīng)該去掉，用這種判斷方法，還能去掉空心淋巴結(jié)對(duì)應(yīng)的圓形邊緣；

h.顯示檢測(cè)結(jié)果：經(jīng)過(guò)上述各步驟，留下的每一個(gè)參數(shù)組合對(duì)應(yīng)一個(gè)檢測(cè)到的淋巴結(jié)。將每個(gè)參數(shù)組合對(duì)應(yīng)的外接圖形畫到圖像上，來(lái)標(biāo)出檢測(cè)到的淋巴結(jié)。若有兩個(gè)或多個(gè)外接圖形有部分重疊，可能是兩個(gè)或多個(gè)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病灶發(fā)生粘連所致，則將這些圖形合并成一個(gè)圖形顯示；如圖4(a)～(b)所示，其中圖4(a)顯示對(duì)典型的腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病灶進(jìn)行檢測(cè)的結(jié)果，圖4(b)對(duì)不易分辯的腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病灶進(jìn)行檢測(cè)的結(jié)果，圖4(c)顯示對(duì)發(fā)生粘連的腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病灶進(jìn)行檢測(cè)的結(jié)果，圖4(d)顯示檢測(cè)到實(shí)心淋巴結(jié)，且去除了白框所示的空心淋巴結(jié)，上述各顯示結(jié)果均用方框指示。

本發(fā)明方法不僅能為醫(yī)生確定發(fā)生病灶轉(zhuǎn)移的腋窩淋巴結(jié)的數(shù)量和位置提供依據(jù)，而且由于良性腫瘤不發(fā)生轉(zhuǎn)移，所以有助于判斷腫瘤的良惡性。