腫瘤計算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、東南大學(xué)博士學(xué)位論文腫瘤計算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究姓名：姜曉彤申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：生物醫(yī)學(xué)工程指導(dǎo)教師：羅立民20040501東南人學(xué)博士研究生論文A b s t r a c tT h e c a n c e rh a r m s t h ep e o p l e ’s h e a l t h g r e a t l y ，h o w e v e re a r l yd e t e c ta n dd i a g n o s

2、i s c a ni m p r o v et h es u r v i v a lr a t eo fc a n c e rp a t i e n t s ．M e d i c a lD e v i c eh a sb e e ng r e a t l yi m p r o v e di n r e c e n ty e a r s ．T h ei m a g er e s o l v i n gp o w e ra n di m a

3、 g i n gs p e e db e c o m eh i g h e ra n dh i g h e r ，t h ei m a g ec o n t a i n sm o r g a n dm o r e v a l u a b l ei n f o r m a t i o no f p a t i e n t ’so r g a n o rt i s s u e ．N e wi m a g i n gd e v i c e s

4、 , s u c ha sP E T 、f M R I e ta l ，w h i c h c a n d e t e c tt h e m e t a b o l i s m c h a n g e o f t h eb e d y ，a r em o r e a n d m o r e p e r f e c t ．T h e s eb r i n g g o o dc h a n c e s t o c a n c e r c o

5、 m p u t e r a i d e d —d i a g n o s i s s y s t e m ．M e d i c a l q u a n t i t a t i v ei m a g i n ga n a l y s i s i s o n eo ft h em o s tc h a l l e n g i n gr e s e a r c h t o p i c s i n i m a g i n gs c i e n

6、 c er e c e n f l y ．G e n e r a l l y ，t h i st e c h n i q u ec o n s t r u c t sp h y s i c s 、m a t h e m a t i c s m o d e lb a s e do nc f i n i c e x p e r i e n c e ，a b s t r a c t st u m o r v a l u a b l e f e

7、 a t u r e sb y c o m p u t e r i m a g e p r o c e s s i n g 、a r t i f i c i a li n t e l l i g e n c ee ta l ，t h e nf u s e sa l lv a l u a b l ef e a t u r e sa n d p h y s i o l o g i c a l d a t a o f p a t i e n

8、t st oa n a l y s ea n d d i a g n o s i st u m o r s ．T h i s d i s s e r t a t i o n m a k e s a r e s e a r c h o n t h e s y s t e m f r a m e o f T u m o r C o m o p u t e rA i d d e d - d i a g n o s i sS y s t e m

9、a n d s o m ek e yt e c h n i q u e s ，s u c ha st h es e g m e n t a t i o no fs o a k a g e t u m o r s ，t h ea n a l y s i s o f t h r e e ·d i m e n s i o n a l t u m o r s h a p e 、t h e a n a l y s i s o f t h

10、 r e e - d i m e n s i o n a l t u m o r t e x t u r e 、t h r e e ·d i m e n s i o n a lt u m o r s u r f a c er e c o n s t r u c ta n dt u m o u r g r o w t h m o d e l ，a r e d i s c u s s e dt h r o u g h l y ．A

11、 na u t o m a t i cs e g m e n t a t i o nm e t h o do fs o a k a g et u m o r ，w h i c hf u s e sC T a n dP E T i m a g e s ，i sp r e s e n t e d ．T h i sm e t h o dc a nc o n f i r mt h es e g m e n t a t i o nr e s u

12、l ti n c l u d et h ew h o l et u m o ra n dh i g h e rs p a c e r e s o l u t i o n ．M a k eat h r o u g hr e s e a r c ho nm u l t ip a r a m e t e r so p t i m i z a t i o na n dd e s i g nt w on e wo p t i m i z em e

13、 t h o d s ：( a ) T h e h y b r i d o p t i m i z a t i o n b a s e d o n c h a o d c s i m u l a t e d a n n e a l i n g a n d s i m p l e x s e a r c h ．( b )T h e s i m u l a t e da n n e a l i n g o p t i m i z a t i

14、 o nb a s e d o n s i m p l e x s e a r c h ．A n e wm e t h o do fl u n gt u m o ri d e n t i f i c a t i o nb a s e do nq u a n t i t a t i v et h r e e - d i m e n s i o n a ls h a p ea n a l y s i si sp r o p o s e d

15、．W ed e f i n e dt h r e et w o —d i m e n s i o n a ls h a p ed e s c r i p t o r sc o r r e l a t i n gw i t ht u m o rt y p ef r o md i f f e r e n tp o i n t so f v i e w ；t h e nf o u rt h r e e - d i m e n s i o n

16、a ls h a p ed e s c r i p t o r sw e r e d e f i n e da si n p u tw d u eo fR a d i a lB a s i sF u n c t i o nn e u r a l n e tt o r e a l i z et h ea u t o m a t i cc l a s s i f i c a t i o n o fl u n gt u m o t ．A n

17、a p p r o a c h w a s p m p o s e d f o rs u r f a c er e c o n s t r u c t i o nf r o m c o n t o u r sb a s e d o n s t r i n gm a t c h i n ga l g o r i t h m ．T h e e x p e r i m e n t r e s u l td e m o n s t r a t

18、e st h e v a l i d i t yo f t h e p r o p o s e d m e t h o d ．A m e t h o d i sp m p o s e d f o rt h r e e ·d i m e n s i o n a l ( 3 - D ) t e x t u r ea n a l y s i so ft u m o r C T d a t a s e t s ．I ti sb a s

19、 e d o n e x t e n d e d ，m u l t i s o r t c o —o c c u r r e n c e m a t r i c e s t h a t e m p l o y i n t e n s i t y ，g r a d i e n t a n da n i s o t r o p y i m a g ef e a t u r e s i n a u n i f o r m w a y ．B a

20、 s i c p r o p e r t i e s o f m a t r i c e s a s w e l l a s t h e i rs e n s i t i v i t ya n dd e p e n d e n c eo ns p a t i a l i m a g es c a l i n ga r ee v a l u a t e d ．T h ea b i l i t yo ft h es u g g e s t

21、e d3 - D t e x t u r ed e s c r i p t o r s i sd e m o n s t r a t e dv a l u a b l e f o rt u m o r d i a g n o s i s ．A s y s t e m f r a m ef o rt u m o r d i a g n o s i sb yt u m o r g r o w t hm o d e l i sp r o p

22、o s e d ．T h e g r o w t hr a t eo ft u m o r i s a s s o c i a t e d w i t h t u m o r p r o p e r t y c l o s e l y ．W e s t u d i e d a t h r e e - d i m e n s i o n a l c e l l u l a ra u t o m a t i o nf o rs i m u

23、l a t i o nr e a lt u m o r g r o w t ha n dg o ts o m e s i m u l a t e dt u m o r g r o w t hm e a s u r e sf o rt u m o r d i a g n o s i s ．P r i m i t i v ee x p e r i m e n tr e s u l td e m o n s t r a t e st h ev

24、 a l i d i t yo ft h i sm e t h o d ．K e y w o r d s ：c o m p u t e ra i d e dd i a g n o s i s ，t h es e g m e n t a t i o no fs o a k a g et u m o r s ，t h r e e —d i m e n s i o n a l ，t u m o r s u r f a c er e c o n