乳腺鉬靶診斷中的視覺感知研究.pdf

1、乳腺癌是危害中年婦女身體健康最常見的惡性腫瘤之一。在中國，婦女乳腺癌的發(fā)病率表現(xiàn)出持續(xù)的高增長，目前正以每年3％～4％的增長率急劇上升。鉬靶X線攝影由于其方便、經(jīng)濟(jì)、無創(chuàng)以及對早期無癥狀隱匿性乳腺癌有著良好的檢測效果，是目前臨床上乳腺癌檢測的主要手段。乳腺鉬靶CAD技術(shù)可以輔助醫(yī)生進(jìn)行診斷，目前已取得了許多進(jìn)展，但其檢測和分類腫塊的精度仍有待提高。過高的假陽性率限制了其在臨床上的應(yīng)用。因此，如何利用最新信息技術(shù)有效改進(jìn)乳腺鉬靶CAD技術(shù)

2、特別是提高腫塊的檢測精度成為一個有重要應(yīng)用價值的研究課題。
　　 醫(yī)生的視覺感知行為和醫(yī)學(xué)影像的診斷過程之間有著緊密的內(nèi)在聯(lián)系，通過分析醫(yī)生診斷過程中的視覺感知數(shù)據(jù)對提高CAD系統(tǒng)的診斷性能具有重要價值。本文分別從選擇性視覺注意模型和眼動感知信息分析兩個角度來證實(shí)良惡性腫塊所表現(xiàn)出的視覺差異性以及由此產(chǎn)生感知差異，試圖達(dá)到如下目的：(1)衡量視覺注意計算模型與放射科專家真實(shí)的診斷行為過程中感興趣點(diǎn)和感興趣區(qū)域在位置上的一致性；(

3、2)驗(yàn)證專家感知信息和計算模型分別進(jìn)行局部特征提取用于腫塊分類的有效性；(3)分析放射科專家在診斷腫塊良惡性時感知信息的分布在統(tǒng)計學(xué)上的差異性。這些工作對后續(xù)良惡性自動分析及診斷模式的建模起到推動作用。
　　 本課題研究工作建立在放射科專家臨床診斷乳腺銅靶病灶區(qū)腫塊良惡性時產(chǎn)生的眼動感知信息上，主要包含以下兩方面的內(nèi)容：
　　 一方面是基于視覺感知信息分析的腫塊分類研究。通過賦予放射科專家診斷腫塊良惡性的任務(wù)，采集專家在

4、任務(wù)時的眼動數(shù)據(jù)，經(jīng)預(yù)處理后，采用一種基于密度的聚類方法來實(shí)現(xiàn)感興趣點(diǎn)的捕獲，通過感興趣區(qū)域的計算，選擇和提取感興趣區(qū)域的局部特征用于分類器的訓(xùn)練和測試以探究局部特征用于腫塊分類的有效性。另外，由選擇性視覺注意模型產(chǎn)生顯著性點(diǎn)，引導(dǎo)感興趣區(qū)域圖像局部特征的提取，采用相同的分類器和分類器參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練和測試，最后根據(jù)分類率大小來客觀評價這兩種方法在腫塊分類問題上的有效性和差異性。
　　 另一方面是視覺感知信息的統(tǒng)計學(xué)分析方法。一般說

5、來，放射科專家在查看腫塊時具有主動選擇性注意，因此在腫塊不同方位上表現(xiàn)出的眼動感知信息應(yīng)該是存在差異的。通過對注視次數(shù)、停留時間、瞳孔直徑等眼動感知信息的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)分析方法，從整體描述出發(fā)，結(jié)合參數(shù)和非參數(shù)檢驗(yàn)方法證實(shí)了放射科專家在判斷腫塊為良性或是惡性時感知差異的存在。該結(jié)論有助于提高CAD系統(tǒng)診斷的智能性，并為后續(xù)更好地探索感知信息與決策診斷或知識集之間的關(guān)系等研究工作打下了堅實(shí)的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，具有一定的研究和應(yīng)用價值。