基于消化道膠囊內(nèi)窺鏡影像的腫瘤檢測及其初步定位研究.pdf

1、消化道腫瘤是最常見的惡性腫瘤，嚴(yán)重地威脅著人類的健康，其發(fā)病率位居所有惡性腫瘤發(fā)病率的榜首，并且逐年升高，發(fā)病人群越來越趨于年輕化。如何更高效地診斷消化道腫瘤成為一個急待解決的社會問題。傳統(tǒng)的腫瘤檢測方式大部分具有創(chuàng)傷性，患者必須承受一定的痛苦。消化道膠囊內(nèi)窺鏡檢查這一消化道檢測領(lǐng)域的革命性突破，具有無痛、操作簡便、非侵入式、適用人群更廣的特點。但是，目前的膠囊內(nèi)窺鏡也還存在許多問題。首當(dāng)其沖的是膠囊內(nèi)窺鏡檢測產(chǎn)生的圖像數(shù)量巨大。逐張查

2、看這項枯燥又費時的工作對醫(yī)生來說是個不小的負(fù)擔(dān)。其次，消化道的病變圖像可能出現(xiàn)的位置不多而且不集中，醫(yī)生的疏忽會造成漏診的嚴(yán)重后果。為此，實現(xiàn)消化道膠囊內(nèi)窺鏡圖像的腫瘤檢測及腫瘤定位的自動化將會進(jìn)一步提升消化道膠囊內(nèi)窺鏡的實用性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴利用腫瘤的外形特征分割膠囊內(nèi)窺鏡圖像，并針對分割出的疑似腫瘤部位提出了基于頻率域幅度譜紋理特征的分類方法，判斷含有腫瘤組織圖像與“偽腫瘤”(被錯判的正常圖像)圖像的區(qū)別，從而確

3、定腫瘤是否存在。一般在膠囊內(nèi)窺鏡圖像中腫瘤組織比周圍正常組織亮度高，且形狀規(guī)則類似橢圓。于是在圖像預(yù)處理階段增強(qiáng)對比度使得腫瘤部位更突出。然后用水平集方法進(jìn)行圖像分割，并用橢圓擬合出形狀類似橢圓的區(qū)域，試圖單獨分割出腫瘤部位。這樣分割出的結(jié)果包含腫瘤部位，也會有部分“偽腫瘤”。再用基于頻率域幅度譜紋理特征的分類方法，確定腫瘤是否存在。⑵對消化道膠囊內(nèi)窺鏡圖像中檢測到的腫瘤進(jìn)行初步定位。這部分的主要創(chuàng)新之處在于對原始的韋伯局部特征(WLD

4、)作了改進(jìn)，使之魯棒性更好。另外提出了一種兩階段定位幽門的方法。該研究只針對腫瘤的初步定位，即定位腫瘤出現(xiàn)在哪個消化道器官(食道，胃，腸)，并根據(jù)腫瘤圖像與消化道器官的分界相隔的距離，判斷腫瘤大概分布在消化道的哪一段。這部分的技術(shù)難點是確定消化道器官的分界點賁門、幽門。賁門定位相對簡單，利用 HSI顏色特征，根據(jù)圖像內(nèi)有效子區(qū)域的個數(shù)便可以定位出賁門位置。幽門的定位則分為兩個階段。初步定位幽門階段，根據(jù)膠囊進(jìn)入相鄰的消化道器官時拍攝到的