[发明专利]一种PET图像鼻咽癌瘤内异质性的定量刻画方法

说明书

本发明属于医学图像分析领域，具体为一种PET图像鼻咽癌瘤内异质性的定量刻画方法。本发明包括：获取患者的PET/CT扫描数据，将其转换为标准摄取值(SUV)图像；对鼻咽部原发病灶进行三维分割；对病灶进行离散化处理，对处理后的病灶构建4种影像组学矩阵，并全面考虑矩阵构建过程中的对称性、平均策略、距离、邻域个数以及窗宽尺寸5种参数设置；从构建好的矩阵中提取415个纹理特征，结合5个传统SUV特征以实现瘤内代谢异质性的定量刻画。本发明通过充分挖掘无创的PET图像所蕴含的信息，更加全面地刻画了鼻咽癌的瘤内代谢异质性，为医生实现精准鼻咽癌鉴别提供了定量的评估指标。

技术领域

本发明涉及医学图像分析技术领域，具体涉及一种PET图像鼻咽癌瘤内异质性的定量刻画方法。

背景技术

鼻咽癌是一种多发于中国华南地区的地方特色病，每10万人中，可高达30人发病。¹⁸F-FDG PET/CT已被广泛用于鼻咽癌的检查，然而，由于良性的炎症病变组织通常也会表现出较高的葡萄糖摄取，影像科医生通过肉眼观察病灶的代谢强度及解剖形态无法实现瘤内异质性图像区域的定量刻画。因此早期鼻咽癌的鉴别易受炎症病变的干扰，导致特异性不足85％，其确诊仍然依赖于有创伤的组织病理活检。纹理特征已在多种癌症的诊断、疗效评估以及预后预测等方面展现出其潜在价值。然而，现有技术对于纹理矩阵的构建方法较为单一，并未全面考虑到矩阵构建过程中对称性、平均策略、距离、邻域个数、窗宽尺寸等参数设置的影响，极大地限制了瘤内异质性定量刻画的充分性和全面性。因此，充分挖掘无创的PET图像所蕴含的信息，实现鼻咽癌瘤内异质性的定量刻画甚为必要。

发明内容

鉴于上述技术背景，本发明的目的在于提供一种PET图像鼻咽癌瘤内异质性的定量刻画方法。

本发明的上述目的通过如下技术手段实现：

提供一种PET图像鼻咽癌瘤内异质性的定量刻画方法，包括：

(1)获取目标对象PET/CT扫描的DICOM格式的原始图像，并对所述原始图像进行预处理；

(2)在处理后的标准摄取值图像上进行鼻咽部原发病灶三维分割；

(3)对分割好的三维病灶进行SUV灰阶离散化处理；并采用多种参数设置构建纹理矩阵；

(4)从纹理矩阵提取纹理特征，进行瘤内异质性定量刻画。

优选的，所述的获取目标对象PET/CT扫描的DICOM格式的原始图像，并对所述原始图像进行预处理包括：对PET图像进行插值，与CT图像配准融合，并采用式(1)将PET活度图转换为标准摄取值图像：

优选的，步骤(2)具体是采用SUV>2.5的阈值进行初始分割，然后再调整得到最后的3D分割病灶。

优选的，步骤(3)中的SUV灰阶离散化处理，采用式(2)：

其中，SUV(x)表示体素x的标准摄取值，B表示离散化间距，取0.1，SUV_Dis(x)表示体素x离散化之后的标准摄取值。

优选的，步骤(3)中构建纹理矩阵，具体包括四种矩阵，分别为灰度共生矩阵、灰度游程矩阵、灰度区域尺寸矩阵和邻域差分矩阵。

优选的，灰度共生矩阵构建过程中包含对称性、平均策略和距离三个参数，灰度游程矩阵构建过程中包含平均策略参数，灰度区域尺寸矩阵构建过程中包含邻域个数参数，邻域差分矩阵构建过程中包含窗宽尺寸参数。