[发明专利]一种基于影像组学的肿瘤分型系统

说明书

本发明提供一种基于影像组学的肿瘤分型系统，包括：病灶区域提取，用于提取病灶数据；异质区域提取，采用聚类方法提取出该病灶数据中所有的初始异质区域，然后根据类簇在图像上的连通性和像素个数判定最后的聚类结果，找出多个异质区域；参数向量提取，提取每一个异质区的形态、状态等参数；分型组提取，采用聚类方法对每一个异质区进行类簇划分得到多个类别。新病灶分型判定，用来判断新病灶每一个异质区分型属于哪一类型。新病灶分型结果，用来输出新病灶分型结果。本发明的肿瘤分型系统，其具有无创性、非介入、可重复等优点，且其分析对象基于全部病灶组织，信息全面性高。

技术领域

本发明属于医学图像处理技术领域，具体涉及一种基于影像组学的肿瘤分型系统。

背景技术

随着人类平均寿命的延长，癌症对人类的威胁日益突出，已经成为我国城乡居民的第一位死因。以乳腺癌为例，乳腺癌是指乳腺导管上皮发生的恶性肿瘤，为妇女最常见的恶性肿瘤之一，发病率为23/10万，占全身各种恶性肿瘤的7～10％，发病高峰在45-55岁之间，且呈逐年上升的趋势，尤其沪、京、津及沿海地区是我国乳腺癌的高发地区。乳腺癌筛查和早诊制度的建立能有效降低死亡率，更得益于近年来不断发展的分子生物学技术和综合诊疗规范化水平的提高。

肿瘤分型是对肿瘤进行诊断、判断预后、选择治疗方法以及进行各项研究的基础，因此，建立准确有效的肿瘤分类体系是关键。迄今为止，肿瘤的分类主要还是以组织病理学为基础的形态学分类(即：病理分型)。恶性肿瘤在分子水平上高度异质，形态相同的肿瘤其分子遗传学改变未必一致，从而导致肿瘤的预后及对治疗的反应差别很大。因此，研究者还提出了基因分型、临床分型、免疫组化分型等方法，以便能更精确的判断肿瘤的生物学行为、估计预后并选择或研究更有针对性的个性化治疗方法。常见几种肿瘤分型划分方法：

病理分型：根据病理分型将乳腺癌分为非浸润性癌、早期浸润癌、浸润癌。国际WHO组织分类为非浸润性癌和浸润性癌。

基因分型：采用基因微阵列分析技术将乳腺癌分为Luminal A型、Luminal B型、HER-2过表达型、Basal-like基底样型和Normal-like正常细胞样型。

临床分型：临床常见的分类包括激素受体阳性、HER2/neu受体阳性、三阴性乳腺癌(ER、PR、HER2/neu均为阴性)。

免疫组化分型：根据ER、PR、HER-2和Ki-67进行分类为官腔上皮型、HER2过表达型和基底样型。

乳腺癌是一类高度异质性肿瘤，组织学形态多种多样。异质性肿瘤是指肿瘤在生长过程中，经过多次分裂增殖，其子细胞呈现出分子生物学或基因方面的改变，从而使肿瘤的生长速度、侵袭能力、对药物的敏感性、预后等各方面产生差异。简单说就是同一肿瘤中可以存在有很多不同的基因型或者亚型的细胞。因此同一种肿瘤在不同的个体身上可表现出不一样的治疗效果及预后，甚至同一个体身上的肿瘤细胞也存在不同的特性和差异。乳腺癌的异质性决定了各亚型特有的临床病理学特点，也决定了各亚型的预后。乳腺癌的发生发展不仅在病理方面有异质性，在遗传及基因表型等方面也有异质性，因此，病理类型结合免疫组化分型已成为目前乳腺癌诊断的常规手段。

虽然上述分类方法对乳腺癌的预后判断和治疗方案的选择具有较高的指导价值，且基因表达谱和基因芯片为基础的乳腺癌基因分型虽初步能反映肿瘤的生物学行为，但仍存在一定问题。乳腺癌异质性的存在，其在组织形态、免疫表型、生物学行为及治疗反应上存在着极大的差异。临床病理诊断，一般采用穿刺或手术活检，不仅对身体造成创伤，还表现出一定的局限性，同区域病理形态可能不同，不同区域其分化程度可能差别很大；同理，乳腺癌异质性也可能使得通过基因芯片技术得到的分子分型和免疫组化法检测结果不完全一致。因此，人们期待找到能够通用的分型方法，以用于指导临床，为解决肿瘤的异质性提供理论依据，为患者提供更好的个体化治疗方案都具有非常重要的意义。

发明内容