[发明专利]一种基于先验知识CT亚区影像组学的慢阻肺诊断装置

说明书

本发明公开了一种基于先验知识CT亚区影像组学的慢阻肺诊断装置，属于医学影像领域。该诊断装置包括：基于先验知识的亚区划分模块，用于根据肺内部CT值将患者CT肺部图像划分为三个亚区，其中，亚区一的肺内部CT值的范围为（‑1024，‑950）、亚区二的肺内部CT值的范围为（‑190，110）、亚区三的肺内部CT值的范围为（‑950，‑190）；特征提取模块，用于分别提取三个亚区的影像组学特征；并获取亚区一的LAA‑950I特征；分类模块，用于根据提取的特征区分病人是否患有慢性阻塞性肺疾病。本发明装置通过划分亚区，分别提取不同结构的特征，对提高慢阻肺的诊断效率有着更加积极的作用。

技术领域

本发明涉及医学影像领域，尤其涉及基于先验知识CT亚区影像组学的慢阻肺诊断装置。

背景技术

慢性阻塞性肺疾病,其特征是存在着不可逆的气流限制，是导致死亡的主要原因之一，同时慢阻肺患者发生原发性肺癌的风险也会增加。全世界有超过6500万人受到其影响。慢性阻塞性肺炎的早期诊断被证明对减缓其临床进展、提高患者的生活质量有着积极的作用。但是事实上，慢性阻塞性肺疾病的漏诊和误诊非常常见（约60%-86%）,这意味着许多慢性阻塞性肺病可能会错过最佳预防和治疗管理来减缓临床进展的机会。因此，慢性阻塞性肺炎的早期诊断是一个亟待解决的问题。

肺功能测试已经广泛识别和判别肺部气流受阻严重程度的方法，是慢阻肺判别的金标准。但是，肺功能测试中，一个轻微的疏忽可能导致很大的测试偏差。而定量CT被证明是评估慢性阻塞性肺炎的重要方法，可以降低误诊率，从而预防疾病进展、并发症、改善管理和早期死亡率。一系列研究表明，CT影像组学对慢性阻塞性肺炎的诊断、提高临床治疗能力、提供决策有着积极作用。而现有的CT影像组学特征提取，是将整个肺部当成一个整体进行分析和评估。 而实际上，肺内结构也是复杂的，包含了细小支气管、肺泡内空气、肺组织等不同的部分，而细小支气管阻塞、肺泡空气滞留是诊断慢阻肺的重要标准。因此，CT亚区影像组学，可以更细致地观察肺内不同结构，分别提取不同结构的特征，对提高慢阻肺的诊断效率有着更加积极的作用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，充分考虑肺内不同结构，提供了基于CT图像亚区影像组学特征的慢性阻塞性肺炎的诊断装置。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于先验知识CT亚区影像组学的慢阻肺诊断装置，包括：

亚区划分模块，用于根据肺内部CT值将患者CT肺部图像划分为三个亚区，其中，亚区一的肺内部CT值的范围为（-1024，-950）、亚区二的肺内部CT值的范围为（-190，110）、亚区三的肺内部CT值的范围为（-950，-190）；

特征提取模块，用于分别提取三个亚区的影像组学特征；并获取亚区一的LAA-950I特征；

分类模块，用于根据特征提取模块提取的特征区分患者是否患有慢阻肺病。

进一步地，所述影像组学特征具体为形状特征、纹理特征和/或统计特征。

进一步地，所述分类模块采用支持向量机（SVM）、决策树或逻辑回归分类模型。

进一步地，所述特征提取模块还用于提取亚区一的连通域特征，所述连通域特征为亚区一中连通域体积占图像中整个肺体积的百分比。

进一步地，所述连通域特征包括三个，分别为亚区一中根据体积从大至小排序为前三的连通域对应的连通域特征。

本发明装置的诊断过程为：

基于先验知识的CT亚区划分：将患者CT肺部图像划分成三个子区域；

特征提取：针对每个CT亚区都进行影像组学特征提取，同时还根据医学知识设计新的特征并进行提取，包括亚区一的LAA-950I特征和连通域特征；