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乳腺密度自动测量与乳腺癌术后他莫昔芬治疗预后方法

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科学技术与工程 2022年第28期22卷 12499-12504页

作者：李绘李姣黎浩江陈树超刘立志陈洪波桂林电子科技大学生命与环境科学学院桂林541001 中山大学肿瘤防治中心广州510060

乳腺癌严重威胁人类生命健康,乳腺癌患者手术后辅以他莫昔芬治疗是常用的治疗方法。然而患者治疗后仍然面临复发或转移的风险,所以需要有效的预后方法来预测疗效。为了探索一种基于钼靶X线影像的乳腺癌术后他莫昔芬治疗预后分析方法,通... 详细信息

乳腺癌严重威胁人类生命健康,乳腺癌患者手术后辅以他莫昔芬治疗是常用的治疗方法。然而患者治疗后仍然面临复发或转移的风险,所以需要有效的预后方法来预测疗效。为了探索一种基于钼靶X线影像的乳腺癌术后他莫昔芬治疗预后分析方法,通过基于通道注意力机制的压缩激励卷积神经网络(squeeze-and-excitation convolutional neural network,SE-CNN)方法研究钼靶X线影像中的乳腺密度自动提取模型,提出预后影像标志物:乳腺密度变化率(mammographic density change ratio,MDCR),并进行生存分析,研究其对乳腺癌术后他莫昔芬治疗的预后能力。结果表明:SE-CNN的阈值绝对误差为9.92±4.78,决对系数为0.77,表明所提方法能够准确提取阈值。生存分析中得到无进展生存期为风险比率(hazard ratio,HR):2.654[95%CI(置信区间),1.102~6.395],P=0.030。MDCR值高的患者预后较好,反之则较差。可见乳腺密度变化率可以作为乳腺癌术后他莫昔芬治疗预后影像标志物。

关键词：乳腺癌乳腺密度深度学习乳腺癌预后分析

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乳腺密度、年龄与乳腺癌发病风险的关系分析

临床放射学杂志 2022年第11期41卷 2037-2040页

作者：胡从依马文娟柳杰张连连路红天津医科大学肿瘤医院国家肿瘤临床医学研究中心天津市“肿瘤防治”重点实验室天津市恶性肿瘤临床医学研究中心乳腺癌防治教育部重点实验室300060

目的探讨不同年龄人群的乳腺密度与乳腺癌发病风险的相关性。方法回顾性分析行乳腺X线摄影检查并经病理确诊的乳腺癌患者1941例,以及相同时间内行相同设备检查无阳性发现的门诊体检患者1503例,分别作为实验组和对照组。所有患者的乳腺X... 详细信息

目的探讨不同年龄人群的乳腺密度与乳腺癌发病风险的相关性。方法回顾性分析行乳腺X线摄影检查并经病理确诊的乳腺癌患者1941例,以及相同时间内行相同设备检查无阳性发现的门诊体检患者1503例,分别作为实验组和对照组。所有患者的乳腺X线摄影原始图像经Quantra软件处理自动测量乳腺密度。采用Pearson相关性检验分析乳腺密度与年龄的相关性。采用Wilcoxon检验分析在乳腺癌患者与正常人群间乳腺密度的差异。结果随年龄增长,乳腺密度逐渐降低(r=-0.39,P乳腺癌患者的乳腺密度高于正常人群(P乳腺癌患者的乳腺密度低于正常人群(P乳腺密度与乳腺癌发病风险的关系随年龄而改变,对于年轻患者影响较显著。

关键词：乳腺密度乳腺癌乳腺X线摄影

基于乳腺密度自动测量的乳腺癌术后他莫昔芬治疗预后研究

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基于乳腺密度自动测量的乳腺癌术后他莫昔芬治疗预后研究

作者：李绘桂林电子科技大学

学位级别：硕士

乳腺癌严重威胁着全球女性的生命健康,他莫昔芬治疗常用于乳腺术后的辅助治疗,然而并不是所有患者都预后良好,即并不是对所有乳腺癌术后患者都能从他莫昔芬治疗中受益,因此研究乳腺癌术后他莫昔芬治疗预后对于患者选择治疗手段和疗效判... 详细信息

乳腺癌严重威胁着全球女性的生命健康,他莫昔芬治疗常用于乳腺术后的辅助治疗,然而并不是所有患者都预后良好,即并不是对所有乳腺癌术后患者都能从他莫昔芬治疗中受益,因此研究乳腺癌术后他莫昔芬治疗预后对于患者选择治疗手段和疗效判断有重要意义。乳腺癌术后他莫昔芬治疗预后中存在的问题是缺少直观易获得的生物标志物,本文提出乳腺密度变化值（Mammographic Density Change,MDC）、乳腺密度变化率（mammographic density change rate,MDCR）等因素作为预后影像标志物,并研究其预后有效性。为获取乳腺密度（Mammographic Density,MD）,本文搭建乳腺密度全自动测量模型,提出了两种不同数据类型的网络通过腺体灰度阈值回归的方式来实现乳腺密度的自动测量。获取MDC和MDCR后,采用生存分析方法来验证其是否能够作为乳腺癌术后他莫昔芬治疗的预后影像标志物。对于乳腺密度自动测量模型,主要是计算乳房图像中腺体组织的面积。本文提出腺体灰度阈值回归的方法来获取腺体面积,搭建两种网络结构来实现灰度阈值回归。第一种是SE-CNN（Squeeze-and-Excitation Convolutional Neural Network）,该网络采用多层卷积的模块化结构,通过加深网络深度来增强对腺体特征的提取能力,并引入通道注意力机制,学习所有通道中的对结果依赖度高、贡献大的通道特征,有效地提高了结果的准确度。第二种是图卷积网络（Graph Convolutional Network,GCN）,该网络的输入是图数据结构,这种结构能够学习特征之间隐含的信息。首先构建图数据,通过观察图像特征和先验知识,提取纹理、灰度梯度等特征,以特征为节点,以特征之间的相关性设置边,节点和边共同构成了图结构。接着搭建GCN,网络架构由图卷积层、图池化层、图注意力层和全连接层共同组成,在图卷积层节点的特征信息进行学习更新,在图池化层节点个数不断减少,而图注意力层则是有选择性地保留不能被其他节点表示的节点。这样节点信息经过层层传递,最终输出腺体的灰度阈值。与经典卷积神经网络Res Net50等作对照,SE-CNN的阈值绝对误差为9.92±4.78,决定系数为0.77,而GCN的阈值绝对误差为11.32±4.29,决定系数为0.71,Res Net50的阈值绝对误差为10.94±5.29,决定系数为0.70。结果分析表明SE-CNN在乳房图像腺体灰度阈值回归任务的表现优于GCN和Res Net50等其他神经网络。对于预后分析,本文提出两个预后影像标志物——MDC和MDCR,并通过生存分析的方法来验证其预后有效性。在依据科学的切割值来对被试患者分组时,通过R软件绘制密度图和限制性立方样条图来确定切割值,并以此值进行分组。结合K-M分析和Cox回归分析两种方法共同确定乳腺癌术后他莫昔芬治疗预后的独立影响因素。最终得到MDC的HR=2.401,95%CI,1.031-5.587,p=0.165（＞0.05）,MDCR的HR=2.654,95%CI,1.102-6.395,p=0.030（＜0.05）,该结果表明MDCR是乳腺癌他莫昔芬治疗患者发生转移或复发的独立危险因素,有良好的预后能力。本文提出的基于SE-CNN的乳腺密度自动测量模型很好地解决了乳腺密度准确计算的问题,在乳腺癌术后他莫昔芬治疗的预后分析中,MDCR的生存分析结果达到预后要求,可以作为该治疗手段的预后影像标志物。

关键词：乳腺癌乳腺密度灰度阈值回归预后分析预后影像标志物

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基于双视图的乳腺密度分割和量化分类研究

基于双视图的乳腺密度分割和量化分类研究

作者：胡敬宇西南科技大学

学位级别：硕士

截止到2018年,乳腺癌已位居女性癌症发病率首位,成为女性健康的首要敌人。经医学研究发现乳腺密度是造成乳腺异常的一个重要评估标准。乳腺钼靶X线图像因其能够有效发现早期乳腺癌病变成为乳腺疾病筛查首选,目前多数公开数据集也多以乳... 详细信息

截止到2018年,乳腺癌已位居女性癌症发病率首位,成为女性健康的首要敌人。经医学研究发现乳腺密度是造成乳腺异常的一个重要评估标准。乳腺钼靶X线图像因其能够有效发现早期乳腺癌病变成为乳腺疾病筛查首选,目前多数公开数据集也多以乳腺钼靶X线图像留存,同时乳腺钼靶X线图像在拍摄过程中容易出现伪影,单视图导致腺体丰富时容易发生重叠等问题导致乳腺密度筛查出现误差,使得多视图、高精度的乳腺密度分类成为临床所需。综合国内外研究可知提高乳腺密度分类的准确性主要存在三大难点,难点一:如何去除乳腺钼靶X线图像的内外侧斜位视图存在的无效区域胸肌,以及现有公开数据集乳腺钼靶X线图像数量不足的问题。难点二:如何解决乳腺钼靶X线图像中存在伪影导致乳腺密度的分割效果不佳的问题。难点三:如何解决由腺体重叠导致单视图中存在乳腺钼靶X线图线分类存在误差的问题。围绕着以上针对乳腺密度分类存在的三个难点,本文开展了以下的工作。(1)乳腺钼靶X线图像预处理及数据增强在INbreast公开数据库获取的乳腺钼靶X线图像中,真正的乳房区域只占一部分,无效背景区域提高了对于乳腺钼靶X线图像特征区域的读取。经医学研究发现乳腺密度是造成乳腺异常的一个重要评估标准,然而乳腺钼靶中存在背景伪影区域以及无效胸肌等部分严重影响乳腺密度分割和分类实验,因此本文通过图像预处理方式对乳腺钼靶X线图像进行输入前的处理准备,通过二值化、单连通区域分析法去除无效背景区域并裁剪出乳腺区域图像,最后对于其中内外侧斜位视角中存在的胸肌采用阈值法去除。对于深度学习所需大量数据集,然而本文采用的INbreast公开数据库中存在数据量不足的问题,本文将INbreast数据库中的410张图片数据增广至3200张图片,增广后模型能学习到更多乳腺特征的信息。(2)基于双注意力机制的乳腺密度分割本文提出了一种基于双注意力机制的U-Net深度卷积神经网络模型用于提高因存在内部伪影导致分割效果不佳的问题。首先将经过预处理的乳腺钼靶X线图像输入协同注意力模块,利用注意力机制对输入的乳腺钼靶X线图像的每个部位权重进行计算,多方位大范围获取感兴趣区信息。其次上采样特征融合过程中,将经过协同注意力模块处理过的浅层特征图与深层特征图进过注意门处理,生成权重分配给每个部分对局部特征进行进一步增强。最后将注意门处理过后的特征图与上采样后的特征图进行结合,再经过协同注意力模块,保持上采样过程中全程的特征加强,直至分割结束。改进后分割模型在乳腺密度中的平均分割指标可达:Dice相关系数(DSC)91.8%,交并比(IOU)指标85.8%,其中患癌率较高的致密性乳腺类型的DSC和IOU分别为98.4%和96.8%。有利于帮助医生对乳腺密度类别进行准确判断。(3)基于双视图的乳腺密度分类量化目前多数公开数据集以乳腺钼靶X线图像为主,腺体丰富时单视图容易存在乳腺重叠的问题导致乳腺密度筛查出现误差,因此多视图、高精度的乳腺密度分类成为临床所需。论文首先通过第四章的双注意力模块分割网络得到单视图乳腺密度分割结果。其次将头足位和内外侧斜位组成单侧乳房双视图,按照各占二分一比例通过本文提出基于像素级的乳腺密度量化方法得到乳腺密度百分比。最后将得到的结果同BI-RADS结果进行分类比较。实验结果表明,基于双视图的乳腺密度分类的使用大大提高了分类的准确性,对比于单视图双视图平均分类准确性提高了2.93%。因此双视图乳腺密度量化分类不仅能很好的解决单视图存在的问题,还提供给医护人员更加精准的分类结果。

关键词：乳腺钼靶X线图像乳腺密度卷积神经网络双注意力模块双视图量化分类

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乳腺密度与年龄、月经状态及乳腺癌的相关性

中国医学影像技术 2011年第8期27卷 1607-1609页

作者：秦乃姗王丹丹王霄英北京大学第一医院影像科北京100034

目的探讨乳腺密度与女性年龄、月经状态及乳腺癌之间的相关性。方法收集我院2009年6月—2010年7月数字乳腺X线摄影检查资料,包括确诊乳腺癌患者79例(乳腺癌组)和健康体检人群481名(对照组)。DR原始图像经R2工作站Quantra软件处理,计算... 详细信息

目的探讨乳腺密度与女性年龄、月经状态及乳腺癌之间的相关性。方法收集我院2009年6月—2010年7月数字乳腺X线摄影检查资料,包括确诊乳腺癌患者79例(乳腺癌组)和健康体检人群481名(对照组)。DR原始图像经R2工作站Quantra软件处理,计算机自动计算出乳腺密度。比较对照组双侧乳腺密度差异;对照组乳腺密度与年龄及月经状态是否具有相关性。比较乳腺癌组与对照组的乳腺密度差异。结果对照组双侧乳腺密度[右侧为(24.32±8.56)%;左侧为(24.06±8.49)%]差异无统计学意义。乳腺密度与年龄具有相关性(P乳腺密度降低;绝经人群的乳腺密度[(20.23±6.20)%]显著低于未绝经人群[(28.62±8.32)%,P乳腺密度在乳腺癌组高于对照组,但两者差异无统计学意义。结论乳腺密度随着年龄增长而逐渐减低,绝经女性乳腺密度低于未绝经女性。

关键词：乳腺密度乳腺肿瘤年龄因素月经状态

乳腺X线摄影和超声检查诊断疾病准确性及与女性体质量指数、乳房体积及乳腺密度的相关性研究

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中华放射学杂志 2017年第2期51卷 123-126页

作者：季宇郝玉娟刘佩芳邵真真刘君君天津医科大学肿瘤医院乳腺影像诊断科国家肿瘤临床医学研究中心天津市“肿瘤防治”重点实验室乳腺癌防治教育部重点实验室天津市恶性肿瘤临床医学研究中心 300060

目的探讨乳腺x线摄影和超声检查诊断疾病准确性及与女性体质量指数（BMI）、乳房体积及乳腺密度的相关性。方法回顾性分析经手术病理证实，且术前同时行乳腺X线摄影和超声检查的1101例女性患者资料。患者BMI为16．23～40．01kg／m^2,平... 详细信息

目的探讨乳腺x线摄影和超声检查诊断疾病准确性及与女性体质量指数（BMI）、乳房体积及乳腺密度的相关性。方法回顾性分析经手术病理证实，且术前同时行乳腺X线摄影和超声检查的1101例女性患者资料。患者BMI为16．23～40．01kg／m^2,平均（24．42＋3．45）kg／m^2。观察乳腺X线摄影和超声检查图像从而进行诊断。以病理结果为金标准，分析影像检查的诊断效能。依据影像结果，将患者分为诊断准确组、假阴性组与假阳性组。采用￡检验比较诊断准确组与假阴性组、假阳性组间BMI、乳房体积及乳腺密度的差异；采用Pearson法评价BMI与乳腺X线摄影测得的乳房体积及乳腺密度的相关性。结果乳腺X线摄影检查诊断准确组、假阴性组与假阳性组病例数分别为1011、40、50例，诊断敏感度、特异度和准确度分别为94．2％（655／695）、87．7％（356／406）和91．8％（1011／1101）；超声检查诊断准确组、假阴性组与假阳性组病例数分别为1006、34、61例，诊断敏感度、特异度和准确度分别为95．1％（661／695）、85．0％（345／406）和91．4％（1006／1101）。BMI与乳腺X线摄影测得的乳房体积呈正相关（r=0．562，P〈0．01），与乳腺密度间相关性差（r=-0．348，P〈0．01），乳房体积与乳腺密度间相关性低（r=-0．270，P〈0．01）。与诊断准确组比较，乳腺X线摄影假阴性组的乳腺密度较大，乳房体积和BMI较小，差异均有统计学意义（P〈0．05）；假阳性组与诊断准确组的乳腺密度、乳房体积和BMI差异均无统计学意义（P〉0．05）。超声检查假阴性组和假阳性组的乳腺密度、乳房体积和BMI差异均无统计学意义（P〉0．05）。结论低BMI、高乳腺密度及小乳房体积易造成乳腺X线上假阴性的诊断；BMI与乳房体积之间具有相关性，提示BMI具有间接反映乳房体积的潜在作用。

关键词：乳房X线摄影术超声检查体重乳腺密度乳房体积

乳腺X线检查过程中疼痛与乳腺密度及厚度等因素的相关性

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上海交通大学学报（医学版） 2010年第9期30卷 1062-1066页

作者：白佳媛何之彦董佳妮姚戈虹陈海曦李康安上海交通大学附属第一人民医院放射科上海200080

目的探讨女性乳腺X线检查过程中疼痛的发生率及其与乳腺密度、厚度等因素的相关性。方法分别由4名女技师(A～D)对上海市163名女性体检者进行常规乳腺摄影,检查后向受检者发放一份包含检查过程中疼痛程度、乳腺密度和厚度等21项问题的调... 详细信息

目的探讨女性乳腺X线检查过程中疼痛的发生率及其与乳腺密度、厚度等因素的相关性。方法分别由4名女技师(A～D)对上海市163名女性体检者进行常规乳腺摄影,检查后向受检者发放一份包含检查过程中疼痛程度、乳腺密度和厚度等21项问题的调查问卷,并对上述资料进行统计学分析。结果 65.6%受检者在检查过程中感觉疼痛,其中轻、中、重度疼痛分别占53.3%、33.6%和13.1%。中重度疼痛组中,乳腺密度>50%者占24.0%。不同疼痛等级间头尾位(CC)乳腺厚度差异有统计学意义(χ2=211.184,P乳腺厚度的增加,疼痛程度也呈现递增趋势。4名女技师(A～D)摄片时所致疼痛差异有统计学意义(χ2=24.867,P=0.015)。结论乳腺X线检查过程中疼痛的发生率较高,会影响女性定期乳腺体检及乳腺癌的筛查。乳腺密度是检查过程中疼痛发生的一个提示因素。对一些乳腺较敏感的检查者可以通过控制压迫程度来减轻疼痛;改善技师的态度以及定期对技师进行培训也是减轻疼痛切实可行的方法。

关键词：乳腺摄影乳腺密度乳腺厚度疼痛

数字化乳腺X线摄影评估乳腺密度、诊断乳腺癌的研究进展

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中国医学影像技术 2015年第10期31卷 1601-1604页

作者：胡从依柳杰刘佩芳天津医科大学肿瘤医院乳腺影像诊断科国家肿瘤临床医学研究中心天津市"肿瘤防治"重点实验室乳腺癌防治教育部重点实验室天津300060

乳腺密度是预测乳腺癌风险的一个指标,致密型乳腺与乳腺癌具有相关性,随着乳腺密度的增加,乳腺癌诊断敏感度下降,尤其是致密型乳腺,极大地降低了放射医师的阳性诊断率。数字化乳腺X线摄影技术可提高致密型乳腺乳腺癌的诊断敏感度。本文... 详细信息

乳腺密度是预测乳腺癌风险的一个指标,致密型乳腺与乳腺癌具有相关性,随着乳腺密度的增加,乳腺癌诊断敏感度下降,尤其是致密型乳腺,极大地降低了放射医师的阳性诊断率。数字化乳腺X线摄影技术可提高致密型乳腺乳腺癌的诊断敏感度。本文综述了数字化乳腺X线摄影对乳腺密度的评估及乳腺癌诊断率的影响。

关键词：乳腺密度乳腺肿瘤乳腺X线摄影技术

乳腺癌病人绝经前后血清25羟维生素D及骨钙素水平与乳腺密度相关性研究

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安徽医药 2022年第4期26卷 742-746页

作者：何雷沈冬明上海市宝山区罗店医院检验科上海201908

目的通过评估乳腺癌病人乳腺密度与25羟维生素D(25 hydroxyvitamin D,25-OH-VD)和骨钙素浓度之间的关系,为乳腺癌病人风险性评估提供科学依据。方法采用病例对照方法,纳入2017年6月至2018年12月在上海市宝山区罗店医院确诊乳腺癌病人108... 详细信息

目的通过评估乳腺癌病人乳腺密度与25羟维生素D(25 hydroxyvitamin D,25-OH-VD)和骨钙素浓度之间的关系,为乳腺癌病人风险性评估提供科学依据。方法采用病例对照方法,纳入2017年6月至2018年12月在上海市宝山区罗店医院确诊乳腺癌病人108例,其中绝经前病人53例,绝经后病人55例,按Wolfe方法分为低风险和高风险组,以高风险组乳腺癌病人为病例组,低风险组病人为对照组,收集病人基本信息、血清25-OH-VD及骨钙素等资料,分析绝经前后不同风险组乳腺癌病人血清学指标间相关性。结果绝经前、后病人的25-OH-VD和骨钙素分别是(49.41±3.84)nmol/L,(29.04±4.18)nmol/L和(4.27±1.65)μg/L,(14.35±2.42)μg/L,两组间25-OH-VD和骨钙素均差异有统计学意义(均P乳腺癌病人影像学风险模式与25-OH-VD(β=−0.547,P=0.004)和骨钙素水平有关(β=0.180,P=0.002);相关性分析显示,25-OH-VD和骨钙素在绝经前(r=−0.280)和绝经后(r=−0.557)的相关性均差异有统计学意义(均P乳腺癌病人发病风险有关,可作为乳腺癌风险评估的参考指标。

关键词：乳腺肿瘤乳房X线摄影术 25羟维生素D 骨钙素乳腺密度绝经前期绝经后期