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虚拟膀胱镜技术在非肌层浸润性膀胱癌手术分型中的初步应用

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现代泌尿生殖肿瘤杂志 2024年第3期16卷 144-148页

作者：夏启东孟晓岩胡恒龙宋文胡嘏李凡叶章群李震王少刚刘征华中科技大学同济医学院附属同济医院泌尿外科武汉430030 华中科技大学同济医学院附属同济医院放射科武汉430030

目的浅探基于超薄磁共振灌注成像三维重建的虚拟膀胱镜检查在非肌层浸润性膀胱癌(NMIBC)患者手术分型中应用的可行性。方法回顾性分析2020年7月至8月收治的3例NMIBC患者的资料。术前均行超薄磁共振灌注成像,在获得患者知情同意后采集检... 详细信息

目的浅探基于超薄磁共振灌注成像三维重建的虚拟膀胱镜检查在非肌层浸润性膀胱癌(NMIBC)患者手术分型中应用的可行性。方法回顾性分析2020年7月至8月收治的3例NMIBC患者的资料。术前均行超薄磁共振灌注成像,在获得患者知情同意后采集检查数据,使用3D交互式医学影像控制系统Mimics对影像进行三维重建构建高精度的虚拟膀胱镜模型,在术前用于激光切除术的手术规划。结果3例手术均顺利完成,手术时间分别为20、55、60 min。术后病理报告切缘均为阴性,围手术期3例患者均无Clavien-DindoⅡ级及以上的并发症。术后2~7d恢复出院,其中1例为高级别尿路上皮癌,术后1个月定期行卡介苗灌注治疗,另外2例均为低危NMIBC,术后定期行吉西他滨或沙培林维持灌注,定期随访至今,3例患者均无复发。结论基于超薄磁共振灌注成像的高精度虚拟膀胱镜技术对于NMIBC患者的激光切除术前预分割、减少手术时间有临床辅助意义,同时有待未来进行前瞻性队列研究来明确术前虚拟膀胱镜技术的应用是否有助于降低NMIBC患者的术后复发率。

关键词：虚拟膀胱镜非肌层浸润性膀胱癌多参数磁共振激光切除术并发症

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MRI图像的虚拟膀胱镜三维显示技术

中国医学物理学杂志 2010年第4期27卷 2008-2012,2023页

作者：李尧段侪杰袁克虹清华大学生物医学工程系北京100084 清华大学深圳研究生院广东深圳518055

目前对于膀胱癌的诊断最准确可靠的方法是光学膀胱镜,但光学膀胱镜是一种有创的检测方法,价格昂贵视野有限,不适合作为常用的筛查方法。我们希望使用基于医学影像和图像处理方法的虚拟膀胱镜技术实现对光学膀胱镜的有效替代。本文使用T... 详细信息

目前对于膀胱癌的诊断最准确可靠的方法是光学膀胱镜,但光学膀胱镜是一种有创的检测方法,价格昂贵视野有限,不适合作为常用的筛查方法。我们希望使用基于医学影像和图像处理方法的虚拟膀胱镜技术实现对光学膀胱镜的有效替代。本文使用T1加权的MRI膀胱图像,对水平集方法分割后的膀胱壁图像使用marching cubes算法进行面绘制,并对得到的三角网格做简化和平滑处理,利用vtk平台实现虚拟膀胱镜的显示。实验结果表明使用该方法可以成功实现膀胱壁的3d显示,方便医生诊断。

关键词：虚拟膀胱镜 T1加权的MRI图像 marching cubes VTK

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基于医学影像的虚拟膀胱镜技术

中国医学物理学杂志 2010年第2期27卷 1712-1715页

作者：段侪杰田珍 Zhenrong Liang 包尚联清华大学生物医学工程系＆深圳研究生院北京100084 State University of New York at Stony Brook NY 11794 北京大学医学物理和工程北京市重点实验室北京100871

目的:虚拟膀胱镜技术是利用医学影像和计算机技术相结合来替代现有光学膀胱镜一种行之有效方法。该技术与光学膀胱镜一样,可以作为常用的一种膀胱癌早期检查和定位的手段,同时也可以避免费光学膀胱镜的费用昂贵、有创、容易造成出血、... 详细信息

目的:虚拟膀胱镜技术是利用医学影像和计算机技术相结合来替代现有光学膀胱镜一种行之有效方法。该技术与光学膀胱镜一样,可以作为常用的一种膀胱癌早期检查和定位的手段,同时也可以避免费光学膀胱镜的费用昂贵、有创、容易造成出血、尿道感染、甚至还有可能造成膀胱洞穿的危险等问题。方法:虚拟膀胱镜技术首选CT或者MRI作为其成像模态,得到清晰的膀胱结构或(和)功能图像信息,对膀胱进行手动或自动分割,并在此图像分割的基础上,对膀胱进行三维重建,进行面绘制,实现对膀胱原始形状的还原和表达。另外,通过对图像进行有效特征的提取,并将特征在重建后的三维膀胱上进行表达,更直观地为医生提供更多的诊断信息。结果:虚拟膀胱镜技术的应用可以解决光学膀胱镜检查有创的这一问题,并且能够为医生提供更多有效的诊断信息和更便利、灵活的检查方式。结论:虚拟膀胱镜对膀胱癌进行早期筛查和复查有着很大的临床价值和广阔的应用前景。而其研究正处于起步阶段,距离临床应用仍有距离。其临床意义和商业价值有待进一步挖掘。

关键词：膀胱癌光学膀胱镜虚拟膀胱镜膀胱壁分割特征提取

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磁共振虚拟膀胱镜中膀胱壁分割与壁厚估算

清华大学学报（自然科学版） 2010年第9期50卷 1445-1448页

作者：段侪杰田珍梁正荣包尚联袁克虹清华大学深圳研究生院生物医学工程研究中心深圳518055 美国纽约州立大学石溪分校纽约ny11794 北京大学医学物理和工程北京市重点实验室北京100871

针对虚拟膀胱镜系统研发中膀胱异常病变有效特征提取问题,设计一种基于水平集框架的、对T1加权的磁共振膀胱图像中的膀胱壁分割和膀胱壁厚度计算方法。分割过程使用局部对比度信息构造图像能量,引导2个水平集函数对膀胱壁内、外边界进... 详细信息

针对虚拟膀胱镜系统研发中膀胱异常病变有效特征提取问题,设计一种基于水平集框架的、对T1加权的磁共振膀胱图像中的膀胱壁分割和膀胱壁厚度计算方法。分割过程使用局部对比度信息构造图像能量,引导2个水平集函数对膀胱壁内、外边界进行分割。通过模拟等势面间电场线的分布,构造路径积分距离计算膀胱壁的厚度。将膀胱壁厚数值映射到伪彩色空间,并对重建的3-D膀胱模型进行渲染。选用10套临床数据检验算法,包括志愿者和病人数据。结果证明:该方法能够实现对膀胱壁的自动分割和厚度计算,能有效捕捉到病人数据中的壁厚异常变化,并在3-D膀胱模型上显示这些异常,为虚拟膀胱镜检查提供可靠的依据。

关键词：图像处理虚拟膀胱镜局部自适应能量路径积分距离水平集

基于纹理特征与高性能分类器的计算机辅助检测

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基于纹理特征与高性能分类器的计算机辅助检测

作者：吴智德第四军医大学

学位级别：硕士

计算机辅助检测(Computer-aided detection, CAD)是指用数字图像处理技术和计算机视觉技术等,帮助医生解读海量图像,获得有价值的诊断信息。CAD系统不仅有助于提高医生诊断的敏感性和特异性,加快判读速度,减轻医生工作量,而且能在一定... 详细信息

计算机辅助检测(Computer-aided detection, CAD)是指用数字图像处理技术和计算机视觉技术等,帮助医生解读海量图像,获得有价值的诊断信息。CAD系统不仅有助于提高医生诊断的敏感性和特异性,加快判读速度,减轻医生工作量,而且能在一定程度上解决人工判读中不同医生之间经验、标准不一致等问题。随着虚拟内窥镜(Virtual Endoscopy, VE)的临床应用,CAD技术得到了广泛关注,检测的敏感度和特异度也在不断地提高。目前,大部分用于VE的CAD都是基于几何特征,虽然能反映形态上的变化,但无法有效区分形态近似的可疑区域,如检测结肠息肉时,难以区分与息肉形态类似的皱褶、宿便等,检测的假阳性率较高;另外,基于几何特征的检测无法反映病变组织与正常组织密度分布的变化,很难获得一些关键特征或诊断指标,如膀胱肿瘤浸润壁组织的深度,来判断肿瘤分期。研究表明,纹理能有效反映病变和正常组织的差异。同时,高性能分类器具有良好的判别性能,如将二者进行有效结合,有望提高CAD系统的检测性能,降低结肠息肉的假阳性率,实现对膀胱肿瘤及其浸润深度的检测。针对上述问题,本文主要开展了以下研究: 1)基于MRI图像的膀胱肿瘤及浸润深度CAD研究膀胱肿瘤是一种常见的恶性肿瘤,多发于老年人且复发率极高。目前的虚拟膀胱镜主要基于CT/MRI图像,实现膀胱内部结构的三维成像,但无法对膀胱肿瘤及浸润壁组织的深度进行有效检测。前期研究结果表明膀胱肿瘤组织和壁组织之间的图像纹理存在明显差异,本文首先对纹理特征进行深入分析,筛选出有效特征,并提出小区域纹理特征的提取方法。在此基础上,改进分类器设计,并结合提出的基准单元标记方法,建立了基于MRI图像的膀胱肿瘤及浸润深度CAD系统。对16位膀胱肿瘤患者MRI数据的检测实验表明,与术后病理结果对照,56幅检测图像中,46幅系统判断正确,正确率为82.1%,敏感度为82.2%;16位患者中,分期判断正确者15人,正确率为93.8%。表明基于纹理特征和BPNN分类器的CAD系统,可初步实现膀胱肿瘤边界的划分和浸润深度的标记。为膀胱肿瘤的无创检测提供了新的可能手段。 2)基于3D纹理特征的结肠CAD研究结肠癌的发病率和致死率均位居恶性肿瘤第三,且在我国呈上升趋势,迫切需要无创的检测及筛查手段。目前虚拟结肠镜中结肠息肉的检测大都基于几何特征,难以消除皱褶、宿便等的影响,检测的假阳性较高。本文结合息肉组织和其他组织间的纹理差异,改进息肉检测CAD框架,基于三维感兴趣区域(Ellipsoid region of interest,eROI)模型,提取3D纹理特征,并结合改进的分类器,对不同纹理特征的组合进行分析判别。基于13套NIH结肠CT数据的实验结果表明,由22个呈正态分布的3D纹理特征组成的特征向量与改进SVM分类器的组合性能最佳;当检测敏感度为100%时,特异度达到了89.3%;初步表明3D纹理特征在结肠息肉检测中的优势。

关键词：计算机辅助检测纹理特征分类器虚拟膀胱镜虚拟结肠镜

基于MRI影像的膀胱肿瘤三维形态变化的初步研究

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医疗卫生装备 2014年第3期35卷 1-6页

作者：张曦刘洋张国鹏卢虹冰第四军医大学生物医学工程学院西安710032

目的:从膀胱的MRI影像中挖掘膀胱壁的厚度变化信息和形状变化信息,为膀胱肿瘤的计算机辅助诊断提供理论依据。方法:获取膀胱核磁共振图像并进行膀胱壁的手工分割,计算与分析膀胱壁的三维厚度值、相对厚度值及其导数变化,并结合形状指数... 详细信息

目的:从膀胱的MRI影像中挖掘膀胱壁的厚度变化信息和形状变化信息,为膀胱肿瘤的计算机辅助诊断提供理论依据。方法:获取膀胱核磁共振图像并进行膀胱壁的手工分割,计算与分析膀胱壁的三维厚度值、相对厚度值及其导数变化,并结合形状指数找出膀胱壁组织与肿瘤组织的形状变化趋势。结果:患者与志愿者之间的膀胱壁的三维厚度值存在统计学差异:当某体素的相对厚度值NBWT>1.5时,位于肿瘤主体区域的可能性很大;当某体素的相对厚度值的导数为>0.1或膀胱壁的三维厚度、相对厚度和形状指数可作为区分膀胱壁的正常组织和肿瘤组织的特征指标。

关键词：膀胱肿瘤 MRI 虚拟膀胱镜三维形态特征