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生物医学工程学杂志 2022年第2期39卷 390-397页

作者：王致诚何冰冰张榆锋李支尧姚瑞晗黄凯云南大学信息学院电子工程系昆明650091 昆明医科大学第三附属医院超声科昆明650118

早期筛查是降低乳腺癌死亡率的重要手段。为了解决偏远、贫困地区医疗资源有限导致乳腺癌筛查率较低的问题,本文设计了一种基于便携式超声clarius的乳腺癌辅助筛查系统。该系统在移动终端上对B超图像的肿瘤区域进行自动分割,在云服务器... 详细信息

早期筛查是降低乳腺癌死亡率的重要手段。为了解决偏远、贫困地区医疗资源有限导致乳腺癌筛查率较低的问题,本文设计了一种基于便携式超声clarius的乳腺癌辅助筛查系统。该系统在移动终端上对B超图像的肿瘤区域进行自动分割,在云服务器上利用超声射频数据进行肿瘤的良、恶性自动分类。本文研究实验结果表明,该系统对乳腺肿瘤分割准确率达到98%,良、恶性分类准确率达到82%,系统准确可靠。该系统架设方便、操作简单,便于偏远、贫困地区的患者进行乳腺癌早期筛查,有利于客观地对病情做出判断,是国内乳腺癌辅助筛查系统在移动终端上的首次实现。

关键词： clarius便携式超声超声射频数据乳腺癌筛查计算机辅助系统

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便携式超声乳腺癌辅助筛查系统的设计与实现

便携式超声乳腺癌辅助筛查系统的设计与实现

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作者：王致诚云南大学

学位级别：硕士

乳腺癌已经成为女性癌症发病率之首,在罹患乳腺癌的早期发现并加以治疗,可以显著降低死亡率。超声因其具有无创性、无辐射性、穿透深度、检测费用相对便宜等优势,成为乳腺癌的首选检测方法。而传统超声检测设备由于其价格昂贵,并且设备... 详细信息

乳腺癌已经成为女性癌症发病率之首,在罹患乳腺癌的早期发现并加以治疗,可以显著降低死亡率。超声因其具有无创性、无辐射性、穿透深度、检测费用相对便宜等优势,成为乳腺癌的首选检测方法。而传统超声检测设备由于其价格昂贵,并且设备体积庞大,运输困难,因此只能在固定的地方使用,应用场景受限,并且只能简单地生成被测部位的图像,后续的病情还需要专业医生的诊断,不便于偏远、贫困地区使用。超声检测根据其诊断方式不同又可分为人工诊断和计算机辅助诊断,人工诊断具有一定的主观性,往往很依赖于医生的临床经验。现有计算机辅助诊断仍处于实验室理论阶段,没有结合超声设备、移动设备等进行应用。无论是人工诊断还是计算机辅助诊断,现有的技术都是根据B超图像进行判断,低质量的B超图像会导致图像模糊、边界丢失,严重影响诊断的准确率。针对以上问题,本文设计了一种便携式超声乳腺癌辅助诊断系统,由前端的clarius无线探头、移动终端,以及后端的云服务器组成。首先由便携式超声探头采集射频(Radio Frequency,RF)数据,通过无线网络传输至手机等移动终端。其次,在移动终端上将获取到的RF数据生成B超图像,通过图像分割算法对图像进行肿瘤边界的精确分割,并可以手动调整分割区域。最后,将分割出的肿瘤区域内的RF数据传输至云服务器上,使用RF数据通过分类器将良、恶性肿瘤进行分类,最终诊断结果返回至移动终端,实现计算机辅助诊断。主要研究内容如下:1、基于波兰科学院基础技术研究所构建的乳腺超声公开数据库(Open Access Series of Breast Ultrasonic Data,OASBUD),使用基于最大类间方差(OTSU)的活动轮廓(snake)模型对乳腺癌B超图像进行分割,分割准确率达到98%,与医生标定的分割结果相似。2、基于OASBUD数据库,提出使用乳腺癌RF数据的熵、纵横比、似圆度、平均标准径向长度这四个特征参数进行分类,使用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)分类器,分类准确率达到82%,对乳腺癌良、恶性肿瘤具有较好的分类效果。3、使用C++语言通过Qt-creator集成开发环境开发出一套乳腺癌辅助诊断系统,该系统调用Java、MATLAB、Open CV等程序接口,将上述算法部署到移动终端,生成可供电脑直接执行的.exe文件以及可供手机安装的.apk文件,能够可视化的显示出肿瘤区域以及良、恶性诊断结果。本文设计的系统实现了乳腺癌的便捷、准确的诊断,不仅携带方便、操作简单、稳定性高、抗干扰能力强,并且将乳腺病灶区域以及诊断结果可视化,提供诊断报告单,便于非专业人士对病情做出直观的判断。同时也提供了临床上常用的一些诊断特征参数,也便于专业医生做进一步的判断,有望于增加偏远地区的乳腺癌筛查次数和准确率,降低乳腺癌的死亡率。

关键词： clarius便携式超声超声射频数据乳腺癌筛查计算机辅助系统

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