【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可用于瘤周微环境异质性可视化及定量量化的算法。
技术介绍
1、肿瘤存在强异质性。异质性的存在使得不同患者的治疗响应、临床预后等存在显著差异，这对临床管理带来巨大挑战。另一方面，近年来的一些研究成果也提示了：通过立足瘤内异质性(intra-tumoral heterogeneity，ith)，将有助于发现新颖的预后因子，设计个性化治疗方案等。因此越来越多的研究者聚焦于探讨评估ith带来的潜在价值和机遇。遗憾的是，当前基于影像学评估ith的技术策略非常有限。再者，瘤周微环境的改变往往处于介导肿瘤侵袭的信号通路上游。目前鲜有研究关注瘤周异质性(peri-tumoralheterogeneity，pth)，也欠缺评估pth的影像学方法。如能基于医学影像设计用于定性、定量可视化及量化pth和ith的方法，则有助于提供新颖的医学影像整段标记物，从而在肿瘤诊断，病理评估中提供独特的价值。
2、生境指的是具有相似生理、代谢、功能、遗传等特性的组织簇。生境成像是一种新兴的影像学技术。通过将肿瘤划分为多个具有相似特性的生境，可用于揭示肿瘤的成分构成。肿瘤的成分构成在本质上也是肿瘤异质性的一种体现。因此基于肿瘤生境成像获取的瘤内及瘤周成分构成差异性，有望作为ith及pth可视化及量化的有效思路。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是：提出一种可同时对肿瘤ith和pth可视化及定量量化的算法，为临床诊断评估提供新的借鉴和思路。
2、为了达到上述目的，本专利技术的技
3、步骤1、获得磁共振图像后，对其进行预处理；
4、步骤2、在磁共振图像的m个成像序列上沿肿瘤边缘绘制感兴趣体积，再基于分割的感兴趣体积对不同范围的n个瘤周组织进行分割，m≥1，n≥1，其中，感兴趣体积为瘤内组织；
5、步骤3、对瘤内组织和瘤周组织中的每个生境进行特征提取，获得各个生境中的不同纹理特征；
6、步骤4、基于同一个纹理特征在不同生境中取值的差异性，计算得到代表每个纹理特征在各个生境中分布不均匀性的可量化的异质性参数，采用该异质性参数作为pth和ith的量化指标。
7、优选地，步骤1中，对磁共振图像的预处理包括将磁共振图像的各个成像序列的体素重采样至预定大小后，进行归一化处理。
8、优选地，步骤2中，基于分割的感兴趣体积应用图像膨胀算法对n个瘤周组织进行分割。
9、优选地，步骤2中，n个瘤周组织为3毫米、5毫米和7毫米的瘤周组织。
10、优选地，步骤4中，为每个成像序列中的瘤内组织以及不同瘤周组织获得所述异质性参数。
11、优选地，步骤4中，第i个纹理特征的异质性参数表示为异质性参数特征i，采用下式计算：
12、异质性参数特征i＝标准差特征i/均值特征i
13、式中，标准差特征i表示第i个纹理特征在同一成像序列中的瘤内组织或同一瘤周组织的各个生境中的均值，均值特征i表示第i个纹理特征在同一成像序列中的瘤内组织或同一瘤周组织的各个生境中的标准差。
14、优选地，将步骤4获得的所述异质性参数作为预测及诊断模型的输入，由预测及诊断模型进行病理预测。
15、优选地，步骤4中，对每个纹理特征在各个生境中分布不均匀性以及pth和ith的量化指标进行可视化展示。
16、本专利技术所公开的技术方案基于聚类算法将肿瘤划分为不同的生境，然后对不同生境进行特征提取，进而量化不同特征在生境中的不均匀性，这种不均匀性可反映ith和pth。另外本专利技术公开的法可以得到不同参数在生境中的空间分布可视化结果，用于提供ith和pth的可视化信息。
17、与现有技术方案相比，本专利技术具有如下有益效果：1)无创性；2)高灵敏：可提供众多的ith和pth定量指标；3)含有可解释性模块，利于临床分析使用，避免算法的“黑盒”效应。
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1.一种可用于瘤周微环境异质性可视化及定量量化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种可用于瘤周微环境异质性可视化及定量量化方法，其特征在于，步骤1中，对磁共振图像的预处理包括将磁共振图像的各个成像序列的体素重采样至预定大小后，进行归一化处理。
3.如权利要求1所述的一种可用于瘤周微环境异质性可视化及定量量化方法，其特征在于，步骤2中，基于分割的感兴趣体积应用图像膨胀算法对N个瘤周组织进行分割。
4.如权利要求1所述的一种可用于瘤周微环境异质性可视化及定量量化方法，其特征在于，步骤2中，N个瘤周组织为3毫米、5毫米和7毫米的瘤周组织。
5.如权利要求1所述的一种可用于瘤周微环境异质性可视化及定量量化方法，其特征在于，步骤4中，为每个成像序列中的瘤内组织以及不同瘤周组织获得所述异质性参数。
6.如权利要求5所述的一种可用于瘤周微环境异质性可视化及定量量化方法，其特征在于，步骤4中，第i个纹理特征的异质性参数表示为异质性参数特征i，采用下式计算：
7.如权利要求1所述的一种可用于瘤周微环境异质
8.如权利要求1所述的一种可用于瘤周微环境异质性可视化及定量量化方法，其特征在于，步骤4中，对每个纹理特征在各个生境中分布不均匀性以及PTH和ITH的量化指标进行可视化展示。
...【技术特征摘要】
1.一种可用于瘤周微环境异质性可视化及定量量化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种可用于瘤周微环境异质性可视化及定量量化方法，其特征在于，步骤1中，对磁共振图像的预处理包括将磁共振图像的各个成像序列的体素重采样至预定大小后，进行归一化处理。
3.如权利要求1所述的一种可用于瘤周微环境异质性可视化及定量量化方法，其特征在于，步骤2中，基于分割的感兴趣体积应用图像膨胀算法对n个瘤周组织进行分割。
4.如权利要求1所述的一种可用于瘤周微环境异质性可视化及定量量化方法，其特征在于，步骤2中，n个瘤周组织为3毫米、5毫米和7毫米的瘤周组织。
5.如权利要求1所述的一种可用于瘤周微环境...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾蒙苏，张云飞，
申请(专利权)人：复旦大学附属中山医院，
类型：发明
国别省市：
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