吳華鋒　韓雯雯　趙愛(ài)平

摘 要：乳腺癌已經(jīng)位居我國(guó)女性惡性腫瘤疾病的第一位，成為當(dāng)前社會(huì)的重大公共衛(wèi)生問(wèn)題，早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療是降低乳腺癌死亡率的關(guān)鍵。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的迅速崛起，開(kāi)發(fā)用以檢測(cè)乳腺影像中腫瘤等可疑病灶的計(jì)算機(jī)輔助診斷技術(shù)，并為臨床醫(yī)師提出診斷建議，從而提高診斷準(zhǔn)確率，已成為一個(gè)熱點(diǎn)話題。為此，用基于B 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法對(duì)乳腺腫瘤進(jìn)行輔助診斷，以期取得良好效果。

關(guān)鍵詞：乳腺癌；計(jì)算機(jī)輔助診斷；腫瘤；B 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.26.149

1 研究背景

乳腺癌在初期常無(wú)明顯臨床癥狀，或者僅僅表征為輕微的乳房疼痛。至今為止，乳腺癌發(fā)病的確切原因還不明確，雖然已知遺傳因素、環(huán)境因素和生活方式對(duì)乳腺癌的發(fā)病有一定影響，但60%以上的乳腺癌并不存在明顯的危險(xiǎn)因素。目前還沒(méi)有有效的預(yù)防乳腺癌方法，而且中、晚期乳腺癌患者的愈后效果很差，任何干預(yù)都很難見(jiàn)效。因此，早發(fā)現(xiàn)、早診斷仍是當(dāng)前提高乳腺癌治愈率和降低死亡率的最有效途徑。

腫瘤是乳腺癌的直接病理征象，也是乳腺癌的主要診斷依據(jù)，但盡管腫瘤是乳腺癌的一個(gè)重要早期跡象，但是醫(yī)師用肉眼很難將它們與正常的乳腺組織區(qū)分開(kāi)來(lái)。但計(jì)算機(jī)輔助診斷（CAD）技術(shù)可以幫助醫(yī)師有效地進(jìn)行對(duì)乳腺異常的檢測(cè)。

近些年來(lái)，隨著B(niǎo) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的飛速發(fā)展和高度成熟，B 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，如趙炳讓利用B 神經(jīng)網(wǎng)對(duì)冠心病進(jìn)行來(lái)輔助診斷，取得了很好的效果。EI-Solh用B 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)活動(dòng)性肺結(jié)核進(jìn)行輔助診斷，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示正確診斷肺結(jié)核的靈敏度為100%，其表明了B 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在診斷活動(dòng)性肺結(jié)核的應(yīng)用效果上高于臨床醫(yī)生的主觀評(píng)價(jià)，具備廣泛的推廣價(jià)值。Monica DiLuca等人通過(guò)基于B 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)早期阿爾茨海默病進(jìn)行了輔助診斷。

2 基于B 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的乳腺腫瘤計(jì)算機(jī)輔助診斷方法

2.1 提取ROI

本文實(shí)驗(yàn)對(duì)象為選自DDSM數(shù)據(jù)庫(kù)中的乳腺圖像，首先將ROI從實(shí)驗(yàn)樣本圖像中提取出。

2.2 提取特征

特征的提取是所有工作中關(guān)鍵的一環(huán)，是模式識(shí)別和專家自動(dòng)診斷系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。其基本流程是：在對(duì)實(shí)驗(yàn)圖像進(jìn)行預(yù)處理（包括圖像定向、圖像去噪和圖像增強(qiáng)等）后，進(jìn)行圖像的分割以提取出所需的ROI，最后對(duì)ROI進(jìn)行特征提取。經(jīng)過(guò)以上步驟提取出的特征被用于對(duì)乳腺腫瘤良惡性的診斷，從而為醫(yī)師提供醫(yī)療建議。

對(duì)2.1節(jié)實(shí)驗(yàn)中所得到的ROI進(jìn)行特征提取，提取到基于不變矩、基于圖像內(nèi)容等的79維特征。

2.3 輔助診斷

將2.2節(jié)實(shí)驗(yàn)所得的79維特征值進(jìn)行歸一化處理，再將經(jīng)過(guò)處理的79個(gè)特征數(shù)據(jù)作為B 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的79個(gè)輸入。將良性乳腺腫瘤和惡性乳腺腫瘤這兩個(gè)不同的乳腺腫瘤類別作為B 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的期望輸出。

下面通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，記錄其迭代次數(shù)、程序運(yùn)行時(shí)間和診斷準(zhǔn)確率，并取其平均值，以完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的評(píng)價(jià)。

將樣本數(shù)據(jù)隨機(jī)排序并編號(hào)后，采用5-折交叉法將其分為5組。每次實(shí)驗(yàn)所使用的訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)和測(cè)試樣本數(shù)據(jù)如表1所示。

平均迭代次數(shù)為10.2次，乳腺腫瘤診斷準(zhǔn)確率平均值為94.41434%，并且每次仿真的迭代次數(shù)和準(zhǔn)確率都非常的接近，網(wǎng)絡(luò)的性能優(yōu)良。這說(shuō)明，使用B 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)乳腺腫瘤進(jìn)行輔助診斷是可行的且取得了良好的診斷效果。

3 總結(jié)

本文在B 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)所用的乳腺圖像樣本進(jìn)行了輔助診斷。主要工作為：

（1）分割出樣本圖像的ROI；

（2）提取了樣本圖像ROI的79維特征；

（3）使用B 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行輔助診斷，仿真結(jié)果顯示將B 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于檢測(cè)乳腺腫瘤的良惡性時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的性能優(yōu)良且有很好的診斷準(zhǔn)確率。

參考文獻(xiàn)

[1]胡永升.現(xiàn)代乳腺影像診斷學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2001.

[2]劉君，方志沂.乳腺癌的早期診斷.中國(guó)全科醫(yī)學(xué)，2002，5（6）：431432.

[3]郝欣，曹穎，夏順仁.基于醫(yī)學(xué)圖像內(nèi)容檢索的計(jì)算機(jī)輔助乳腺x線影像診斷技術(shù).中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào)，2009，28（6）：922930.

[4]高雋.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理及仿真實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[5]趙炳讓，胡北來(lái)，秦勤.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在冠心病診斷中的應(yīng)用.天津醫(yī)藥，2002，30（9）：575576.

[6]Ali A，EI-Solh，Chiu-Bin Hsiao，Susan Goodnough，et al. redicting active pulmonary tuberculosis using an artificial network.Chest，2009，（116）：968973.

[7]Monica Di Luca，Enzo Grossi，Barbara Borron，et al. Artifical neural networks allow the use of simultaneous measurements of Alzheimer Disease markers for early detection of the disease. ournal of Translational Medicine，2005，3（30）：14791483.

[8]韓曉軍.數(shù)字圖像處理與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009：2027.