[发明专利]基于单分类放射组学的危及器官自动勾画质量评判方法

说明书

本发明公开了一种基于单分类放射组学的危及器官自动勾画质量评判方法，属于自动勾画质量评判的技术领域。本发明的质量评判方法，具体包括以下步骤：(1)采集图像；(2)自动勾画危及器官轮廓；(3)提取单层轮廓：提取危及器官的单层轮廓；(4)提取特征，包括一阶特征及纹理特征；(5)归一化特征及特征缺失值处理；(6)筛选特征；(7)建立孤立森林模型；(8)运用建立的孤立森林模型对自动勾画出的危及器官进行质量评判。本发明使用方差检验筛选特征，基于放射组学进行建模，方法能有效鉴评判别危及器官自动勾画的准确性。

技术领域

本发明涉及自动勾画质量评判的技术领域，特别是涉及一种基于单分类放射组学的危及器官自动勾画质量评判方法。

背景技术

近年来，放射组学在肿瘤诊断、治疗和疗效评估等方面应用广泛。放射组学是指在计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)、磁共振成像(Magnetic Resonance Image,MRI)和正电子发射断层扫描(Positron Emission Tomography,PET)等医学图像中提取和分析大量具有高通量的图像特征。

在放射治疗过程中，治疗要求精确地投照剂量，同时保护周边危及器官(organ atrisk，OAR)。因此，临床放疗医生需要严格定义及勾画临床靶区和OAR。然而，这项工作十分耗时并且勾画质量易受临床医生的经验及业务水平影响。为此，目前已有众多学者研究靶区及危及器官的自动勾画，已有很多商用的自动勾画软件应用于临床中，这大大提高了临床治疗的效率。然而，即使是临床中广泛使用的自动勾画算法，医学图像相当大的可变性将会导致不可预测的错误。临床医生必须花费相当多的时间逐层检查和修改轮廓，这大大降低了临床工作的效率。虽然目前自动勾画算法能很大程度上节省时间，但是其勾画的准确性还需要进行验证，目前仅有少许学者研究评估自动勾画危及器官的质量。

因此，针对自动勾画准确性的验证问题，提供一种基于单分类放射组学的危及器官自动勾画质量评判方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于单分类放射组学的危及器官自动勾画质量评判方法，旨在解决自动勾画准确性的评判问题，本发明的评判方法基于孤立森林模型，对自动勾画质量评判准确度高。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种基于单分类放射组学的危及器官自动勾画质量评判方法，具体包括以下步骤：

(1)采集图像：采集多位肿瘤患者的医学图像；

(2)自动勾画危及器官轮廓：通过自动勾画软件对危及器官进行勾画；

(3)提取单层轮廓：提取危及器官的单层轮廓；

(4)提取特征：对原始医学图像进行转换域处理获得转换域图像，分别对原始医学图像及转换域图像提取目标区域轮廓的一阶特征及纹理特征；

(5)归一化特征及特征缺失值处理：对步骤(4)中提取出的一阶特征及纹理特征进行归一化处理，使特征值均在[0-1]之间；对特征的缺失值进行补0处理；

(6)筛选特征：运用方差检验筛选，剔除冗余的特征，获得方差检验筛选特征；

(7)建立孤立森林(Isolation Forest)模型；

(8)运用步骤(7)建立的孤立森林模型对自动勾画出的危及器官进行质量评判。

作为优选的实施方式，步骤(3)中所述提取危及器官单层轮廓，包括金标准勾画的危及器官区域的单层轮廓；提取自动勾画软件勾画的危及器官区域的单层轮廓；所述金标准勾画采用多家医疗中心医生手动勾画；所述自动勾画软件采用现有商用自动勾画软件。