一种基于增强CT影像特征的肺实性结节病理类型诊断装置

一种基于增强ct影像特征的肺实性结节病理类型诊断装置
技术领域
1.本发明涉及医学影像技术领域，具体为一种基于增强ct影像特征的肺实性结节病理类型诊断装置。

背景技术：

2.肺癌是目前全球发病率最高的肿瘤，其癌症相关的死亡率也居首位。肺癌的早期诊断和早期可以有效降低死亡率。为了及时为患者提供个性化，精准确定肺部肿瘤的病理组织学类型非常重要。在临床上，肺结节术前组织活检是确定组织学类型的常用技术。然而，组织活检常常受限于肺结节的位置和大小。此外，活组织检技术是有创检查，不适于用作肺结节的动态观察及后续随访。相比之下，计算机断层扫描(ct)是一种无创的检查技术，被广泛应用于肺结节的筛查、诊断和随访。
3.ct对肺部肿瘤的良恶性诊断是非常有价值的，然而对于预测肺结节的病理组织学类型，尚处于研究阶段。由于肺实性结节病理组织学类型复杂多样，因此放射科医师在诊断肺实性结节方面仍面临挑战。具体而言，肺实性结节的常见组织学类型包括恶性类型(腺癌、鳞状细胞癌、大细胞癌、小细胞癌) 和良性类型(肺错构瘤、炎性假瘤、硬化性肺细胞瘤、)。肺实性结节诊断困难的另一个原因是常规ct检查只能提供肿瘤的密度信息，这可能不足以提供足够特征用来区分肺实性结节的组织学类型。与正常ct相比，增强ct 利用碘作为造影剂来显示组织强化的程度和肿瘤的异质性。这样的图像信息可以反映潜在的肿瘤血管生成，并通过显示具有丰富血供的区域来提示恶性的风险。因此，使用对比增强ct特征可能有助于建立分类模型来预测肺实性结节的病理组织学类型。然而，增强ct特征对肺实性结节组织学分类的价值尚未得到系统研究。因此，需要研究增强ct的影像特征对肺实性结节病理类型预测中的价值，并通过考虑基于这些影像特征和临床因素来建立肺实性结节病理组织学的预测模型。术前通过这样的模型预测，可以避免对患者进行不必要的手术，并可为术前个性化的临床决策提供支持。

技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于增强ct影像特征的肺实性结节病理类型诊断装置，解决了现有影像技术在病理类型诊断中的不足，充分考虑肺实性结节病理类型多样特点的问题。
6.(二)技术方案
7.本发明提供如下技术方案：一种基于增强ct影像特征的肺实性结节病理类型诊断装置，包括特征数据采集模块、特征数据运算模块和分类输出模块，其中特征数据采集模块用于采集和输入病人临床信息变量数据和肺实性结节的影像特征变量数据，特征数据运算模块用于对肺实性结节的增强ct影像特征按照7种病理类型分别赋值，分类输出模块用于输出肺实性结节病理分类结果，通过比较7种病理类型赋值运算结果，数值最大者为最终输
出的病理类型。
8.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
9.优选的，所述临床信息变量数据和影像特征变量数据具体为年龄、性别、位置、形状、边缘、钙化、脂肪、坏死、空泡征、含气支气管影、胸膜牵拉征、血管侵犯征、阻塞性肺炎、卫星灶、胸腔积液、淋巴结、结节最大直径、常规ct值、增强ct值、主观强化方式、强化差值。
10.优选的，所述特征数据运算模块采用多项式逻辑回归分类模型。
11.优选的，所述分类输出模块还用于输出肺实性结节的良恶性结果，所述7 种病理类型运算值，即为预测病理分类的概率值。
12.(三)有益效果
13.与现有技术相比，本发明提供了一种基于增强ct影像特征的肺实性结节病理类型诊断装置，具备以下有益效果：
14.该基于增强ct影像特征的肺实性结节病理类型诊断装置，根据医学知识，采集临床及影像特征数据，利用多项式逻辑回归分类模型对7种病理类型进行建模，相较于传统ct诊断肺实性结节的良恶性，本发明装置利用增强ct 对肺实性结节的病理类型进行分类诊断。因此术前通过本发明装置，可以为临床提供肺实性结节病理类型的预测，避免对患者进行不必要的手术，并可为术前个性化的临床决策提供支持。
附图说明
15.图1为本发明提出的一种基于增强ct影像特征的肺实性结节病理类型诊断装置结构示意图；
16.图2为本发明提出的一种基于增强ct影像特征的肺实性结节病理类型诊断装置的诊断流程图。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.实施例中，由图1-2给出，一种基于增强ct影像特征的肺实性结节病理类型诊断装置，包括特征数据采集模块、特征数据运算模块和分类输出模块，其中特征数据采集模块用于采集和输入病人临床信息变量数据和肺实性结节的影像特征变量数据，所述临床信息变量数据和影像特征变量数据具体为年龄、性别、位置、形状、边缘、钙化、脂肪、坏死、空泡征、含气支气管影、胸膜牵拉征、血管侵犯征、阻塞性肺炎、卫星灶、胸腔积液、淋巴结、结节最大直径、常规ct值、增强ct值、主观强化方式、强化差值，特征数据运算模块用于对肺实性结节的增强ct影像特征按照7种病理类型分别赋值，所述特征数据运算模块采用多项式逻辑回归分类模型，分类输出模块用于输出肺实性结节病理分类结果，通过比较7种病理类型赋值运算结果，数值最大者为最终输出的病理类型，所述分类输出模块还用于输出肺实性结节的良恶性结果，所述7种病理类型运算值，即为预测病理分类的概率值，采集胸部增强ct图像的临床及影像特征数据，再由多项式逻辑回归模型进行运算，从而对肺实性结节的7种病
理分类进行诊断；
19.特征数据运算模块，用于对采集的特征数据进行7种病理亚型分类计算，具体的计算公式如下：
20.(1)[腺癌]:》》logit＝0.8486*(血管侵犯征-0.1660)/0.3721+0.5806*(不均匀强化-0.7569)/0.4289+-0.3738*(无强化-0.1947)/0.3959+-0.7241*(卫星灶
ꢀ‑
0.0879)/0.2832+0.3464*(肿大淋巴结-0.1769)/0.3816+0.0636*(年龄
ꢀ‑
57.7678)/9.1268+-0.0026*(分叶-0.4042)/0.4907+-0.5947*(光滑
ꢀ‑
0.1423)/0.3493+-0.5842*(不规则-0.5109)/0.4999+-0.0162*(最大直径
ꢀ‑
30.8654)/14.6791+-0.0101*(中心型-0.1522)/0.3592+-0.1657*(含气支气管影
ꢀ‑
0.2194)/0.4138+-0.4505*(坏死-0.1670)/0.3730+0.1385*(强化ct值
ꢀ‑
57.6932)/28.3961+-0.4708*(均匀强化-0.0484)/0.2146+0.2280*(胸腔积液
ꢀ‑
0.0237)/0.1522+0.4198*(毛刺-0.4536)/0.4978+0.1234*(平扫ct值
ꢀ‑
25.7858)/16.8297+-0.2358*(强化差值-31.8864)/22.7336+-0.4506*(男性
ꢀ‑
0.6038)/0.4891+0.1047*(钙化-0.1472)/0.3543+0.1615*(中叶-0.0781)/0.2683 +-0.1978*(右肺-0.5623)/0.4961+0.1837*(空洞-0.1739)/0.3790+0.5374*(胸膜牵拉-0.7154)/0.4512+-0.0054*(上叶-0.5247)/0.4994+-0.2234*(脂肪
ꢀ‑
0.0455)/0.2083+-0.0765*(阻塞性肺炎-0.2905)/0.4540+-0.0830*(下叶
ꢀ‑
0.3972)/0.4893+-2.2112
[0021]
》》score＝1/(1+exp(-logit))
[0022]
(2)[鳞状细胞癌]:》》logit＝-0.3084*(血管侵犯征-0.1660)/0.3721+ 0.7255*(不均匀强化-0.7569)/0.4289+-0.6552*(无强化-0.1947)/0.3959+
ꢀ‑
0.0338*(卫星灶-0.0879)/0.2832+-0.0474*(肿大淋巴结-0.1769)/0.3816+ 0.6726*(年龄-57.7678)/9.1268+0.5617*(分叶-0.4042)/0.4907+-0.4870*(光滑-0.1423)/0.3493+0.1590*(不规则-0.5109)/0.4999+0.1908*(最大直径
ꢀ‑
30.8654)/14.6791+0.4290*(中心型-0.1522)/0.3592+0.5526*(含气支气管影
ꢀ‑
0.2194)/0.4138+0.2277*(坏死-0.1670)/0.3730+-0.3279*(强化ct值
ꢀ‑
57.6932)/28.3961+-0.2414*(均匀强化-0.0484)/0.2146+-0.1312*(胸腔积液
ꢀ‑
0.0237)/0.1522+-0.2119*(毛刺-0.4536)/0.4978+-0.0586*(平扫ct值
ꢀ‑
25.7858)/16.8297+-0.0603*(强化差值-31.8864)/22.7336+0.6703*(男性
ꢀ‑
0.6038)/0.4891+-0.2971*(钙化-0.1472)/0.3543+-0.0733*(中叶
ꢀ‑
0.0781)/0.2683+0.0694*(右肺-0.5623)/0.4961+0.2608*(空洞
ꢀ‑
0.1739)/0.3790+-0.5455*(胸膜牵拉-0.7154)/0.4512+-0.1041*(上叶
ꢀ‑
0.5247)/0.4994+-0.5545*(脂肪-0.0455)/0.2083+0.0240*(阻塞性肺炎
ꢀ‑
0.2905)/0.4540+0.1464*(下叶-0.3972)/0.4893+-3.4619
[0023]
》》score＝1/(1+exp(-logit))
[0024]
(3)[大细胞癌]:》》logit＝-0.9272*(血管侵犯征-0.1660)/0.3721+0.8078 *(不均匀强化-0.7569)/0.4289+-1.0880*(无强化-0.1947)/0.3959+-0.0452*(卫星灶-0.0879)/0.2832+-0.2376*(肿大淋巴结-0.1769)/0.3816+0.3246*(年龄
ꢀ‑
57.7678)/9.1268+0.5260*(分叶-0.4042)/0.4907+0.1633*(光滑
ꢀ‑
0.1423)/0.3493+-0.6197*(不规则-0.5109)/0.4999+0.5882*(最大直径
ꢀ‑
30.8654)/14.6791+0.1373*(中心型-0.1522)/0.3592+-0.7703*(含气支气管影
ꢀ‑
0.2194)/0.4138+-0.7339*(坏死-0.1670)/0.3730+-0.4163*(强化ct值
ꢀ‑
57.6932)/28.3961+0.3927*(均匀强化-0.0484)/0.2146+-0.4319*(胸腔积液
ꢀ‑
0.0237)/0.1522+-0.6331*(毛刺-0.4536)/0.4978+-0.3351*(平扫ct值
ꢀ‑
25.7858)/16.8297+-0.1126*(强化差值-31.8864)/22.7336+0.8598*(男性
ꢀ‑
0.6038)/0.4891+0.1185*(钙化-0.1472)/0.3543+-0.2233*(中叶-0.0781)/0.2683 +-0.2917*(右肺-0.5623)/0.4961+-0.3632*(空洞-0.1739)/0.3790+0.1244* (胸膜牵拉-0.7154)/0.4512+0.1384*(上叶-0.5247)/0.4994+-0.8037*(脂肪
ꢀ‑
0.0455)/0.2083+0.2831*(阻塞性肺炎-0.2905)/0.4540+-0.0188*(下叶
ꢀ‑
0.3972)/0.4893+-4.2445
[0025]
》》score＝1/(1+exp(-logit))
[0026]
(4)[错构瘤]:》》logit＝-0.4929*(血管侵犯征-0.1660)/0.3721+-0.1786 *(不均匀强化-0.7569)/0.4289+0.1217*(无强化-0.1947)/0.3959+-1.0660*(卫星灶-0.0879)/0.2832+-0.6336*(肿大淋巴结-0.1769)/0.3816+0.0189*(年龄
ꢀ‑
57.7678)/9.1268+0.2341*(分叶-0.4042)/0.4907+0.5051*(光滑-0.1423)/0.3493+-0.1846*(不规则-0.5109)/0.4999+-0.6492*(最大直径
ꢀ‑
30.8654)/14.6791+-0.1176*(中心型-0.1522)/0.3592+-0.2395*(含气支气管影
ꢀ‑
0.2194)/0.4138+-0.8303*(坏死-0.1670)/0.3730+-0.6395*(强化ct值
ꢀ‑
57.6932)/28.3961+0.1323*(均匀强化-0.0484)/0.2146+-0.0385*(胸腔积液
ꢀ‑
0.0237)/0.1522+-0.5852*(毛刺-0.4536)/0.4978+0.1809*(平扫ct值
ꢀ‑
25.7858)/16.8297+-0.6659*(强化差值-31.8864)/22.7336+-0.0713*(男性
ꢀ‑
0.6038)/0.4891+0.1070*(钙化-0.1472)/0.3543+0.1547*(中叶-0.0781)/0.2683 +0.0140*(右肺-0.5623)/0.4961+-0.7063*(空洞-0.1739)/0.3790+-0.2524* (胸膜牵拉-0.7154)/0.4512+-0.0028*(上叶-0.5247)/0.4994+0.9398*(脂肪
ꢀ‑
0.0455)/0.2083+-0.6522*(阻塞性肺炎-0.2905)/0.4540+-0.0820*(下叶
ꢀ‑
0.3972)/0.4893+-4.8877
[0027]
》》score＝1/(1+exp(-logit))
[0028]
(5)[硬化性肺细胞瘤]:》》logit＝-0.5612*(血管侵犯征-0.1660)/0.3721 +0.5275*(不均匀强化-0.7569)/0.4289+-0.9733*(无强化-0.1947)/0.3959+
ꢀ‑
0.6894*(卫星灶-0.0879)/0.2832+-0.3683*(肿大淋巴结-0.1769)/0.3816+
ꢀ‑
0.2499*(年龄-57.7678)/9.1268+-0.1254*(分叶-0.4042)/0.4907+0.8566*(光滑
ꢀ‑
0.1423)/0.3493+-0.4112*(不规则-0.5109)/0.4999+0.5060*(最大直径
ꢀ‑
30.8654)/14.6791+0.1687*(中心型-0.1522)/0.3592+0.0193*(含气支气管影
ꢀ‑
0.2194)/0.4138+-0.2339*(坏死-0.1670)/0.3730+0.4958*(强化ct值
ꢀ‑
57.6932)/28.3961+0.7412*(均匀强化-0.0484)/0.2146+-0.3193*(胸腔积液
ꢀ‑
0.0237)/0.1522+-0.4775*(毛刺-0.4536)/0.4978+0.3056*(平扫ct值
ꢀ‑
25.7858)/16.8297+0.3944*(强化差值-31.8864)/22.7336+-0.7738*(男性
ꢀ‑
0.6038)/0.4891+0.1829*(钙化-0.1472)/0.3543+0.2505*(中叶-0.0781)/0.2683 +0.0456*(右肺-0.5623)/0.4961+0.3962*(空洞-0.1739)/0.3790+-0.8690*(胸膜牵拉-0.7154)/0.4512+-0.0514*(上叶-0.5247)/0.4994+-0.1713*(脂肪
ꢀ‑
0.0455)/0.2083+-0.0219*(阻塞性肺炎-0.2905)/0.4540+-0.0848*(下叶
ꢀ‑
0.3972)/0.4893+-5.8497
[0029]
》》score＝1/(1+exp(-logit))
[0030]
(6)[结核]:》》logit＝-0.3665*(血管侵犯征-0.1660)/0.3721+-0.4282 *(不均匀强化-0.7569)/0.4289+0.5709*(无强化-0.1947)/0.3959+0.9198*(卫星灶-0.0879)/0.2832+0.1075*(肿大淋巴结-0.1769)/0.3816+-0.4499*(年龄
ꢀ‑
57.7678)/9.1268+0.1950*(分叶-0.4042)/0.4907+-0.3715*(光滑-0.1423)/0.3493+0.5554*(不规则-0.5109)/0.4999+-0.6212*(最大直径
ꢀ‑
30.8654)/14.6791+-0.3710*(中心型-0.1522)/
0.3592+0.1053*(含气支气管影
ꢀ‑
0.2194)/0.4138+-0.2342*(坏死-0.1670)/0.3730+-0.1911*(强化ct值
ꢀ‑
57.6932)/28.3961+-0.1973*(均匀强化-0.0484)/0.2146+0.0384*(胸腔积液
ꢀ‑
0.0237)/0.1522+0.0685*(毛刺-0.4536)/0.4978+0.1032*(平扫ct值
ꢀ‑
25.7858)/16.8297+-0.2537*(强化差值-31.8864)/22.7336+-0.2064*(男性
ꢀ‑
0.6038)/0.4891+0.1887*(钙化-0.1472)/0.3543+-0.1628*(中叶-0.0781)/0.2683 +0.1610*(右肺-0.5623)/0.4961+0.0345*(空洞-0.1739)/0.3790+0.5122*(胸膜牵拉-0.7154)/0.4512+0.1281*(上叶-0.5247)/0.4994+-0.7802*(脂肪
ꢀ‑
0.0455)/0.2083+-0.0181*(阻塞性肺炎-0.2905)/0.4540+-0.0416*(下叶
ꢀ‑
0.3972)/0.4893+-2.8642
[0031]
》》score＝1/(1+exp(-logit))
[0032]
(7)[炎性假瘤]:》》logit＝-0.6857*(血管侵犯征-0.1660)/0.3721+0.2275 *(不均匀强化-0.7569)/0.4289+0.0677*(无强化-0.1947)/0.3959+-0.2348*(卫星灶-0.0879)/0.2832+-0.4494*(肿大淋巴结-0.1769)/0.3816+-0.1717*(年龄
ꢀ‑
57.7678)/9.1268+-0.3191*(分叶-0.4042)/0.4907+-0.0704*(光滑
ꢀ‑
0.1423)/0.3493+0.7506*(不规则-0.5109)/0.4999+0.0347*(最大直径
ꢀ‑
30.8654)/14.6791+-0.3966*(中心型-0.1522)/0.3592+-0.1585*(含气支气管影
ꢀ‑
0.2194)/0.4138+0.6592*(坏死-0.1670)/0.3730+0.3701*(强化ct值
ꢀ‑
57.6932)/28.3961+-0.5796*(均匀强化-0.0484)/0.2146+-0.2239*(胸腔积液
ꢀ‑
0.0237)/0.1522+0.3640*(毛刺-0.4536)/0.4978+-0.1282*(平扫ct值
ꢀ‑
25.7858)/16.8297+0.5614*(强化差值-31.8864)/22.7336+0.3835*(男性
ꢀ‑
0.6038)/0.4891+-0.3430*(钙化-0.1472)/0.3543+-0.0596*(中叶
ꢀ‑
0.0781)/0.2683+0.0778*(右肺-0.5623)/0.4961+-0.2644*(空洞
ꢀ‑
0.1739)/0.3790+0.1853*(胸膜牵拉-0.7154)/0.4512+-0.0487*(上叶
ꢀ‑
0.5247)/0.4994+-0.2934*(脂肪-0.0455)/0.2083+0.0224*(阻塞性肺炎
ꢀ‑
0.2905)/0.4540+0.0824*(下叶-0.3972)/0.4893+-3.0583
[0033]
》》score＝1/(1+exp(-logit))
[0034]
分类输出模块，通过以上7种病理类型的运算结果，根据分值进行从大到小的进行排序，获得排名第一的病理类型即为最终的输出分类结果。
[0035]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0036]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种基于增强ct影像特征的肺实性结节病理类型诊断装置，其特征在于，包括特征数据采集模块、特征数据运算模块和分类输出模块，其中特征数据采集模块用于采集和输入病人临床信息变量数据和肺实性结节的影像特征变量数据，特征数据运算模块用于对肺实性结节的增强ct影像特征按照7种病理类型分别赋值，分类输出模块用于输出肺实性结节病理分类结果，通过比较7种病理类型赋值运算结果，数值最大者为最终输出的病理类型。2.根据权利要求1所述的一种基于增强ct影像特征的肺实性结节病理类型诊断装置，其特征在于，所述临床信息变量数据和影像特征变量数据具体为年龄、性别、位置、形状、边缘、钙化、脂肪、坏死、空泡征、含气支气管影、胸膜牵拉征、血管侵犯征、阻塞性肺炎、卫星灶、胸腔积液、淋巴结、结节最大直径、常规ct值、增强ct值、主观强化方式、强化差值。3.根据权利要求1所述的一种基于增强ct影像特征的肺实性结节病理类型诊断装置，其特征在于，所述特征数据运算模块采用多项式逻辑回归分类模型。4.根据权利要求1所述的一种基于增强ct影像特征的肺实性结节病理类型诊断装置，其特征在于，所述分类输出模块还用于输出肺实性结节的良恶性结果，所述7种病理类型运算值，即为预测病理分类的概率值。

技术总结

本发明涉及医学影像技术领域，且公开了一种基于增强CT影像特征的肺实性结节病理类型诊断装置，包括特征数据采集模块、特征数据运算模块和分类输出模块，其中特征数据采集模块用于采集和输入病人临床信息变量数据和肺实性结节的影像特征变量数据。该基于增强CT影像特征的肺实性结节病理类型诊断装置，根据医学知识，采集临床及影像特征数据，利用多项式逻辑回归分类模型对7种病理类型进行建模，相较于传统CT诊断肺实性结节的良恶性，本发明装置利用增强CT对肺实性结节的病理类型进行分类诊断。因此术前通过本发明装置，可以为临床提供肺实性结节病理类型的预测，避免对患者进行不必要的手术，并可为术前个性化的临床决策提供支持。策提供支持。策提供支持。