深入开发CAD系统对疾病诊断有重要意义
20世纪80年代起,美国芝加哥大学对胸部疾病的计算机辅助诊断技术(简称CAD技术)进行了大量研究,并取得了阶段性成果。90年代以来,随着数字化影像设备市场比重增大,CAD系统越来越多地与设备配套设计出售,这足以证明CAD技术的成功。然而,目前我国的CAD技术研究和产品开发较为缓慢。同时,我国并没有形成可靠的数字钼靶X线图像数据库。有关专家分析认为,这可能是由于多年来东方女性乳腺癌的发病率较西方女性低造成的。但是,随着经济发展和人们生活水平的日益提高,我国乳癌发病率逐年增加。因此,开发完整的CAD系统对疾病的诊疗具有重要意义,已经成为影像学发展的必然要求。我国有待填补这一研究领域的空白。
■医生的“第三只眼”
CAD技术基于图像存档与通讯系统(PACS),利用工作站对获得的医学图像进行模式识别、图像分割、病灶特征提取等处理,进而得出有价值的诊断信息,同时结合其他可能的生理、生化检测结果,辅助影像科医师发现病灶,提高诊断的敏感性、特异性和准确率。因此,也有人称CAD系统为医生的“第三只眼”。
, 百拇医药
与计算机辅助检测相区别的是,后者重点用于检测,即计算机把异常的征象标注出来,并提供常见的影像后处理技术,不进行诊断。可以说,计算机辅助诊断是计算机辅助检测的延伸和最终目的,计算机辅助检测是计算机辅助诊断的基础和必经阶段。CAD技术使PACS功能得到延伸,对数据的应用从低层次的简单查询提升为从数据库中挖掘有意义的规律或深层次信息。
■促进早期诊断
CAD在胸部疾病中的应用主要集中在胸片的心脏和肺野的自动分析,如:心胸比例、肺结节、气胸、肺间质渗出的检测,肿块和钙化的分类、鉴别等方面,尤其是对肺结节的检出有着特别重要的意义。
据统计,患有乳腺癌并接受钼靶X线检查的妇女有10%~30%被误诊为阴性,复查发现,大约2/3被误诊的图像表现出病灶特征。这种误诊主要是由于病灶特征不明显、医师眼睛疲劳、阅片经验的差异等原因造成。
, 百拇医药 由于乳腺的腺体组织与肿瘤组织在X线摄影条件下缺乏良好的对比,所以早期体积较小的肿瘤易被影像科医师漏诊,从而不利于发现早期肿瘤。而数字摄影的迅猛发展,特别是数字乳腺摄影的出现,大大加速了CAD技术的研究和临床应用,尤其是在早期诊断方面。
在乳腺平片的诊断过程中,影像科医生首先读片进行分析,采用CAD技术将乳腺钼靶X线片数字化,再与计算机数据库中的正常乳腺进行比较,最后计算机将其认为异常的部位勾画出来。影像科医师根据计算机提示重新有重点地阅片,并做出最终诊断。
■有待深入开发
一个CAD系统集成了多种技术和算法,从而实现完整地检测和提示病灶的功能。目前,两个核心模块的研究最为深入,其研究成果也最为丰富,即分割和特征提取模块,其主要涉及医学图像处理技术的选取和应用。
近年来,人们对CAD技术提出了更高的要求。第一是风险预测,目的是分析乳腺组织特征与乳腺癌风险之间的关系。这样有利于把乳腺癌防治的重点放在高危人群上,其中最受关注的乳腺组织特征就是乳腺的致密组织。第二是检测被医师遗漏的病灶。CAD系统的作用是辅助医师诊断,所以系统本身特异性和敏感性不一定要非常好,只要它能提醒医师那些人眼容易忽略的特征就达到了辅助诊断的目的。第三是新特征的发掘。原因是目前CAD系统使用的特征参数基本上是研究人员把医师读图的经验用数字表达的结果。第四是多模式数据的综合分析。光就医学影像学的手段而言,已经用于乳腺癌检测的就有钼靶X线成像、磁共振(MRI)、超声成像等。每种成像手段都有各自的特点:超声成像特别适用于致密型乳腺组织;MRI则可以对乳腺进行三维成像;钼靶X线成像是判断乳腺癌的“金标准”,但其他成像手段仍是重要的补充技术。第五是统一CAD系统的评价标准。
(王竣), 百拇医药
■医生的“第三只眼”
CAD技术基于图像存档与通讯系统(PACS),利用工作站对获得的医学图像进行模式识别、图像分割、病灶特征提取等处理,进而得出有价值的诊断信息,同时结合其他可能的生理、生化检测结果,辅助影像科医师发现病灶,提高诊断的敏感性、特异性和准确率。因此,也有人称CAD系统为医生的“第三只眼”。
, 百拇医药
与计算机辅助检测相区别的是,后者重点用于检测,即计算机把异常的征象标注出来,并提供常见的影像后处理技术,不进行诊断。可以说,计算机辅助诊断是计算机辅助检测的延伸和最终目的,计算机辅助检测是计算机辅助诊断的基础和必经阶段。CAD技术使PACS功能得到延伸,对数据的应用从低层次的简单查询提升为从数据库中挖掘有意义的规律或深层次信息。
■促进早期诊断
CAD在胸部疾病中的应用主要集中在胸片的心脏和肺野的自动分析,如:心胸比例、肺结节、气胸、肺间质渗出的检测,肿块和钙化的分类、鉴别等方面,尤其是对肺结节的检出有着特别重要的意义。
据统计,患有乳腺癌并接受钼靶X线检查的妇女有10%~30%被误诊为阴性,复查发现,大约2/3被误诊的图像表现出病灶特征。这种误诊主要是由于病灶特征不明显、医师眼睛疲劳、阅片经验的差异等原因造成。
, 百拇医药 由于乳腺的腺体组织与肿瘤组织在X线摄影条件下缺乏良好的对比,所以早期体积较小的肿瘤易被影像科医师漏诊,从而不利于发现早期肿瘤。而数字摄影的迅猛发展,特别是数字乳腺摄影的出现,大大加速了CAD技术的研究和临床应用,尤其是在早期诊断方面。
在乳腺平片的诊断过程中,影像科医生首先读片进行分析,采用CAD技术将乳腺钼靶X线片数字化,再与计算机数据库中的正常乳腺进行比较,最后计算机将其认为异常的部位勾画出来。影像科医师根据计算机提示重新有重点地阅片,并做出最终诊断。
■有待深入开发
一个CAD系统集成了多种技术和算法,从而实现完整地检测和提示病灶的功能。目前,两个核心模块的研究最为深入,其研究成果也最为丰富,即分割和特征提取模块,其主要涉及医学图像处理技术的选取和应用。
近年来,人们对CAD技术提出了更高的要求。第一是风险预测,目的是分析乳腺组织特征与乳腺癌风险之间的关系。这样有利于把乳腺癌防治的重点放在高危人群上,其中最受关注的乳腺组织特征就是乳腺的致密组织。第二是检测被医师遗漏的病灶。CAD系统的作用是辅助医师诊断,所以系统本身特异性和敏感性不一定要非常好,只要它能提醒医师那些人眼容易忽略的特征就达到了辅助诊断的目的。第三是新特征的发掘。原因是目前CAD系统使用的特征参数基本上是研究人员把医师读图的经验用数字表达的结果。第四是多模式数据的综合分析。光就医学影像学的手段而言,已经用于乳腺癌检测的就有钼靶X线成像、磁共振(MRI)、超声成像等。每种成像手段都有各自的特点:超声成像特别适用于致密型乳腺组织;MRI则可以对乳腺进行三维成像;钼靶X线成像是判断乳腺癌的“金标准”,但其他成像手段仍是重要的补充技术。第五是统一CAD系统的评价标准。
(王竣), 百拇医药