Original paperModels of breast lesions based on three-dimensional X-ray breast images

Tässä artikkelissa esitellään menetelmä epäsäännöllisen muotoisten rintavaurioiden laskennallisten mallien luomiseksi potilaan digitaalisesta rintatomosynteesistä (Digital Breast Tomosynthesis, DBT) otetuista kuvista tai rintakadavereiden kuvista ja kokovartalokuvista tietokonetomografiakuvista. Menetelmä sisältää kuusi perusvaihetta: (d) morfologisten operaatioiden soveltaminen artefaktien vähentämiseksi edelleen, e) alueiden kasvattamistekniikan soveltaminen leesion segmentoimiseksi ja f) lopullisen 3D-leesiomallin luominen. Algoritmi on puoliautomaattinen, sillä leesion alueen alustava valinta ja alueen kasvattamisen siemenet tehdään vuorovaikutteisesti. MATLAB-ohjelmalla kehitettiin ohjelmistotyökalu, joka suorittaa kaikki tarvittavat vaiheet. Menetelmää testattiin ja arvioitiin analysoimalla anonymisoituja DBT-potilaskuvasarjoja, joissa oli diagnosoitu vaurioita. Kokeneet radiologit arvioivat kasvainten segmentointia viipaleissa ja saatuja 3D-vaurion muotoja. He totesivat, että leesioiden rajaus oli varsin tyydyttävä. Lisäksi radiologit tekivät kolmessa DBT-tapauksessa kasvainten rajauksen itsenäisesti. Kaikissa tapauksissa ehdotetun algoritmin segmentoimat poikkeavuuksien tilavuudet olivat pienempiä kuin asiantuntijoiden hahmottamat tilavuudet. Algoritmin ja radiologin sekä radiologin ja radiologin välille lasketut Dice-samankaltaisuuskertoimet osoittivat samankaltaisia arvoja. Toinen valittu kasvaintapaus lisättiin laskennalliseen rintamalliin algoritmin rekursiivista arviointia varten. Suhteellinen tilavuusero todellisen kasvaintilavuuden ja sen välillä, joka saatiin soveltamalla algoritmia virtuaalisesta DBT-tutkimuksesta saatuun synteettiseen tilavuuteen, on 5 prosenttia, mikä osoittaa ehdotetun segmentointialgoritmin tyydyttävän suorituskyvyn. Kehittämäämme ohjelmistotyökalua käytettiin erilaisten rintapoikkeavuuksien mallien luomiseen, jotka sitten tallennettiin tietokantaan tällä alalla työskentelevien tutkijoiden käyttöön.