Original paperModeller av bröstförändringar baserade på tredimensionella röntgenbilder av bröst

Denna artikel presenterar en metod för att skapa beräkningsmodeller av bröstförändringar med oregelbundna former från patienters bilder från digital brösttomosyntes (DBT) eller från bröstkadaver och från helkroppsbilder från datortomografi (CT). Metoden omfattar sex grundläggande steg: (a) Normalisering av intensiteten i de tomografiska bilderna, b) minskning av bildbrus, c) binarisering av lesionsområdet, d) tillämpning av morfologiska operationer för att ytterligare minska nivån av artefakter, e) tillämpning av en teknik för regiontillväxt för att segmentera lesionen och f) skapande av en slutlig 3D-lesionsmodell. Algoritmen är halvautomatisk eftersom det inledande valet av skadans område och fröna för regiontillväxten görs interaktivt. Ett programvaruverktyg som utför alla de nödvändiga stegen har utvecklats i MATLAB. Metoden testades och utvärderades genom att analysera anonymiserade uppsättningar DBT-patientbilder med diagnostiserade lesioner. Erfarna radiologer utvärderade segmenteringen av tumörerna i skivorna och de erhållna 3D-läsionsformerna. De kom fram till en ganska tillfredsställande avgränsning av lesionerna. För tre DBT-fall utfördes dessutom en avgränsning av tumörerna oberoende av radiologerna. I samtliga fall var de avvikelsevolymer som segmenterades av den föreslagna algoritmen mindre än de volymer som experterna hade definierat. De beräknade Dice-likhetskoefficienterna för algoritm-radiolog och radiolog-radiolog visade liknande värden. Ett annat utvalt tumörfall infördes i en beräkningsbaserad bröstmodell för att rekursivt utvärdera algoritmen. Den relativa volymskillnaden mellan den verkliga tumörvolymen och den volym som erhålls genom att tillämpa algoritmen på den syntetiska volymen från den virtuella DBT-studien är 5 %, vilket visar att den föreslagna segmenteringsalgoritmen fungerar tillfredsställande. Det programvaruverktyg som vi utvecklade användes för att skapa modeller av olika bröstavvikelser, som sedan lagrades i en databas för användning av forskare som arbetar inom detta område.