基于三维各向异性卷积的肺结节良恶性分类
2021-05-26孙浩天刘含秋杨晓冬
孙浩天,袁 刚,杨 杨,刘含秋,郑 健,杨晓冬,张 寅
1.中国科学技术大学,合肥230026
2.中国科学院 苏州生物医学工程技术研究所 医学影像实验室,江苏 苏州215163
3.复旦大学附属华山医院 放射科,上海200041
肺癌在我国和世界范围内都是发病率和死亡率最高的癌症之一。2019 年国家癌症中心统计数据显示,2015 年我国肺癌发病率和死亡率分别达到每10 万人57.26 人、每10 万人45.87 人,在全部癌症中均高居榜首[1]。肺结节是肺癌的早期症状之一,通常是存在于肺实质区域内直径在3~30 mm 左右的近似球型病灶[2]。肺结节的早期发现及治疗是提升肺癌患者生存率的关键,而肺结节的良恶性诊断对治疗方案的选取起着至关重要的作用[3-5]。计算机断层成像(Computed Tomography,CT)是临床上主要的肺结节筛查手段之一。由于肺结节体积较小,医生在阅片时注意力需高度集中,长时间阅片容易疲劳,从而造成误诊或漏诊的现象发生。计算机辅助诊断系统(Computer Aided Diagnosis systems,CADs)可以辅助医生进行筛查及诊断,减轻医生的负担。完整的肺结节CADs包括肺结节检测、假阳性降低及肺结节良恶性分类三部分。由于肺结节尺寸、形状、纹理多样(图1),CADs 在肺结节良恶性分类问题上还存在挑战。

图1 良性肺结节与恶性肺结节示意图
CT 图像由于采集设备及参数设置的不同,病例之间普遍存在层间分辨率不同的现象。例如公开数据集Lung Image Database Consortium and Image Database Resource Initiative(LIDC-IDRI)[6-8]的数据来自7 家不同的医院或研究机构,CT 层间分辨率范围在0.6~6.0 mm而层内分辨率普遍在0.5 mm 左右。对此,大多数文献的做法是采用插值的方法使所有数据的层内层间分辨率统一[9-13],例如采用双线性插值将分辨率统一为1.0 mm 或者0.5 mm。……
