CN112545479B - 在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统，包括AI调度模块提取DICOM图像的头文件信息，判断图像中每个序列的类型，查找与该序列类型匹配的前列腺和精囊解剖分割模块和前列腺和精囊病灶辅助诊断模块；前列腺和精囊解剖分割模块接收T2WI序列、ADC序列、DCE序列和T1WI序列，将前列腺腺体和双侧精囊腺分割出来，将前列腺腺体分割为外周带、移行带、中央带、前纤维基质带、尿道；每个前列腺和精囊病灶辅助诊断模块接收与之匹配的序列和分割数据，输出诊断数据反馈给结构化报告模块。本发明还公开一种在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的方法。本发明有利于前列腺癌的诊断和定位，包膜外侵犯、精囊侵犯的检出，可用于前列腺和精囊良性病变的定位。

Description

在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统及方法

技术领域

本发明涉及医疗信息领域，更具体地，涉及一种在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统及方法。

背景技术

多参数磁共振成像(multiparametric Magnetic Resonance Imaging,mpMRI)是前列腺癌穿刺前诊断的重要影像检查方法，可用于检出临床显著癌(clinicallysignificant cancer)，并引导穿刺活检。在使用mpMRI做出诊断时，应将前列腺腺体分为多个分区。PI-RADS指南明确提出，在T2WI序列图像上应分为四个区域：前纤维基质带、移行带、外周带和中央带，再加上尿道，前列腺腺体内应至少分为5个分区；双侧精囊腺也是2个分区。

前列腺临床显著癌的检出主要在ADC序列，前列腺癌侵犯精囊的早期检出主要在DCE序列，前列腺和精囊出血的检出主要在T1WI序列。为了达到诊断要求，也需要在这些序列中分割出前列腺和精囊的分带解剖，但在这些序列的图像中，前列腺中央带、前纤维基质带和尿道的对比欠佳，不易均分。现有技术中，没有在这些mpMRI不同序列的图像中全部分割出前列腺和精囊的所有解剖分区，不利于诊断和定位，给医生的诊断带来了难度。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统及方法，能够解决现有技术中存在的没有全部分割出前列腺腺体的所有解剖分区而导致不利于诊断和定位的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统，包括：

AI调度模块、前列腺和精囊解剖分割模块和复数个前列腺和精囊病灶辅助诊断模块，其中，AI调度模块，分别与前列腺和精囊解剖分割模块和每个前列腺和精囊病灶辅助诊断

模块相连，用于当患者扫描完检查项目为前列腺多参数磁共振成像(multiparametric MRI，

mpMRI)的检查时，提取该DICOM图像的头文件信息，基于头文件信息，判断DICOM图像中每个序列的序列类型，查找与该序列类型匹配的前列腺和精囊解剖分割模块和前列腺和精囊病灶辅助诊断模块，并自动将该序列图像推送给与之匹配的前列腺和精囊解剖分割模块和前列腺和精囊病灶辅助诊断模块；前列腺和精囊解剖分割模块，与AI调度模块相连，包括T2WI序列分割单元、ADC序列分割单元、DCE序列分割单元和T1WI序列分割单元，其中，T2WI序列分割单元，用于接收T2WI序列图像，识别T2WI序列图像中的前列腺腺体和双侧精囊腺，将前列腺腺体和双侧精囊腺分割出来，基于前列腺腺体的分割数据，将前列腺腺体分割成复数块不同的分区，并将前列腺腺体的分割数据和双侧精囊腺的分割数据以及每个分区的分割数据发送给AI调度模块；其中，复数块不同的分区包括：前列腺外周带、前列腺移行带、前列腺中央带、前列腺前纤维基质带和尿道；ADC序列分割单元，用于接收ADC序列图像，识别ADC序列图像中的前列腺腺体，将前列腺腺体分割出来，基于前列腺腺体的分割数据，将前列腺外周带和前列腺移行带分割出来，并将前列腺腺体的分割数据、前列腺外周带的分割数据以及前列腺移行带的分割数据发送给AI调度模块；DCE序列分割单元，用于接收DCE序列图像，识别DCE序列图像中的前列腺腺体和双侧精囊腺，将前列腺腺体和双侧精囊腺分割出来，并将前列腺腺体的分割数据和双侧精囊腺的分割数据发送给AI调度模块；T1WI序列分割单元，用于接收T1WI序列图像，识别T1WI序列图像中的前列腺腺体和双侧精囊腺，将前列腺腺体和双侧精囊腺分割出来，并将前列腺腺体的分割数据和双侧精囊腺的分割数据发送给AI调度模块；此时，AI调度模块还用于判断与前列腺和精囊病灶辅助诊断模块匹配的分割数据，并将分割数据发送给该前列腺和精囊病灶辅助诊断模块；每个前列腺和精囊病灶辅助诊断模块，与AI调度模块相连，用于接收与之匹配的序列图像和分割数据，对序列图像进行分析处理，基于分割数据，输出病灶的诊断数据，并将诊断数据反馈给AI调度模块；其中，诊断数据为文本、数值和关键图像；此时，AI调度模块还用于将诊断数据发送给结构化报告模块，供医生查看所述诊断数据。

优选地，前列腺和精囊病灶辅助诊断模块为前列腺癌辅助诊断模块、前列腺癌包膜外侵犯辅助诊断模块、前列腺癌精囊侵犯辅助诊断模块、前列腺良性病变辅助诊断模块、精囊腺良性病变辅助诊断模块和尿道肿瘤侵犯评估模块。

优选地，该系统还包括测量模块，分别与前列腺和精囊解剖分割模块和AI调度模块相连，用于接收前列腺腺体的分割数据、每个分区的分割数据和双侧精囊腺的分割数据，基于前列腺腺体的分割数据、每个分区的分割数据和双侧精囊腺的分割数据，分别测量前列腺腺体以及每个分区、双侧精囊腺的左右径线、前后径线、上下径线，自动计算前列腺腺体的体积以及每个分区的体积、双侧精囊腺的体积，并将前列腺腺体的体积以及每个分区的体积、双侧精囊腺的体积发送给AI调度模块。

优选地，前列腺和精囊解剖分割模块还包括映射单元，分别与T2WI序列分割单元、ADC序列分割单元、DCE序列分割单元和T1WI序列分割单元相连，用于接收T2WI序列图像，对T2WI序列图像进行坐标系变换的相关计算，并将前列腺中央带的分割数据、前列腺前纤维基质带的分割数据和尿道的分割数据分别映射到ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像中，自动输出ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像的分带解剖数据，即：前列腺中央带的分割数据、前列腺前纤维基质带的分割数据和尿道的分割数据，并将分带解剖数据发送给AI调度模块。

另一方面，本发明还提供了一种在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的方法，包括：当患者扫描完检查项目为前列腺多参数磁共振成像(multiparametric MRI，mpMRI)的检查时，AI调度模块提取该DICOM图像的头文件信息，基于头文件信息，判断DICOM图像中每个序列的序列类型，查找与该序列类型匹配的前列腺和精囊解剖分割模块和前列腺和精囊病灶辅助诊断模块，并自动将该序列图像推送给与之匹配的前列腺和精囊解剖分割模块和复数个前列腺和精囊病灶辅助诊断模块；前列腺和精囊解剖分割模块中的T2WI序列分割单元接收T2WI序列图像，识别T2WI序列图像中的前列腺腺体和双侧精囊腺，将前列腺腺体和双侧精囊腺分割出来，基于前列腺腺体的分割数据，将前列腺腺体分割成复数块不同的分区，并将前列腺腺体的分割数据和双侧精囊腺的分割数据以及每个分区的分割数据发送给AI调度模块；其中，复数块不同的分区包括：前列腺外周带、前列腺移行带、前列腺中央带、前列腺前纤维基质带和尿道；前列腺和精囊解剖分割模块中的ADC序列分割单元接收ADC序列图像，识别ADC序列图像中的前列腺腺体，将前列腺腺体分割出来，基于前列腺腺体的分割数据，将前列腺外周带和前列腺移行带分割出来，并将前列腺腺体的分割数据、前列腺外周带的分割数据以及前列腺移行带的分割数据发送给AI调度模块；前列腺和精囊解剖分割模块中的DCE序列分割单元接收DCE序列图像，识别DCE序列图像中的前列腺腺体和双侧精囊腺，将前列腺腺体和双侧精囊腺分割出来，并将前列腺腺体的分割数据和双侧精囊腺的分割数据发送给AI调度模块；前列腺和精囊解剖分割模块中的T1WI序列分割单元接收T1WI序列图像，识别T1WI序列图像中的前列腺腺体和双侧精囊腺，将前列腺腺体和双侧精囊腺分割出来，并将前列腺腺体的分割数据和双侧精囊腺的分割数据发送给AI调度模块；此时，AI调度模块还判断与前列腺和精囊病灶辅助诊断模块匹配的分割数据，并将分割数据发送给该前列腺和精囊病灶辅助诊断模块；每个前列腺和精囊病灶辅助诊断模块接收与之匹配的序列图像和分割数据，对序列图像进行分析处理，基于分割数据，输出病灶的诊断数据，并将诊断数据反馈给AI调度模块；其中，诊断数据为文本、数值和关键图像；此时，AI调度模块将所述诊断数据发送给结构化报告模块，供医生查看所述诊断数据。

优选地，该方法还包括：前列腺和精囊病灶辅助诊断模块为前列腺癌辅助诊断模块、前列腺癌包膜外侵犯辅助诊断模块、前列腺癌精囊侵犯辅助诊断模块、前列腺良性病变辅助诊断模块、精囊腺良性病变辅助诊断模块和尿道肿瘤侵犯评估模块。

优选地，该方法还包括：测量模块接收前列腺腺体的分割数据、每个分区的分割数据和双侧精囊腺的分割数据，基于前列腺腺体的分割数据、每个分区的分割数据和双侧精囊腺的分割数据，分别测量前列腺腺体以及每个分区、双侧精囊腺的左右径线、前后径线、上下径线，自动计算前列腺腺体的体积以及每个分区的体积、双侧精囊腺的体积，并将前列腺腺体的体积以及每个分区的体积、双侧精囊腺的体积发送给AI调度模块。

优选地，该方法还包括：前列腺和精囊解剖分割模块中的映射单元接收T2WI序列图像，对T2WI序列图像进行坐标系变换的相关计算，并将前列腺中央带的分割数据、前列腺前纤维基质带的分割数据和尿道的分割数据分别映射到ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像中，自动输出ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像的分带解剖数据，即：前列腺中央带的分割数据、前列腺前纤维基质带的分割数据和尿道的分割数据，并将分带解剖数据发送给AI调度模块。

本发明的技术效果：

1.由于本发明中设置了AI调度模块、前列腺和精囊解剖分割模块和前列腺和精囊病灶辅助诊断模块，能够对行mpMRI检查的可疑前列腺癌患者的T2WI序列图像、ADC序列图像、DCE序列图像、T1WI序列图像中分割出前列腺腺体和双侧精囊腺，以及进一步对前列腺腺体进行分区，包括：前列腺前纤维基质带、前列腺移行带、前列腺外周带、前列腺中央带、尿道和双侧精囊腺，AI调度模块将分割后的相关数据发送给结构化报告模块，在报告时，基于不同的诊断思路，对不同分区的前列腺病灶做出诊断；前列腺癌的诊断是与其位置相关的，在不同分区使用不同的诊断思路检出癌灶，在前列腺外周带的前列腺癌，主要诊断依据是DWI/ADC序列图像，DCE序列图像可做参考；在前列腺移行带的前列腺癌，主要诊断依据是T2WI序列图像，DWI/ADC序列图像可做参考；在前列腺中央带和前列腺前纤维基质带的癌，通常与其相邻区域合并考虑；前列腺尿道是其中的重要结构，在MRI图像上要对尿道是否有肿瘤侵犯做出判断，在放疗时，如能明确尿道的位置则可控制放疗减少对尿道的放疗毒副作用；并且精准的分区可更好地引导穿刺活检，辅助放疗定位；

2.由于本发明设置了测量模块，可以基于前列腺腺体分割数据和每个分区的分割数据，分别测量前列腺腺体以及每个分区、双侧精囊腺的左右径线、前后径线、上下径线，自动计算前列腺腺体的体积以及每个分区的体积、双侧精囊腺的体积，将前列腺腺体的体积及每个分区的体积返回到结构化报告中，有利于前列腺病灶大小的测量，对认知融合引导穿刺、制定手术治疗计划、制定放疗计划等方面都能提供帮助，使得该系统的流程更人性化；

3.由于本发明设置了映射单元，可以将T2WI序列图像上前列腺腺体部分分带解剖分割数据映射到ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像中，自动输出ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像的部分分带解剖数据，即：中央带、前纤维基质带和尿道等区域的分割数据，并将ADC序列、DCE序列和T1WI序列图像前列腺腺体分割数据发送给所述AI调度模块，可以对ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像对比不显著的区域进行分割，使分割数据更加精确，可以有助于前列腺癌的精准定位、前列腺癌包膜外侵犯的检出、前列腺癌精囊侵犯的检出和前列腺癌尿道侵犯的检出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例一的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例一的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统中前列腺和精囊解剖分割模块分割前列腺中部移行带和前列腺中部外周带示意图；

图3示出了根据本发明实施例一的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统中前列腺和精囊解剖分割模块分割前列腺尖部移行带和前列腺尖部外周带示意图；

图4示出了根据本发明实施例二的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统结构示意图；

图5示出了根据本发明实施例三的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统结构示意图；

图6示出了根据本发明实施例四的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的方法的流程图；

图7示出了根据本发明实施例四的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的方法中前列腺和精囊解剖分割模块分割前列腺中部移行带和前列腺中部外周带示意图；

图8示出了根据本发明实施例四的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的方法中前列腺和精囊解剖分割模块分割前列腺中部移行带和前列腺中部外周带示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

实施例一

图1示出了根据本发明实施例一的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统结构示意图；如图1所示，该系统包括：AI调度模块10、前列腺和精囊解剖分割模块20和复数个前列腺和精囊病灶辅助诊断模块30，其中，

AI调度模块10，分别与前列腺和精囊解剖分割模块20和每个前列腺和精囊病灶辅助诊断模块30相连，用于当患者扫描完检查项目为前列腺多参数磁共振成像(multiparametric MRI，mpMRI)的检查时，提取该DICOM图像的头文件信息，基于头文件信息，判断DICOM图像中每个序列的序列类型，查找与该序列类型匹配的前列腺和精囊解剖分割模块20和前列腺和精囊病灶辅助诊断模块30，并自动将该序列图像推送给与之匹配的前列腺和精囊解剖分割模块20和前列腺和精囊病灶辅助诊断模块30；

其中，序列类型可以为：ADC序列图像、T2WI序列图像、T1WI序列图像、DCE序列图像等，每个序列图像可以检出不同的前列腺病灶；

前列腺和精囊解剖分割模块20，与AI调度模块10相连，包括T2WI序列分割单元202、ADC序列分割单元204、DCE序列分割单元206和T1WI序列分割单元208，其中，

T2WI序列分割单元202，用于接收T2WI序列图像，识别T2WI序列图像中的前列腺腺体和双侧精囊腺，将前列腺腺体和双侧精囊腺分割出来，基于前列腺腺体的分割数据，将前列腺腺体分割成复数块不同的分区，并将前列腺腺体的分割数据和双侧精囊腺的分割数据以及每个分区的分割数据发送给AI调度模块10；

其中，复数块不同的分区包括：前列腺外周带、前列腺移行带、前列腺中央带、前列腺前纤维基质带和尿道；

ADC序列分割单元204，用于接收ADC序列图像，识别ADC序列图像中的前列腺腺体，将前列腺腺体分割出来，基于前列腺腺体的分割数据，将前列腺外周带和前列腺移行带分割出来，并将前列腺腺体的分割数据、前列腺外周带的分割数据以及前列腺移行带的分割数据发送给AI调度模块10；

DCE序列分割单元206，用于接收DCE序列图像，识别DCE序列图像中的前列腺腺体和双侧精囊腺，将前列腺腺体和双侧精囊腺分割出来，并将前列腺腺体的分割数据和双侧精囊腺的分割数据发送给AI调度模块10；

T1WI序列分割单元208，用于接收T1WI序列图像，识别T1WI序列图像中的前列腺腺体和双侧精囊腺，将前列腺腺体和双侧精囊腺分割出来，并将前列腺腺体的分割数据和双侧精囊腺的分割数据发送给AI调度模块10；

此时，AI调度模块10还用于判断与前列腺和精囊病灶辅助诊断模块匹配的分割数据，并将分割数据发送给该前列腺和精囊病灶辅助诊断模块30；

患者在泌尿外科有症状就诊时，临床医生怀疑有前列腺癌的可能性，申请mpMRI检查，检查项目：mpMRI，盆腔平扫或盆腔平扫+增强；病人类型：门诊病人，住院病人穿刺前；扫描范围为前列腺局部。

前列腺和精囊解剖分割模块分割的是T2WI序列图像、ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像。基于T2WI序列图像可以诊断前列腺增生、前列腺炎、前列腺癌包膜外侵犯、尿道侵犯等疾病；基于T1WI序列图像可以诊断前列腺出血、精囊出血等疾病；基于DCE序列图像可以诊断前列腺癌侵犯精囊的疾病；基于ADC序列图像可以诊断前列腺癌、前列腺癌包膜外侵犯等疾病。

图2示出了根据本发明实施例一的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统中前列腺和精囊解剖分割模块分割前列腺中部移行带和前列腺中部外周带示意图；如图2所示，首先将T2WI序列图像、ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像数据进行预处理，主要包括中心裁剪和标准化，中心裁剪是将原来256*256像素的T2WI序列图像、ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像裁剪为128*128像素，保留带有前列腺腺体的中心区域，将数据进行标准化处理；然后将处理后的数据传入到训练好的前列腺解剖分割的Unet模型中，得到前列腺中部外周带和前列腺中部移行带。

图3示出了根据本发明实施例一的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统中前列腺和精囊解剖分割模块分割前列腺尖部移行带和前列腺尖部外周带示意图；如图3所示，前列腺和精囊解剖分割模块将前列腺腺体分割为前列腺尖部外周带和前列腺尖部移行带。

每个前列腺和精囊病灶辅助诊断模块30，与AI调度模块10相连，用于接收与之匹配的序列图像和分割数据，对序列图像进行分析处理，基于分割数据，输出病灶的诊断数据，并将诊断数据反馈给AI调度模块10；其中，诊断数据为文本、数值和关键图像；此时，

AI调度模块10还用于将诊断数据发送给结构化报告模块，供医生查看所述诊断数据。

本发明的实施例设置了AI调度模块、前列腺和精囊解剖分割模块和前列腺和精囊病灶辅助诊断模块，能够对行mpMRI检查的可疑前列腺癌患者的T2WI序列图像、ADC序列图像、DCE序列图像、T1WI序列图像中分割出前列腺腺体和双侧精囊腺，以及进一步对前列腺腺体进行分区，包括：前列腺前纤维基质带、前列腺移行带、前列腺外周带、前列腺中央带、尿道和双侧精囊腺，AI调度模块将分割后的相关数据发送给结构化报告模块，在报告时，基于不同的诊断思路，对不同分区的前列腺病灶做出诊断；前列腺癌的诊断是与其位置相关的，在不同分区使用不同的诊断思路检出癌灶，在前列腺外周带的前列腺癌，主要诊断依据是DWI/ADC序列图像，DCE序列图像可做参考；在前列腺移行带的前列腺癌，主要诊断依据是T2WI序列图像，DWI/ADC序列图像可做参考；在前列腺中央带和前列腺前纤维基质带的癌，通常与其相邻区域合并考虑；前列腺尿道是其中的重要结构，在MRI图像上要对尿道是否有肿瘤侵犯做出判断，在放疗时，如能明确尿道的位置则可控制放疗减少对尿道的放疗毒副作用；并且精准的分区可更好地引导穿刺活检，辅助放疗定位。

实施例二

图4示出了根据本发明实施例二的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统结构示意图，如图4所示，该系统还包括测量模块40，分别与前列腺和精囊解剖分割模块20和AI调度模块10相连，用于接收前列腺腺体分割数据、每个分区的分割数据和双侧精囊腺的分割数据，基于前列腺腺体的分割数据、每个分区的分割数据和双侧精囊腺的分割数据，分别测量前列腺腺体以及每个分区、双侧精囊腺的左右径线、前后径线、上下径线，自动计算前列腺腺体的体积以及每个分区的体积、双侧精囊腺的体积，并将前列腺腺体的体积以及每个分区的体积、双侧精囊腺的体积发送给AI调度模块10。

AI调度模块将前列腺腺体分割数据、前列腺腺体的体积、前列腺移行带分割数据、前列腺移行带体积、前列腺外周带分割数据、前列腺外周带体积、前列腺前纤维基质带分割数据、前列腺前纤维基质带体积、前列腺中央带分割数据、前列腺中央带体积、前列腺尿道分割数据、前列腺尿道体积分别发送给结构化报告模块，在报告时，基于不同的诊断思路，对不同区域的前列腺病灶做出诊断。

本发明的实施例设置了测量模块，可以基于前列腺腺体分割数据和每个分区的分割数据，分别测量前列腺腺体以及每个分区左右径线、前后径线、上下径线，自动计算前列腺腺体的体积以及每个分区的体积，将前列腺腺体的体积及每个分区的体积返回到结构化报告中，有利于前列腺病灶大小的测量，对认知融合引导穿刺、制定手术治疗计划、制定放疗计划等方面都能提供帮助，使得该系统的流程更人性化。

实施例三

图5示出了根据本发明实施例三的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统结构示意图；如图5所示，前列腺和精囊解剖分割模块20还包括映射单元210，分别与T2WI序列分割单元202、ADC序列分割单元204、DCE序列分割单元206和T1WI序列分割单元208相连，用于接收T2WI序列图像，对T2WI序列图像进行坐标系变换的相关计算，并将前列腺中央带的分割数据、前列腺前纤维基质带的分割数据和尿道的分割数据分别映射到ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像中，自动输出ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像的分带解剖数据，即：前列腺中央带的分割数据、前列腺前纤维基质带的分割数据和尿道的分割数据，并将分带解剖数据发送给AI调度模块10。

本发明的实施例设置了映射单元，可以将T2WI序列图像上前列腺腺体部分分带解剖分割数据映射到ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像中，自动输出ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像的部分分带解剖数据，即：中央带、前纤维基质带和尿道等区域的分割数据，并将ADC序列、DCE序列和T1WI序列图像前列腺腺体分割数据发送给所述AI调度模块，可以对ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像对比不显著的区域进行分割，使分割数据更加精确，可以有助于前列腺癌的精准定位、前列腺癌包膜外侵犯的检出、前列腺癌精囊侵犯的检出和前列腺癌尿道侵犯的检出。

实施例四

图6示出了根据本发明实施例四的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的方法的流程图；如图6所示，该方法包括以下步骤：

步骤S401，当患者扫描完检查项目为前列腺多参数磁共振成像(multiparametricMRI，mpMRI)的检查时，AI调度模块提取该DICOM图像的头文件信息，基于头文件信息，判断DICOM图像中每个序列的序列类型，查找与该序列类型匹配的前列腺和精囊解剖分割模块和前列腺和精囊病灶辅助诊断模块，并自动将该序列图像推送给与之匹配的前列腺和精囊解剖分割模块和复数个前列腺和精囊病灶辅助诊断模块；

其中，序列类型可以为：ADC序列图像、T2WI序列图像、T1WI序列图像、DCE序列图像等，每个序列图像可以检出不同的前列腺病灶；

步骤S402，前列腺和精囊解剖分割模块中的T2WI序列分割单元接收T2WI序列图像，识别T2WI序列图像中的前列腺腺体和双侧精囊腺，将前列腺腺体和双侧精囊腺分割出来，基于前列腺腺体的分割数据，将前列腺腺体分割成复数块不同的分区，并将前列腺腺体的分割数据和双侧精囊腺的分割数据以及每个分区的分割数据发送给AI调度模块；

其中，复数块不同的分区包括：前列腺外周带、前列腺移行带、前列腺中央带、前列腺前纤维基质带和尿道；

前列腺和精囊解剖分割模块中的ADC序列分割单元接收ADC序列图像，识别ADC序列图像中的前列腺腺体，将前列腺腺体分割出来，基于前列腺腺体的分割数据，将前列腺外周带和前列腺移行带分割出来，并将前列腺腺体的分割数据、前列腺外周带的分割数据以及前列腺移行带的分割数据发送给AI调度模块；

前列腺和精囊解剖分割模块中的DCE序列分割单元接收DCE序列图像，识别DCE序列图像中的前列腺腺体和双侧精囊腺，将前列腺腺体和双侧精囊腺分割出来，并将前列腺腺体的分割数据和双侧精囊腺的分割数据发送给AI调度模块；

前列腺和精囊解剖分割模块中的T1WI序列分割单元接收T1WI序列图像，识别T1WI序列图像中的前列腺腺体和双侧精囊腺，将前列腺腺体和双侧精囊腺分割出来，并将前列腺腺体的分割数据和双侧精囊腺的分割数据发送给AI调度模块；

此时，AI调度模块还判断与前列腺和精囊病灶辅助诊断模块匹配的分割数据，并将分割数据发送给该前列腺和精囊病灶辅助诊断模块；

患者在泌尿外科有症状就诊时，临床医生怀疑有前列腺癌的可能性，申请mpMRI检查，检查项目：mpMRI，盆腔平扫或盆腔平扫+增强；病人类型：门诊病人，住院病人穿刺前；扫描范围为前列腺局部。

前列腺和精囊解剖分割模块分割的是T2WI序列图像、ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像。基于T2WI序列图像可以诊断前列腺增生、前列腺炎、前列腺癌包膜外侵犯、尿道侵犯等疾病；基于T1WI序列图像可以诊断前列腺出血、精囊出血等疾病；基于DCE序列图像可以诊断前列腺癌侵犯精囊的疾病；基于ADC序列图像可以诊断前列腺癌、前列腺癌包膜外侵犯等疾病。

图7示出了根据本发明实施例四的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的方法中前列腺和精囊解剖分割模块分割前列腺中部移行带和前列腺中部外周带示意图；如图7所示，首先将T2WI序列图像、ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像数据进行预处理，主要包括中心裁剪和标准化，中心裁剪是将原来256*256像素的T2WI序列图像、ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像裁剪为128*128像素，保留带有前列腺腺体的中心区域，将数据进行标准化处理；然后将处理后的数据传入到训练好的前列腺解剖分割的Unet模型中，得到前列腺中部外周带和前列腺中部移行带。

图8示出了根据本发明实施例四的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的方法中前列腺和精囊解剖分割模块分割前列腺尖部移行带和前列腺尖部外周带示意图；如图8所示，前列腺和精囊解剖分割模块将前列腺腺体分割为前列腺尖部外周带和前列腺尖部移行带。

步骤S403，每个前列腺和精囊病灶辅助诊断模块接收与之匹配的序列图像和分割数据，对序列图像进行分析处理，基于分割数据，输出病灶的诊断数据，并将诊断数据反馈给AI调度模块；其中，诊断数据为文本、数值和关键图像；此时，

AI调度模块将所述诊断数据发送给结构化报告模块，供医生查看所述诊断数据。

其中，该方法还包括：前列腺和精囊病灶辅助诊断模块为前列腺癌辅助诊断模块、前列腺癌包膜外侵犯辅助诊断模块、前列腺癌精囊侵犯辅助诊断模块、前列腺良性病变辅助诊断模块、精囊腺良性病变辅助诊断模块和尿道肿瘤侵犯评估模块。

其中，该方法还包括：包括测量模块接收前列腺腺体分割数据、每个分区的分割数据和双侧精囊腺的分割数据，基于前列腺腺体的分割数据、每个分区的分割数据和双侧精囊腺的分割数据，分别测量前列腺腺体以及每个分区、双侧精囊腺的左右径线、前后径线、上下径线，自动计算前列腺腺体的体积以及每个分区的体积、双侧精囊腺的体积，并将前列腺腺体的体积以及每个分区的体积、双侧精囊腺的体积发送给AI调度模块。

AI调度模块将前列腺腺体分割数据、前列腺腺体的体积、前列腺移行带分割数据、前列腺移行带体积、前列腺外周带分割数据、前列腺外周带体积、前列腺前纤维基质带分割数据、前列腺前纤维基质带体积、前列腺中央带分割数据、前列腺中央带体积、前列腺尿道分割数据、前列腺尿道体积分别发送给结构化报告模块，在报告时，基于不同的诊断思路，对不同区域的前列腺病灶做出诊断。

其中，该方法还包括：前列腺和精囊解剖分割模块中的映射单元接收T2WI序列图像，对T2WI序列图像进行坐标系变换的相关计算，并将前列腺中央带的分割数据、前列腺前纤维基质带的分割数据和尿道的分割数据分别映射到ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像中，自动输出ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像的分带解剖数据，即：前列腺中央带的分割数据、前列腺前纤维基质带的分割数据和尿道的分割数据，并将分带解剖数据发送给AI调度模块。

本发明实施例中的AI调度模块、前列腺和精囊解剖分割模块和前列腺和精囊病灶辅助诊断模块，能够对行mpMRI检查的可疑前列腺癌患者的T2WI序列图像、ADC序列图像、DCE序列图像、T1WI序列图像中分割出前列腺腺体和双侧精囊腺，以及进一步对前列腺腺体进行分区，包括：前列腺前纤维基质带、前列腺移行带、前列腺外周带、前列腺中央带、尿道和双侧精囊腺，AI调度模块将分割后的相关数据发送给结构化报告模块，在报告时，基于不同的诊断思路，对不同分区的前列腺病灶做出诊断；前列腺癌的诊断是与其位置相关的，在不同分区使用不同的诊断思路检出癌灶，在前列腺外周带的前列腺癌，主要诊断依据是DWI/ADC序列图像，DCE序列图像可做参考；在前列腺移行带的前列腺癌，主要诊断依据是T2WI序列图像，DWI/ADC序列图像可做参考；在前列腺中央带和前列腺前纤维基质带的癌，通常与其相邻区域合并考虑；前列腺尿道是其中的重要结构，在MRI图像上要对尿道是否有肿瘤侵犯做出判断，在放疗时，如能明确尿道的位置则可控制放疗减少对尿道的放疗毒副作用；并且精准的分区可更好地引导穿刺活检，辅助放疗定位；本发明实施例中的测量模块，可以基于前列腺腺体分割数据和每个分区的分割数据，分别测量前列腺腺体以及每个分区左右径线、前后径线、上下径线，自动计算前列腺腺体的体积以及每个分区的体积，将前列腺腺体的体积及每个分区的体积返回到结构化报告中，有利于前列腺病灶大小的测量，对认知融合引导穿刺、制定手术治疗计划、制定放疗计划等方面都能提供帮助，使得该系统的流程更人性化；本发明实施例中的映射单元，可以将T2WI序列图像上前列腺腺体部分分带解剖分割数据映射到ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像中，自动输出ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像的部分分带解剖数据，即：中央带、前纤维基质带和尿道等区域的分割数据，并将ADC序列、DCE序列和T1WI序列图像前列腺腺体分割数据发送给所述AI调度模块，可以对ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像对比不显著的区域进行分割，使分割数据更加精确，可以有助于前列腺癌的精准定位、前列腺癌包膜外侵犯的检出、前列腺癌精囊侵犯的检出和前列腺癌尿道侵犯的检出。

从以上描述中，可以看出，本发明的上述实施例实现了如下技术效果：由于本发明实施例设置了AI调度模块、前列腺和精囊解剖分割模块和前列腺和精囊病灶辅助诊断模块，能够对行mpMRI检查的可疑前列腺癌患者的T2WI序列图像、ADC序列图像、DCE序列图像、T1WI序列图像中分割出前列腺腺体和双侧精囊腺，以及进一步对前列腺腺体进行分区，包括：前列腺前纤维基质带、前列腺移行带、前列腺外周带、前列腺中央带、尿道和双侧精囊腺，AI调度模块将分割后的相关数据发送给结构化报告模块，在报告时，基于不同的诊断思路，对不同分区的前列腺病灶做出诊断；前列腺癌的诊断是与其位置相关的，在不同分区使用不同的诊断思路检出癌灶，在前列腺外周带的前列腺癌，主要诊断依据是DWI/ADC序列图像，DCE序列图像可做参考；在前列腺移行带的前列腺癌，主要诊断依据是T2WI序列图像，DWI/ADC序列图像可做参考；在前列腺中央带和前列腺前纤维基质带的癌，通常与其相邻区域合并考虑；前列腺尿道是其中的重要结构，在MRI图像上要对尿道是否有肿瘤侵犯做出判断，在放疗时，如能明确尿道的位置则可控制放疗减少对尿道的放疗毒副作用；并且精准的分区可更好地引导穿刺活检，辅助放疗定位；由于本发明实施例设置了测量模块，可以基于前列腺腺体分割数据和每个分区的分割数据，分别测量前列腺腺体以及每个分区左右径线、前后径线、上下径线，自动计算前列腺腺体的体积以及每个分区的体积，将前列腺腺体的体积及每个分区的体积返回到结构化报告中，有利于前列腺病灶大小的测量，对认知融合引导穿刺、制定手术治疗计划、制定放疗计划等方面都能提供帮助，使得该系统的流程更人性化；由于本发明实施例设置了映射单元，可以将T2WI序列图像上前列腺腺体部分分带解剖分割数据映射到ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像中，自动输出ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像的部分分带解剖数据，即：中央带、前纤维基质带和尿道等区域的分割数据，并将ADC序列、DCE序列和T1WI序列图像前列腺腺体分割数据发送给所述AI调度模块，可以对ADC序列图像、DCE序列图像和T1WI序列图像对比不显著的区域进行分割，使分割数据更加精确，可以有助于前列腺癌的精准定位、前列腺癌包膜外侵犯的检出、前列腺癌精囊侵犯的检出和前列腺癌尿道侵犯的检出。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统，其特征在于，包括：AI调度模块、前列腺和精囊解剖分割模块和复数个前列腺和精囊病灶辅助诊断模块，其中，所述AI调度模块，分别与所述前列腺和精囊解剖分割模块和每个所述前列腺和精囊病灶辅助诊断模块相连，用于当患者扫描完检查项目为前列腺多参数磁共振成像(multiparametric MRI，mpMRI)的检查时，提取DICOM图像的头文件信息，基于所述头文件信息，判断所述DICOM图像中每个序列的序列类型，查找与该序列类型匹配的所述前列腺和精囊解剖分割模块和所述前列腺和精囊病灶辅助诊断模块，并自动将该序列类型的图像推送给与之匹配的所述前列腺和精囊解剖分割模块和所述前列腺和精囊病灶辅助诊断模块；

所述前列腺和精囊解剖分割模块，与所述AI调度模块相连，包括T2WI序列分割单元、ADC序列分割单元、DCE序列分割单元和T1WI序列分割单元，其中，

所述T2WI序列分割单元，用于接收T2WI序列图像，识别所述T2WI序列图像中的前列腺腺体和双侧精囊腺，将所述前列腺腺体和双侧精囊腺分割出来，基于所述前列腺腺体的分割数据，将所述前列腺腺体分割成复数块不同的分区，并将所述前列腺腺体的分割数据和双侧精囊腺的分割数据以及每个所述分区的分割数据发送给所述AI调度模块；其中，所述复数块不同的分区包括：前列腺外周带、前列腺移行带、前列腺中央带、前列腺前纤维基质带和尿道；

所述ADC序列分割单元，用于接收ADC序列图像，识别所述ADC序列图像中的前列腺腺体，将所述前列腺腺体分割出来，基于所述前列腺腺体的分割数据，将所述前列腺外周带和所述前列腺移行带分割出来，并将所述前列腺腺体的分割数据、所述前列腺外周带的分割数据以及所述前列腺移行带的分割数据发送给所述AI调度模块；

所述DCE序列分割单元，用于接收DCE序列图像，识别所述DCE序列图像中的前列腺腺体和双侧精囊腺，将所述前列腺腺体和双侧精囊腺分割出来，并将所述前列腺腺体的分割数据和双侧精囊腺的分割数据发送给所述AI调度模块；

所述T1WI序列分割单元，用于接收T1WI序列图像，识别所述T1WI序列图像中的前列腺腺体和双侧精囊腺，将所述前列腺腺体和双侧精囊腺分割出来，并将所述前列腺腺体的分割数据和双侧精囊腺的分割数据发送给所述AI调度模块；

此时，所述AI调度模块还用于判断与所述前列腺和精囊病灶辅助诊断模块匹配的分割数据，并将所述分割数据发送给该前列腺和精囊病灶辅助诊断模块；

每个所述前列腺和精囊病灶辅助诊断模块，与所述AI调度模块相连，用于接收与之匹配的所述序列图像和所述分割数据，对所述序列图像进行分析处理，基于分割数据，输出病灶的诊断数据，并将所述诊断数据反馈给所述AI调度模块；其中，所述诊断数据为文本、数值和关键图像；此时，所述AI调度模块还用于将所述诊断数据发送给结构化报告模块，供医生查看所述诊断数据。

2.根据权利要求1所述的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统，其特征在于，所述前列腺和精囊病灶辅助诊断模块为前列腺癌辅助诊断模块、前列腺癌包膜外侵犯辅助诊断模块、前列腺癌精囊侵犯辅助诊断模块、前列腺良性病变辅助诊断模块、精囊腺良性病变辅助诊断模块和尿道肿瘤侵犯评估模块。

3.根据权利要求1所述的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统，其特征在于，该系统还包括测量模块，分别与所述前列腺和精囊解剖分割模块和所述AI调度模块相连，用于接收所述前列腺腺体的分割数据、每个所述分区的分割数据和所述双侧精囊腺的分割数据，基于所述前列腺腺体的分割数据、每个所述分区的分割数据和所述双侧精囊腺的分割数据，分别测量所述前列腺腺体以及每个所述分区、所述双侧精囊腺的左右径线、前后径线、上下径线，自动计算所述前列腺腺体的体积以及每个所述分区的体积、所述双侧精囊腺的体积，并将所述前列腺腺体的体积以及每个所述分区的体积、所述双侧精囊腺的体积发送给所述AI调度模块。

4.根据权利要求1所述的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的系统，其特征在于，所述前列腺和精囊解剖分割模块还包括映射单元，分别与所述2WI序列分割单元、所述ADC序列分割单元、所述DCE序列分割单元和所述T1WI序列分割单元相连，用于接收所述T2WI序列图像，对所述T2WI序列图像进行坐标系变换的相关计算，并将所述前列腺中央带的分割数据、所述前列腺前纤维基质带的分割数据和尿道的分割数据分别映射到所述ADC序列图像、所述DCE序列图像和所述T1WI序列图像中，自动输出所述ADC序列图像、所述DCE序列图像和所述T1WI序列图像的分带解剖数据，即：所述前列腺中央带的分割数据、所述前列腺前纤维基质带的分割数据和所述尿道的分割数据，并将所述分带解剖数据发送给所述AI调度模块。

5.一种在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的方法，其特征在于，包括：

当患者扫描完检查项目为前列腺多参数磁共振成像(multiparametric MRI，mpMRI)的检查时，AI调度模块提取DICOM图像的头文件信息，基于所述头文件信息，判断所述DICOM图像中每个序列的序列类型，查找与该序列类型匹配的所述前列腺和精囊解剖分割模块和所述前列腺和精囊病灶辅助诊断模块，并自动将该序列类型的图像推送给与之匹配的前列腺和精囊解剖分割模块和复数个前列腺和精囊病灶辅助诊断模块；

所述前列腺和精囊解剖分割模块中T2WI序列分割单元接收T2WI序列图像，识别所述T2WI序列图像中的前列腺腺体和双侧精囊腺，将所述前列腺腺体和双侧精囊腺分割出来，基于所述前列腺腺体的分割数据，将所述前列腺腺体分割成复数块不同的分区，并将所述前列腺腺体的分割数据和双侧精囊腺的分割数据以及每个所述分区的分割数据发送给所述AI调度模块；其中，所述复数块不同的分区包括：前列腺外周带、前列腺移行带、前列腺中央带、前列腺前纤维基质带和尿道；所述前列腺和精囊解剖分割模块中的ADC序列分割单元接收ADC序列图像，识别所述ADC序列图像中的前列腺腺体，将所述前列腺腺体分割出来，基于所述前列腺腺体的分割数据，将所述前列腺外周带和所述前列腺移行带分割出来，并将所述前列腺腺体的分割数据、所述前列腺外周带的分割数据以及所述前列腺移行带的分割数据发送给所述AI调度模块；所述前列腺和精囊解剖分割模块中的DCE序列分割单元接收DCE序列图像，识别所述DCE序列图像中的前列腺腺体和双侧精囊腺，将所述前列腺腺体和双侧精囊腺分割出来，并将所述前列腺腺体的分割数据和双侧精囊腺的分割数据发送给所述AI调度模块；所述前列腺和精囊解剖分割模块中的T1WI序列分割单元接收T1WI序列图像，识别所述T1WI序列图像中的前列腺腺体和双侧精囊腺，将所述前列腺腺体和双侧精囊腺分割出来，并将所述前列腺腺体的分割数据和双侧精囊腺的分割数据发送给所述AI调度模块；此时，所述AI调度模块还判断与所述前列腺和精囊病灶辅助诊断模块匹配的分割数据，并将所述分割数据发送给该前列腺和精囊病灶辅助诊断模块；

每个所述前列腺和精囊病灶辅助诊断模块接收与之匹配的所述序列图像和所述分割数据，对所述序列图像进行分析处理，基于分割数据，输出病灶的诊断数据，并将所述诊断数据反馈给所述AI调度模块；其中，所述诊断数据为文本、数值和关键图像；此时，所述AI调度模块将所述诊断数据发送给结构化报告模块，供医生查看所述诊断数据。

6.根据权利要求5所述的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的方法，其特征在于，该方法还包括：所述前列腺和精囊病灶辅助诊断模块为前列腺癌辅助诊断模块、前列腺癌包膜外侵犯辅助诊断模块、前列腺癌精囊侵犯辅助诊断模块、前列腺良性病变辅助诊断模块、精囊腺良性病变辅助诊断模块和尿道肿瘤侵犯评估模块。

7.根据权利要求5所述的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的方法，其特征在于，该方法还包括：测量模块接收所述前列腺腺体的分割数据、每个所述分区的分割数据和所述双侧精囊腺的分割数据，基于所述前列腺腺体的分割数据、每个所述分区的分割数据和所述双侧精囊腺的分割数据，分别测量所述前列腺腺体以及每个所述分区、所述双侧精囊腺的左右径线、前后径线、上下径线，自动计算所述前列腺腺体的体积以及每个所述分区的体积、所述双侧精囊腺的体积，并将所述前列腺腺体的体积以及每个所述分区的体积、所述双侧精囊腺的体积发送给所述AI调度模块。

8.根据权利要求5所述的在mpMRI上分割前列腺和精囊分带解剖的方法，其特征在于，该方法还包括：所述前列腺和精囊解剖分割模块中的映射单元接收所述T2WI序列图像，对所述T2WI序列图像进行坐标系变换的相关计算，并将所述前列腺中央带的分割数据、所述前列腺前纤维基质带的分割数据和尿道的分割数据分别映射到所述ADC序列图像、所述DCE序列图像和所述T1WI序列图像中，自动输出所述ADC序列图像、所述DCE序列图像和所述T1WI序列图像的分带解剖数据，即：所述前列腺中央带的分割数据、所述前列腺前纤维基质带的分割数据和所述尿道的分割数据，并将所述分带解剖数据发送给所述AI调度模块。

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