MRI医学图像中隐含有极为丰富的可供临床诊断的有用信息。特别是人体组织癌变时,除肌体密度变化外,还因水从蛋白上脱落,使自由水增加,从而引起MR信号中,纵向弛豫时间T1、横向弛豫时间T2和化学位移均发生明显变化。上述参数的变化,可从核磁共振谱MRS中分析出来。小波分析是实现MRI向MRS转化的有效工具,小波分析的平移、聚焦和显微特性,可精确测定单体元MRS的T1、T2和化学位移,从而为癌症的早期发现和准确诊断提供可靠的依据。因此,该项目的研究,对推进癌症的非侵入式诊断具有重要的科学意义,其成果具有广泛的应用前景。
本项目以辅助癌症的早期准确诊断为目标,利用智能数据处理和模式识别技术,对肿瘤疾病的MRS数据进行了分解、去噪和特征分析,研究了癌症特征信息提取和分类识别的理论与方法,通过对临床病例样本数据的分析、处理和实验验证,提出了改进的基于小波变换的MRS数据去噪方法;基于Independent Component analysis (ICA)和Support Vector Machine (SVM)等技术,探讨研究了癌症特征信息的识别和提取方法。通过对临床获取的50余例神经胶质瘤样本数据的实验分析,验证了所提出方法的可行性。在此基础上,建立了癌症辅助诊断决策支持系统的理论和技术框架,并基于PACS系统,研究了实际决策支持系统的一般性构建方法。实验结果表明,改进的小波变换去噪方法对于本项目的数据样本具有较好的性能,与其他类似去噪方法相比,信噪比提高近10%,并且较好地保留了有效信号成份;基于ICA和SVM的特征识别和提取方法对高维的MRS数据具有更好的分析处理能力,与生化分析结果和癌症诊断专家经验知识相结合,能较好地提取出与生理信息更相关的特征信息。