《個性化乳房形變建模及仿真方法研究》是依託北京理工大學，由宋紅擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：個性化乳房形變建模及仿真方法研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：宋紅
- 項目類別：專項基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
乳腺癌的發病率和死亡率呈上升趨勢，嚴重危害婦女健康。早期發現、診斷和治療是降低乳腺癌死亡率的關鍵。臨床套用中需要對MRI（患者俯臥位，乳房自然下垂）發現的可疑病灶，行超聲（患者仰臥位）引導下的定位或組織病理學檢查，但在這兩種模態下，乳房形狀存在巨大差異，所以不能直接進行腫瘤位置對應。.本項目擬基於非線性彈性有限元方法構建個性化三維有限元乳房形變模型，對俯臥位下的MR圖像到仰臥位下的超聲圖像之間的乳房變形進行仿真，推算出兩種模態下腫瘤位置的對應關係，在超聲不可見病灶的情況下，通過MRI中的病灶位置確定其在二維超聲下的相應位置，在超聲的引導下進行穿刺活檢或切除，其對乳腺癌的早期確診和治療具有極其重大的意義。
結題摘要
乳腺癌的發病率和死亡率呈上升趨勢，嚴重危害婦女健康。早期發現、診斷和治療是降低乳腺癌死亡率的關鍵。臨床套用中需要對 MRI（患者俯臥位，乳房自然下垂）發現的可疑病灶，行超聲（患者仰臥位）引導下的定位或組織病理學檢查，但在這兩種模態下，乳房形狀存在巨大差異，所以不能直接進行腫瘤位置對應。 本項目基於非線性彈性有限元方法構建個性化三維有限元乳房形變模型，對俯臥位下的 MR 圖像到仰臥位下的超聲圖像之間的乳房變形進行仿真，推算出兩種模態下腫瘤位置的對應關係，在超聲不可見病灶的情況下，通過 MRI 中的病灶位置確定其在二維超聲下的相應位置，在超聲的引導下進行穿刺活檢或切除，其對乳腺癌的早期確診和治療具有極其重大的意義。取得的主要成果如下： 1.實現了從解剖學意義上對乳房組織的分割，具體分割為三部分：乳房組織外輪廓、脂肪組織和纖維腺體組織。 2.研究並實現了高效的乳房三維可視化的算法，著重研究了光線投射算法中轉移函式的生成過程，提出了一種自動的轉移函式模型，可自動生成轉移函式，並基於神經網路方法進行光學屬性自動映射，從而提高了可視化的速度和可視化效果。 3.利用有限元的方法對乳房進行形變模擬，實現乳房軟組織從俯臥到仰臥的形變模擬以及腫瘤定位，為了驗證模型的有效性，提出了一種基於格線模型的腫瘤位置預測方法，並使用歐氏距離作為誤差的度量標準，通過對多例患者的MRI數據建立三維模型進行形變模擬，計算獲得腫瘤的預測誤差都在5mm左右，表明該模型符合預期目標。
