基于MR I影像的膀胱腫瘤三維形態(tài)變化的初步研究

張 曦，劉 洋，張國鵬，盧虹冰

基于MR I影像的膀胱腫瘤三維形態(tài)變化的初步研究

張 曦，劉 洋，張國鵬，盧虹冰

目的：從膀胱的MRI影像中挖掘膀胱壁的厚度變化信息和形狀變化信息，為膀胱腫瘤的計算機輔助診斷提供理論依據(jù)。方法：獲取膀胱核磁共振圖像并進行膀胱壁的手工分割，計算與分析膀胱壁的三維厚度值、相對厚度值及其導(dǎo)數(shù)變化，并結(jié)合形狀指數(shù)找出膀胱壁組織與腫瘤組織的形狀變化趨勢。結(jié)果：患者與志愿者之間的膀胱壁的三維厚度值存在統(tǒng)計學(xué)差異：當(dāng)某體素的相對厚度值NBWT＞1.5時，位于腫瘤主體區(qū)域的可能性很大；當(dāng)某體素的相對厚度值的導(dǎo)數(shù)為＞0.1或＜-0.1的任意一種情況時，位于腫瘤組織與正常壁組織的過渡區(qū)域的可能性很大。利用SI也可達到篩選腫瘤疑似區(qū)域的目的。結(jié)論：膀胱壁的三維厚度、相對厚度和形狀指數(shù)可作為區(qū)分膀胱壁的正常組織和腫瘤組織的特征指標(biāo)。

膀胱腫瘤；MRI；虛擬膀胱鏡；三維形態(tài)特征

0 引言

膀胱腫瘤是一種常見且極易復(fù)發(fā)的惡性腫瘤，發(fā)病人群集中在中老年男性。美國癌癥協(xié)會（American Cancer Society）2012年發(fā)布的《Cancer Facts and Figures 2012》中的數(shù)據(jù)表明，在男性患者中，膀胱腫瘤的發(fā)病率在所有類型的腫瘤中位居第四，死亡率位居第八，并且近年來新發(fā)病例、死亡人數(shù)均呈上升趨勢[1-2]。中國衛(wèi)生部發(fā)布的《2012年中國衛(wèi)生統(tǒng)計提要》中關(guān)于2011年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，不管是城市還是農(nóng)村，惡性腫瘤都位居導(dǎo)致居民死亡率的主要疾病的首位，而在男性死亡率中膀胱腫瘤的致死率位居第八。雖然膀胱腫瘤的致死率不高，但復(fù)發(fā)率非常高。據(jù)統(tǒng)計，大約有50%的患者在術(shù)后的18個月中會再次發(fā)現(xiàn)膀胱腫瘤[3]，因此，迫切需要一種無創(chuàng)的可重復(fù)的檢測手段。

光學(xué)膀胱鏡組織病理活檢作為膀胱癌臨床診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)較成熟且準(zhǔn)確率高，但該方法有創(chuàng)且存在視野盲區(qū)，易使手術(shù)時不完全切除，從而導(dǎo)致高復(fù)發(fā)率[4]。隨著醫(yī)學(xué)影像設(shè)備和圖形圖像處理技術(shù)的發(fā)展，虛擬膀胱鏡（virtual cystoscopy，VCy）技術(shù)作為一種無創(chuàng)無痛、前景可觀的腫瘤檢測方法得到了廣泛關(guān)注，其通過先進的圖像處理及可視化技術(shù)，生成管腔內(nèi)部的立體影像，以供分析與研究?；贑T圖像的VCy需要通過導(dǎo)管向囊內(nèi)注射增強劑或空氣來增加對比度[5]。與之相比，MRI具有良好的軟組織分辨能力，能夠有效地將膀胱壁與內(nèi)部的尿液和外部的脂肪區(qū)分開，從而避免基于CT的VCy所面臨的2大問題（有創(chuàng)、X線輻射），并能提供功能和病理學(xué)信息。

目前的VCy研究主要集中在如何獲得更準(zhǔn)確的膀胱內(nèi)壁信息并提供更好的形態(tài)學(xué)展示方面。研究表明，早期膀胱腫瘤或浸潤性腫瘤主要表現(xiàn)為厚度的變化[6]，但要獲得膀胱厚度的變化，不僅需要確定內(nèi)壁，還需要明確膀胱的外壁信息。同時，形狀指數(shù)（SI）等三維形態(tài)學(xué)特征作為重要指標(biāo)應(yīng)用于結(jié)腸息肉的檢測[7-8]，但這些特征目前很少應(yīng)用于膀胱腫

瘤的檢測中。為此，本研究基于膀胱腫瘤患者和正常人的MRI圖像，首先利用手工分割的方法確定膀胱的內(nèi)外壁，計算膀胱壁的厚度，分析腫瘤區(qū)域與非腫瘤區(qū)域的厚度變化，并結(jié)合形態(tài)學(xué)特征，對腫瘤區(qū)域的三維形態(tài)變化進行分析，從而為膀胱腫瘤的檢測與分析提供更多特征。

1 材料與方法

1.1 影像數(shù)據(jù)選取

針對本研究需求，經(jīng)過對幾種腹部常用序列的對比，我們認(rèn)為具有掃描效率高、成像質(zhì)量好、軟組織對比度高等優(yōu)點的快速自旋回波序列最能滿足本實驗的要求。由于我們選用的數(shù)據(jù)掃描設(shè)備為GE公司的3.0T核磁共振（MR-Signa EXCITE HD，GE），掃描序列為 T2-FSE，TR/TE 2 117.6/78.0 ms，Thk（slice thickness）3.5 mm，Sp（spacing）0.0 mm，F(xiàn)OV 38 cm×38 cm，獲得的圖像大小為512×512 pixels。膀胱在未充盈狀態(tài)下可能會使一些細(xì)微病變得以隱藏，因此，為了使膀胱盡量處于充盈狀態(tài)，要求掃描對象在進行磁共振掃描前盡量飲水，并在膀胱有膨脹感后的一段時間進行掃描。本研究主要是針對膀胱壁的三維形態(tài)特征的分析，由于所獲數(shù)據(jù)的層厚較厚，在之后三維形態(tài)學(xué)指標(biāo)的計算和分析中可能會造成信息的丟失與計算結(jié)果的不準(zhǔn)確，因此，我們對DICOM數(shù)據(jù)進行層間Cubic差值，使體素間滿足各項同性要求，體素大小為1 mm×1 mm×1 mm。

最終獲得膀胱核磁共振影像數(shù)據(jù)15例，其中，老年男性膀胱腫瘤患者8例，年齡50~80歲，同時選取年齡大于50歲的健康男性志愿者7人作為對照。所有患者均是首次確診膀胱腫瘤，之前未進行過任何手術(shù)治療。2組人員在年齡上不存在統(tǒng)計學(xué)差異。所有的患者最終經(jīng)手術(shù)病理鑒定為膀胱上皮細(xì)胞癌患者。

1.2 實驗原理

1.2.1 膀胱壁三維厚度的計算

根據(jù)分割后的膀胱壁圖像可以確定膀胱壁的內(nèi)、外表面（如圖1所示），分別用S′和S來表示。因此，最簡單和直接的膀胱壁厚度的計算方法就是找到S表面上的一點到S′表面上的對應(yīng)點，2點間的距離就是該位置的膀胱壁厚度。由于膀胱大多數(shù)區(qū)域的S和S′為曲面且不一定平行，特別是有腫瘤存在時，如圖1所示，根據(jù)S面上的Q點尋找S′面上的對應(yīng)點Q′點時，存在著多種投影結(jié)果。這就說明普通的正交投影距離無法用于膀胱壁厚度的計算，利用2個表面對應(yīng)點間的直線距離作為膀胱壁厚度可能是不準(zhǔn)確的。

因此，如何正確計算膀胱壁的三維厚度成為本研究的重要問題。為獲得膀胱壁厚度的準(zhǔn)確計算結(jié)果，本研究采用拉普拉斯偏微分方程方法，該方程描述的是在封閉區(qū)域內(nèi)從S面平緩變換到S′面的表面層次結(jié)構(gòu)，是一個關(guān)于勢能值ψ的二階偏微分方程。它的表達式為：

圖1 S和S′的相對幾何位置

為了便于計算，將S′和S表面上的勢能值ψ分別設(shè)定為0和1 V。實際上，拉普拉斯方程的一個重要特性就是從0~1 V之間存在互不相交的等勢面，如圖2所示，膀胱壁上任意一點的厚度值是場線（streamline）穿過等勢面（equipotential surface）后得到的若干線段之和，與勢能值ψ本身無關(guān)，因此，只要保證2個表面的勢能值不同即可。在獲得ψ值之后，首先根據(jù)每一個勢場中的每一體素的勢能值梯度求解得到單位向量場線，假設(shè)單位向量場線所表示的方向與從外表面S指向內(nèi)表面S′的場線方向相同，則-T→表示從內(nèi)表面S′指向外表面S的場線方向。根據(jù)微積分幾何，L0和L1滿足：

其中，L0和L1分別代表膀胱壁中的某點沿通過該點的場線分別到S和S′表面頂點的曲線長度，因此，任意一點（x，y，z）的腦皮層厚度值可以表示為：

在這一步中，本研究采用Yezzi等[9]提出的偏微分方程迭代求解算法對上式進行求解，該算法被認(rèn)為是求解拉普拉斯方程較為準(zhǔn)確、穩(wěn)定、快速的方法。

圖2 等勢面、場線與厚度的關(guān)系

1.2.2 膀胱三維厚度的標(biāo)準(zhǔn)化和導(dǎo)數(shù)分析

人體器官的形態(tài)存在個體差異，特別是膀胱，年齡、不同體位和膀胱的充盈程度等多種因素都可造成膀胱形態(tài)的差異，從而引起膀胱壁厚度值的差異。因此，膀胱壁厚度值在一定程度上需要進行標(biāo)準(zhǔn)化，我們擬分析每例數(shù)據(jù)的壁厚值相對均值的變化情

況，從而在一定程度上消除個體差異的影響。在此我們定義某一體素的厚度值與該患者的膀胱壁厚度均值的比值為相對厚度NBWT：

導(dǎo)數(shù)是函數(shù)值變化及變化快慢的直接反映。對于膀胱壁相對厚度的一階導(dǎo)數(shù)，應(yīng)有這樣的變化規(guī)律：非腫瘤組織的相對厚度變化小，其導(dǎo)數(shù)值在零附近浮動；腫瘤組織的相對厚度變化大，其導(dǎo)數(shù)值會有較大變化，特別是那些膀胱壁正常組織向腫瘤組織過渡區(qū)域的體素以及腫瘤組織向正常組織過渡的體素。因此，導(dǎo)數(shù)能很好地描述壁組織和腫瘤組織間的相對厚度值的變化信息，從而有可能用于確定膀胱壁上的腫瘤起始部位。我們以一例患者某一層的膀胱壁數(shù)據(jù)為例：如圖3（a）所示，從膀胱內(nèi)壁某一點開始，提取內(nèi)壁逆時針一周體素的相對厚度值，使內(nèi)壁上所有的相對厚度值與數(shù)據(jù)點的坐標(biāo)序號一一對應(yīng)。由圖3（b）上下2個圖對比可以看出，膀胱壁上由正常組織向腫瘤組織過渡的某些體素以及由腫瘤組織向正常組織過渡的某些體素有明顯的相對厚度變化（如圖3（b）上圖）。當(dāng)相對厚度的一階導(dǎo)數(shù)值大于零時，相對厚度增大，導(dǎo)數(shù)值越大，增大的幅度越明顯；相反，當(dāng)一階導(dǎo)數(shù)值小于零時，相對厚度減小，導(dǎo)數(shù)值越小，減小的幅度越明顯（如圖3（b）下圖）。相對厚度的變化可與對應(yīng)點的導(dǎo)數(shù)變化相呼應(yīng)，因此，我們可以通過相對厚度的導(dǎo)數(shù)值來分析腫瘤的起始部位。

（a）MRI原始圖像

圖3 膀胱壁某層厚度導(dǎo)數(shù)變化示意圖

1.2.3 形狀指數(shù)（shape index，SI）的計算

SI是圖像的三維幾何特征，能夠很好地表征膀胱內(nèi)壁上的突出物。SI可由三維圖像數(shù)據(jù)的偏微分直接計算出來[9]，偏微分算子的定義如下：

式中，o0、o1、o2分別為零階、一階、二階微分算子。α為控制光滑程度的參數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗可設(shè)為α=1。標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)ci可由積分式?jīng)Q定：

在本研究中，定義域為整個圖像域。已知圖像矩陣為I，則圖像在體素P=（x，y，z）處的偏導(dǎo)數(shù)可由下式得出：

此時，體素p的主曲率κ1（p）、κ2（p）可根據(jù)由I（p）的各階偏導(dǎo)數(shù)組成的Hessian矩陣算出，從而得出：

一般來說，膀胱內(nèi)壁上的腫瘤部分的底部是凹槽狀（rut-shaped），而腫瘤的頂部中心為帽狀（capshaped）。如圖4所示，不同的近似形狀可得到不同的SI值，根據(jù)設(shè)置的SI閾值的不同，可檢測體素是否為膀胱腫瘤疑似區(qū)域的底部或頂部。

圖4 不同SI值與相應(yīng)形狀的對應(yīng)關(guān)系

1.3 實驗步驟

本實驗分為3個主要的步驟：（1）使用拉普拉斯偏微分方程進行膀胱壁體素三維厚度的計算，并計

算對應(yīng)的相對厚度進行分析。（2）對計算出的膀胱壁體素的相對厚度值進行導(dǎo)數(shù)分析。（3）進一步計算膀胱壁所有體素的SI值并進行分析。上述步驟中所有程序均使用Matlab2010b編寫，所有統(tǒng)計分析使用SPSS19.0進行。正常膀胱壁組織以及腫瘤組織的邊緣勾勒均由放射醫(yī)生完成。

2 結(jié)果

通過Matlab2010b編程求解拉普拉斯偏微分方程，計算出每例數(shù)據(jù)中膀胱壁每個體素的厚度值和每例數(shù)據(jù)的厚度最大值、最小值、均值以及標(biāo)準(zhǔn)差，通過厚度值和均值的比得到每個體素的相對厚度值，結(jié)果見表1。

表1 所有數(shù)據(jù)的厚度、厚度均值、標(biāo)準(zhǔn)差以及相對厚度變化區(qū)間mm

為了研究患者總體和志愿者總體在膀胱壁體素三維厚度值這一指標(biāo)上是否存在統(tǒng)計學(xué)意義上的顯著差異，我們利用統(tǒng)計學(xué)軟件SPSS19.0對2組數(shù)據(jù)的膀胱壁體素的三維厚度均值做2個獨立樣本的t檢驗，通常我們選取檢驗水平α=0.05。由表2中的Levene′s方差齊性檢驗結(jié)果可以看出，P值=0.489＞0.05，因此，我們認(rèn)為2個獨立樣本間方差無顯著性差異，即滿足方差齊次的條件，符合t分布。t檢驗結(jié)果表明，P=0.002＜0.05，也就是說患者組與志愿者組的膀胱壁體素的三維厚度均值具有顯著性差異。從2個樣本的均值來看，患者組的膀胱壁體素的三維厚度均值分布較志愿者組顯著偏高。

表2 患者組和志愿者組三維厚度均值的獨立t檢驗結(jié)果

雖然膀胱壁體素的三維厚度均值在患者組和志愿者組呈現(xiàn)出顯著差異，但由于個體差異，三維厚度均值仍然無法很好地描述腫瘤區(qū)域的形態(tài)變化。通過分析15例數(shù)據(jù)的相對厚度變化發(fā)現(xiàn)，志愿者組膀胱壁體素的三維厚度值雖然個體差異較明顯，但對應(yīng)的相對厚度值的最大值在1.5附近變化，而患者組的相對厚度最大值均大幅超出1.5。假設(shè)相對厚度值1.5為腫瘤與正常壁組織的界限，用NBWT=1.5作為閾值研究患者的膀胱壁組織和腫瘤組織相對厚度的差異。以某例患者的含腫瘤的3層數(shù)據(jù)為例，圖5為這3層的原始MRI影像，從中可清楚觀察到膀胱右側(cè)壁上的菜花狀腫瘤；圖6分別用不同顏色標(biāo)示出對應(yīng)層的膀胱壁的相對厚度情況：相對厚度值越大，顏色越接近紅色；相對厚度值越小，顏色越接近藍(lán)色。由此可看出腫瘤部分的相對厚度值明顯超出1.5。圖7所示為用NBWT=1.5作為閾值篩選出的相對厚度大于1.5的體素形成的區(qū)域。對比圖6與圖7得到以下結(jié)論：用NBWT=1.5作為閾值所篩選出的體素形成的區(qū)域與膀胱腫瘤的主體部位基本吻合，但是屬于膀胱壁正常組織與腫瘤組織的過渡區(qū)域的一部分體素未被篩選出。

圖5 某患者3層原始MRI圖像（右側(cè)壁上腫瘤清晰可見）

圖6 與原始MRI相對應(yīng)的相對厚度值的彩色映射

圖7 以NBWT=1.5閾值篩選出的體素區(qū)域

求出15例數(shù)據(jù)中每一層體素逆時針方向排列的相對厚度的導(dǎo)數(shù)值，通過對表3中所有數(shù)據(jù)的相對厚度的導(dǎo)數(shù)值變化范圍的觀察發(fā)現(xiàn)，志愿者組的導(dǎo)數(shù)值基本在[-0.1，0.1]范圍內(nèi)變化，也有個別超出此范圍的體素。按膀胱內(nèi)壁上體素的逆時針順序觀察患者組的正常組織向腫瘤組織過渡的部位，即厚度開始大幅明顯增厚的部位，相對厚度一階導(dǎo)數(shù)值有大于0.1的趨勢，而腫瘤組織向正常組織過渡的部位，即厚度值開始大幅明顯減小的部位，相對厚度一階導(dǎo)數(shù)值有小于-0.1的趨勢。根據(jù)這一規(guī)律，將

15例數(shù)據(jù)進行篩查，我們發(fā)現(xiàn)，在患者組數(shù)據(jù)中，相對厚度一階導(dǎo)數(shù)值大于0.1的點和小于-0.1的點絕大多數(shù)位于腫瘤組織和正常壁組織的過渡區(qū)域，且分布集中，有區(qū)域關(guān)聯(lián)。同樣，在志愿者數(shù)據(jù)中也有極少數(shù)滿足一階導(dǎo)數(shù)值大于0.1和小于-0.1的體素，但分布是分散無區(qū)域關(guān)聯(lián)的。

表3 15例數(shù)據(jù)的一階導(dǎo)數(shù)變化區(qū)間

以某患者數(shù)據(jù)和志愿者數(shù)據(jù)的某層為例，患者數(shù)據(jù)選擇腫瘤層，圖8為二者的MRI原始圖像，左圖為患者的MRI圖像，右圖為志愿者的MRI圖像，繪制出對應(yīng)層的相對厚度和相對厚度的一階導(dǎo)數(shù)變化趨勢圖，如圖9、10所示。

圖8 患者數(shù)據(jù)（左）和志愿者數(shù)據(jù)（右）的某一層MRI原圖

圖9 患者數(shù)據(jù)對應(yīng)層的膀胱內(nèi)壁體素逆時針順序的相對厚度變化與導(dǎo)數(shù)變化對比圖

從圖9中可以看出，患者腫瘤層中的正常壁組織到腫瘤組織和腫瘤組織到正常壁組織的過渡體素都在相對厚度變化圖和一階導(dǎo)數(shù)變化圖中可清晰地反映。當(dāng)正常組織向腫瘤組織趨近時，相對厚度開始增加，以大于0.1的速率增加且達到最大相對厚度值。當(dāng)腫瘤組織開始向正常組織趨近時，相對厚度開始減小，以小于-0.1的速率減小且達到正常值，這一系列數(shù)值上的變化規(guī)律與腫瘤組織在形態(tài)上的變化規(guī)律一致。由此可知，患者組數(shù)據(jù)因含有腫瘤而引起厚度的明顯變化導(dǎo)致相應(yīng)的導(dǎo)數(shù)變化幅度較大，且正向變化和反向變化成對出現(xiàn)，描述了2種組織間的過渡狀態(tài)。

從圖10可知，志愿者的相對厚度值變化范圍不大，因此，其導(dǎo)數(shù)變化也較為平緩，沒有較大波動，且始終保持在[-0.1，0.1]的范圍內(nèi)。分析7例志愿者數(shù)據(jù)，均可得出此結(jié)論。

根據(jù)實驗原理1.2.3中的方法計算出膀胱壁各體素的SI值，不同組織的變化區(qū)間見表3。

圖10 志愿者數(shù)據(jù)對應(yīng)層的膀胱內(nèi)壁體素逆時針順序的相對厚度變化與導(dǎo)數(shù)變化對比圖

表3 15組數(shù)據(jù)的SI變化區(qū)間

在一篇檢測結(jié)腸息肉疑似區(qū)域的文獻中提到[9]，可根據(jù)預(yù)先設(shè)置的SI閾值區(qū)間進行結(jié)腸息肉疑似區(qū)域的篩選。由于膀胱腫瘤組織與結(jié)腸息肉在大體形態(tài)上有相似性，因此，應(yīng)設(shè)置SI區(qū)間[0.9，1.0]用于疑似區(qū)域的篩選，從而篩選出具有帽狀形態(tài)且CV在閾值區(qū)間內(nèi)的區(qū)域。通過對篩選過程的觀察和表3中計算出的SI與CV的變化范圍，我們發(fā)現(xiàn)，利用以上閾值可以篩選出膀胱腫瘤的主體部分，但腫瘤組織底部與正常壁組織臨近的過渡區(qū)域通常不會表現(xiàn)為帽狀而表現(xiàn)為凹槽狀，對應(yīng)的SI值范圍大致

為[0，0.1]，因此，我們選取更為合理的SI取值范圍，腫瘤主體區(qū)域的SI取值區(qū)間應(yīng)為[0.9，1.0]，而腫瘤底部與正常壁組織鄰近的過渡區(qū)域的SI取值區(qū)間應(yīng)為[0，0.1]。

利用以上取值范圍對膀胱壁體素進行腫瘤疑似區(qū)域的篩選，所篩選出的區(qū)域涵蓋了腫瘤的主體和過渡區(qū)域的絕大部分體素，為腫瘤區(qū)域的確定提供了初步依據(jù)。

3 討論

通過實驗結(jié)果可以得出，膀胱壁的三維厚度在患者和志愿者之間存在顯著的統(tǒng)計學(xué)差異。當(dāng)體素位于腫瘤主體部分時，其相對厚度值NBWT有大于1.5的趨勢，SI值有很大可能性落在[0.9，1]區(qū)間內(nèi)；當(dāng)體素位于腫瘤與正常壁組織過渡部位時，相對厚度的一階導(dǎo)數(shù)值有大于0.1或小于-0.1的趨勢，SI值有很大可能性落在[0，0.1]區(qū)間內(nèi)。

實驗結(jié)果顯示，基于膀胱MRI影像分析膀胱壁相對厚度值、導(dǎo)數(shù)特征及形狀特征可有效反映膀胱腫瘤區(qū)域的形態(tài)變化，為進一步分析打下基礎(chǔ)。本實驗也存在影響實驗準(zhǔn)確性的因素：（1）不同醫(yī)生勾勒的膀胱壁會有一定差異，所以，單人手工勾勒會造成誤差增加。（2）本實驗選取的病例數(shù)偏少，應(yīng)進一步增加病例數(shù)量。（3）本實驗初步說明了膀胱壁的壁厚變化和形狀特征與腫瘤組織的聯(lián)系，但并不能確定腫瘤的性質(zhì)和浸潤深度。今后可采用幾何特征和紋理特征相結(jié)合的方法，聯(lián)合判斷腫瘤性質(zhì)及浸潤深度。

4 結(jié)論

對膀胱壁腫瘤區(qū)域與非腫瘤區(qū)域的三維形狀變化特征的研究目前并不多。本實驗使用膀胱壁體素的三維厚度、相對厚度及導(dǎo)數(shù)分析結(jié)合形狀指數(shù)的方法研究正常膀胱壁和腫瘤區(qū)域的形狀變化，初步揭示了膀胱壁的厚度及形狀特征的變化程度與膀胱腫瘤組織的關(guān)系，這些特征和關(guān)系可用于腫瘤疑似區(qū)域和腫瘤性質(zhì)的進一步判定，從而為虛擬膀胱鏡檢查提供更多的診斷信息，為其作為膀胱腫瘤的無創(chuàng)篩查及治療后的隨訪手段提供支持。

[1]American Cancer Society.Cancer Facts and Figures 2012[S].Atlanta：American Cancer Society，2012.

[2]Boyle P，Levin B.World Cancer Report 2008[S].Lyon：International Agency for Research on Cancer（IARC），2008.

[3]Grasso M.Bladder cancer：a major public health issue[J].European urology，2008，7（7）：510-515.

[4]Jacobs B L，Lee C T，Montie J E.Bladder cancer in 2010：how far have we come[J].CA Cancer J Clin，2010，60（4）：244-272.

[5]Merkle E，Wunderlich A，Aschoff A J，et al.Virtual cystoscopy based on helical CT scan datasets：perspectives and limitations[J].Br J Radiol，1998，71（843）：262-267.

[6]Suleyman E，Yekeler E，Dursun M，et al.Bladder tumors：virtual MR cystoscopy[J].Abdom Imaging，2006，31（4）：483-489.

[7]Yoshida H，Masutani Y，MacEneaney P，et al.Computerized detection of colonic polyps in CT colonography based on volumetric features：a pilot study[J].Radiology，2002，222（2）：327-336.

[8]Summers R M，Beaulieu C F，Pusanik L M，et al.Automated polyp detection for CT colonography：feasibility study[J].Radiology，2000，216（1）：284-290.

[9]Yezzi A J Jr，Prince J L.An Eulerian PDE approach for computing tissue thickness[J].IEEE Trans Med Imaging，2003，22（10）：1 332-1 339.

（收稿：2013-05-06 修回：2014-01-05）

英國《科學(xué)文摘》（SA）收錄本刊2012—2013年發(fā)表113篇論文索引（二）

（索引項目：題目，作者姓名，卷號，期號，頁碼，月份，年份）

15.Temperature Detection of Coil in High-frequency Repetitive Magnetic Stimulator

Ren Zheng,Li Ying,Ma Ren,Li Guo-liang,Yin Tao,Liu Zhipeng（v 34,n 4,p 4-6,20,April.2013）

16.Application of Dual-energy Image Fusion in Abdominal CT Angiography

Yang Cheng,Cao Jian-xin,Wang Yi-min,Huang Yi（v 34,n 1,p 55-57,76,Jan.2013）

17.Design of Visualized Heart Sound Diagnosis Teaching System

Quan Xue-feng,Huang Wen-hai,Chang Meng-xing（v 34,n 1,p 15-18,Jan.2013）

18.Scheme of Network Reconstruction for Large-scale Hospital Information System

Wang Tang-hu（v 34,n 1,p 51-22,Jan.2013）

19.Analysis of Daily QA Stability for Cyberknife System

Gong Han-shun;Ju Zhong-jian;Ou Guang-ming;Yang Yan（v 34, n 1,p 107-109,Jan.2013）

20.Comparison of Physical Wedge,Dynamic Wedge and IMRT When Used for Compensation of Breast Cancer Treatment

Li Cheng-jun（v 34,n 1,p 114-115,Jan.2013）

21.Function and Realization of Ultrasonic Atomized Medicine Introduction Table

Yang Wei,Yang Qian-na（v 34,n 4,p 29-31,April.2013）

22.Development of Low-radiation Phantom for Performance Tests of Nuclear Medical Image Equipment

Sun Zhi-hui,Yang Dong,Xu Huan,Li Yong-xue（v 34,n 2,p 15-17,Feb.2013）

（????）（????）

23.Improvement of Sheeting of Traction-table-aided Reposition for Hip Fracture Operation

Sun Xiao-hong,Yin An-chun,Liu Yong-ning,Lin Jing,Wang Fei-fe（iv 34,n 4,p 75-6,103,April.2013）

24.High-efficiency Maintenance of Medical Equipment Supplier amp;Maintainer Query Database Based on Hospital LAN

Huang Jin-qing,Cheng Guang-bin,Ma Cheng-hua（v 34,n 1,p 47-48,106,Jan.2013）

25.Development and Application of Hospital Follow-up System

Liu Bing-chun,Wang Xiao-hong,Wang Zhi-wen,Xiao Yungping,Ma Yu-xiang（v 34,n 1,p 53-54,Jan.2013）

26.Design and Implementation of Remote Medical Education System for Island Troops

Wang Xiao-hong,Sui You-le,Wang Hui,Xiao Yong-ping,Liu Bing-chun,Ma Yu-xiang（v 34,n 2,p 25-26,Feb.2013）

27.Design and Implementation of Second Start-up of Oxygen Generation System When Train Passing Neutral Section

Chen Yu,Shi Mei-sheng,Xiang Yu,Wang Ji-hu,Yu Yi-hua; Liang Yong-ting,Li Wei（v 34,n 2,p 5-7,Feb.2013）

（????）（????）

28.Application Research of Biofeedback Method Based on Heart Rate Variability

Jiang Ke,Ge Hong,Liu Wei,Hu Xiao-lin,Zhang Yung-bao,Lv Xiao-dong（v 34,n 4,p 12-13,23,April.2013）

29.Design and Application of New Head Phantom EIT Experimental Device

Yang Run-nan,Yin Ji-yun,Duan Feng,Shi Xue-tao,Dong Xiuzhen,We Jie-ran,Li Wen-jing,Jin Hong-jun,Wan Ke（v 34,n 4,p 1-3,April.2013）

30.Application of Single Chip Micyoco to X980E Control Console of X-ray Machine

Yin Jin-yang,Chen Bing-hong,Shi Heng（v 34,n 2,p 129-132, Feb.2013）

31.Application of Thermoluminescent Irradiator in Individual Dosimetry Calibration

Tang Mu-tao,Li Qi-hui,Wang Xiu-de,Sun Hua-bin,Zhang Hui-bin,Wang Qian（v 34,n 2,p 109-110,Feb.2013）

32.Comparative Evaluation of TOF-MRA and 3D CE-MRA in Stroke Diagnostics

Zhang Jun,Chen Xin,Bi Jun,Lu Guang-ming,Zheng Ling（v 34,n 4,p 56-59,April.2013）

33.Numerical Simulation for Steering Resistance of Some Tracked Emergency Ambulance

Zhao Xiu-guo,Xu Xin-xi,Tan Shu-lin,Liu Ya-jun,Gao Zhenhai（v 34,n 1,p 4-7,Jan.2013）

34.Experimental Study of Multi-wall Carbon Nanotubes Modified Cyanoacrylate Medical Adhesive

Liu Shi-luan,Liang Xiang-dang,Zhang Jun-ying,Sun Geng,Song Yao-yao（v 34,n 1,p 12-14,Jan.2013）

35.Design and Application of Nasopharyngeal Airway with Side Holes

Jiang Wei,Yang Jian-ping（v 34,n 2,p 30-31,Feb.2013）

36.Curative Effect Evaluation of Silicone Cream Combined with Elastic Sleeve for Postburn Hyperplastic Scar

Li Yun-xin;Liu Hong-qi（v 34,n 4,p 60-61,April.2013）

37.Research of Cranial Perfusion Image Based on Neural Network Integration Model

He Hong-lin,Zhao Yu-xin,Qian Jun,Huang Wei-cai（v 34,n 1,p 19-21,31,Jan.2013）

（????）（????）14,20,Feb.2013）

43.Design and Application of Barcode-based Blood Donor Information Management System Based on No.1 Military Medical Project

Ma Yin-tu,Wang Jing,Li Zhen-qi,Wang Gong-yin,Gao Jun,Li Zhu（v 34,n 4,p 35-37,April.2013）

44.Realtime Recognition of Attention State by Complexity Analysis of EEG Signal Using Wavelet Packet Decomposition and Support Vector Machine

Lu Rong,Huang Li-yu,Jin Lang（v 34,n 2,p 1-4,7,Feb.2013）

45.Research Progress of Magnetic Induction Tomography System and Experimental Results

Wang Lei,Liu Rui-gang,Zhou Wei,Dong Xiu-zhen（v 34,n 2,p 85-88,Feb.2013）

46.Working Principle and Fault Analysis of Tube Voltage Adjustment Circuit for High-frequency X-ray Machine

Zhao Xiang-kun,Yu Guang-hao,Li Yong-sheng（v 34,n 2,p 133-135,Feb.2013）

38.Development of Simulating Training Equipment Research in Traditional Chinese Medicine

Xie Xin-wu,Yang Jian,Qin Xiao-li,Sun Qiu-ming,Ni Ai-juan, Wei Gao-feng,Tian Feng（v 34,n 2,p 89-90,93,Feb.2013）

39.Dynamic Analysis and Optimizing of Monitor Mounting Bracket Based on Virtual Prototyping Technology

Leng Ai-ling,Li Shu-guang,Zhang Zhi-gang,Fan Li-dong,Xiao Nan,Zhang Ping（v 34,n 4,p 18-20,April.2013）

40.Development and Application of Vehicle-mounted Medium C-arm Angiography System

Sun Jing-yang,Liang Ming,Yao Tian-ming,Yu Jian-hao,Wang Dong-hui,Han Ya-ling（v 34,n 2,p 8-11,Feb.2013）

41.Development and Clinical Application of Multi-function Device for Preventing Begma from Spewing

Wang Jia-song,Wang Cui-yan,Zhao Kui（v 34,n 4,p 27-28,31, April.2013）

42.Design of Data Transmission in Home Health Care Based on USB

Wang Wei-xia,Huang Yue-shan,Wu Xiao-ming（v 34,n 2,p 12-

（????）（????）

Xue Hui-jun,Li Sheng,Lu Guo-hua,Zhang Yang,Jiao Teng, Wang Jian-qi,Jing Xi-jing（v 34,n 2,p 21-22,Feb.2013）

51.Optimization of CT Scanning Parameters of Positron E－mission Computed Tomography

Zong Zhao-yi,Ding Yong,Liu Yan-bing,Long Ya-hong（v 34,n 4,p 95-96,132,April.2013）

52.Application of VARIAN Rigid Registration in Radiotherapy of Brain Cancer

Li Cheng-jun,Xu Li-ming（v 34,n 2,p 72-73,83,Feb.2013）

53.Upgrade of Database and Server Operating System

Zhou Rong-rong,Ji Ya-liang（v 34,n 4,p 42-43,59,April.2013）

47.Development and Application of Automatic Transfusion Alarming Device

Huang Mei-xia,Yan Tan（v 34,n 1,p 38-39,Jan.2013）

48.Integrated Water Treatment Device for Hospital CSSD

Chen Ke,Wang Qing-mei,Luo Yue-quan,Zhang Qi-xia,Li Bin, Wei Jing-rong（v 34,n 1,p 34-36,Jan.2013）

49.Structure and Application of Remote Pathology Consultation System

Hu Dong-sheng,Wu Tian-shun,Bi Yan-feng,Wang Bin-bin,Xu Mai-zhen（v 34,n 1,p 40-41,Jan.2013）

50.Non-contact Speech Enhancement Algorithm Based on Wavelet Packet Adaptive Threshold

（????）（????）

54.Principles of Five Tracing Methods for CyberKnife

Wang Jing-sheng,Li Feng-tong,Dong Yang,Song Yong-chun,

Yuan Zhi-yong（v 34,n 4,p 130-132,April.2013）

55.Solution for Regional Healthcare under Framework of Intelligent City

Feng Xin,Zhang Yi-shan,Li Wei,Wang Shi-quan,He Xiao-gang（v 34,n 4,p 38-41,61,April.2013）

56.Development of Exoskeleton Robot Study

Chai Hu,Shi Cai-hong,Wang He-yang,Zhang Kun-liang,Yang Kang-jian,Zhao Run-zhou,Zhang Xi-zheng（v 34,n 4,p 81-84,April. 2013）

57.Advantages of Breast Bracket in Radiotherapy of Breast Cancer

Wang Peng,Yang Xiao-wei,Hou Bo,Li Bing,Zhu Xi-xu（v 34,n 1,p 69-70,Jan.2013）

58.Study of Time-of-flight Influence on Image Quality by PET/CT Scanner

Wang Feng,Zhang Yan,Zhao Wei,Zhu Hua,Xie Qing,Zhou Nina,Yu Jiang-yuan,Li Nan,Wang Xue-juan,Yang Zhi（v 34,n 1,p 8-11,Jan.2013）

59.Performance Analysis of Flatbed-type Sterilization Trailer of Medical Materials

Wu Qiu-ju,Sun Jing-gong,Wu Li-hua（v 34,n 4,p 32-34,49, April.2013）

60.Development and Clinical Application of Multifunctional Airflow Sensor

Wang Jia-song（v 34,n 2,p 32-33,Feb.2013）

61.Design of NBC Decontamination Sewage Collection and Treatment System

Yuan Ying-hai,Zhu Meng-fu,Su Hong-bo,You Xiu-dong,Niu Fu（v 34,n 1,p 79-80,126,Jan.2013）

62.Ultrasound-guided Techniques for Puncture and Catheterization of Internal Jugular Vein in Patients with Severe Trauma

Fan Juan,Li Hong,Du Jian-wen（v 34,n 1,p 61-62,Jan.2013）

63.Discussion on Data Management of Hospital Information System

Li Xun-dong,Xiao Bao-ju（v 34,n 1,p 49-50,54,Jan.2013）

（????）（????）

64.Tracked Robot Motion Control Based on Fuzzy PID

Yang Kang-jian,Shi Cai-hong,Zhang Xi-zheng（v 34,n 4,p 10-11,25,April.2013）

65.Research of Community Health Service Platform Based on.NET

Zhao Qiu-fen,Huang Yue-shan,Wu Xiao-ming（v 34,n 4,p 50-51,87,April 2013）

66.Hardware amp;Software Design for Monitoring System of Large-scale Oxygen Generator in Hospital

Hu Dong-tao,Yang Ming,Li Song,Zhang Kang（v 34,n 4,p 14-17,72,April.2013）

67.Effect of Ultrapure Water Combined with High-flux Dialysis on Nutritional Status in Diabetic Patients with Maintenance Hemodialysis

Cui Ling,Tang Min,Xue Lan-fen,Yin Yu-mian（v 34,n 4,p 52-53,111,April.2013）

68.Safe Operation of Magnetic Resonance Imaging System

Sun Yan-quan,Zhang Lian-giang,Ji Jia-hong,Hou Kai-jiang, Wang Li-yuan（v 34,n 2,p 111-112,115,Feb.2013）

69.Control Circuit Design for Medical LED Headlamp Based on HT66F20

Zhou Wen-guang,Wei Pei-de,Xu Xin-jian,Kong Yue（v 34,n 4, p 21-23,April.2013）

70.Application of nRF905-based Active RFID to Infusion Calling System

Ren Guo-hong（v 34,n 2,p 37-39,Feb.2013）

71.Design and Application of PICC Indwelling Information Management System Based on Electronic Medical Record

Tang Xiong（v 34,n 2,p 45-46,Feb.2013）

72.Design and Application of Information Security Management Toolkit

Shan Lei-jing,Guo Han,Liu Ji-liang,Li Bo-xiang（v 34,n 2,p 50-52,81,Feb.2013）

73.Design and Development of Household Herb Decocting Machine Based on AVR Microcontroller

Xiang Yu,Zhang Xiao-xiao,Zhu Bin,Chong yin-bao（v 34,n 1,p 22-24,Jan.2013）

74.Study on Reliability Engineering and Course Construction of Bio-medical Engineering

Wu Xiao-ming,Luo Er-ping,Shen Guang-hao,Xie Kang-ning, Tang Chi,Yan Yi-li,Liu Juan（v 34,n 1,p 131-132,Jan.2013）

（????）（????）

75.Design and Realization of Outpatient Operation Management Data Acquisition and Analysis System

Wang Zhi-yong,Yang Hua（v 34,n 1,p 42-44,Jan.2013）

76.Automatic Detection System Based on Matlab for CT Slice Thickness and Number Linearity

Li Tao,Li Yi-yong,Mi Yong-wei（v 34,n 2,p 18-20,Feb.2013）

77.Application of 3D-CRT Technology for Craniospinal Radiation by CT Simulation

Zhang Heng,Wang Kun-liang,Chang Hao,Liang Jun,Yu Dequan（v 34,n 4,p 54-55,April.2013）

78.Design of ECG Signals Analysis System Based on FPGA

Huang Biao,Li Feng,Zhu Wen-juan（v 34,n 2,p 23-24,42,Feb. 2013）

79.High Security and Intelligentization in Network-based Medical Examination System

Ren Bing,Shi Jian-hui,Shi Zhao-rong,Zhu Shi-jie,Liu Ling-xin, Shi Ping（v 33,n 12,p 33-35,Dec.2012）

80.Implementation of Heterogeneous Medical Information System Data Integration Based on Biztalk Server

Peng Da-ming,Luo Zhi-da,Zhang Ning,Yu Xue-fei,Gao Yu-lin（v 33,n 12,p 36-39,44,Dec.2011）

81.MCU-based Audio-video System for Remote Consultation by Shelter Hospital of Chinese People's Armed Police Forces

Wen Jian,Fan Hao-jun,Hou Shi-ke（v 33,n 12,p 79-80,Dec. 2012）

82.Principle for Selection of DSCT Neck CTA Scanning Program

Chen Xin,Gu Hai-feng,Zhou Chang-sheng,Luo Song,Zheng Ling（v 33,n 12,p 56-59,Dec.2012）

（????）（????）

83.Enhancement of Medical Equipment Based on Hospital Grade Review

Xu Hai-qin,Cao Tie-jun,Yin Zhao-qing（v 33,n 12,p 129-130, Dec.2012）

84.Design and Development of Portable Medical AC-DC Centrifuge with Adjustable Balance

Wang Bao-guang,Yu Hong-bo（v 33,n 12,p 27-28,Dec.2012）

85.Difficulty and Countermeasures of Medical Equipment Quality Control Test

Li Bei-qiang,Lu Xu-huai,Xu Ke-wei（v 33,n 12,p 123,128, Dec.2012）

86.Development and Application of Execution Place Payment System

Tang Chan-yi,Liu Min-chao（v 33,n 12,p 40-41,86,Dec.2012）

87.Matlab-based Automatic Detection System for CT Spatial Resolution

Li Yi-yong,Li Tao,Mi Yong-wei（v 33,n 12,p 14-15,47,Dec. 2012）

88.Instrument Maintenance Safety and Protection for Medical Equipment Technical Service

Zhang Kang,Zhang Yan,Meng Jiang,Li Song,Zhang Ming-hai, Zhao Yong（v 33,n 12,p 124-125,Dec.2012）

（待續(xù)）

MRI-based 3D Morphological Variation of Bladder Tumor

ZHANG Xi,LIU Yang,ZHANG Guo-peng,LU Hong-bing
(School of Biomedical Engineering,the Fourth Military Medical University,Xi'an 710032,China)

Objective To provide evidences for diagnoses of bladder tumors by using the information of bladderwall thicknessandmorphologicalvariation ofMRIimaging.Methods MRIimages ofbladderwere collected and the bladderwallwas sectionedmanually.Then the3D bladderwall thicknessofeach voxelwas computed to obtain the relative thickness value and correspond-ing firstderivative ofeach voxeland finally the SIvalue.All the datawere analyzed.Results Therewas significantdifference be-tween the 3D bladderwall thickness of the patientand thatof the volunteer.When the value of NBWTwasmore than 1.5,thevoxelwashighly probably located in themain portion of the bladder tumor;when the value of the firstderivative of NBWTwasmore than 0.1 or less than-0.1,the voxelwashighly probably located in the transition region.Conclusion The 3D bladderwallthickness,relative thicknessand SIcan be used as the features to distinguish the abnormalarea and normalarea of the bladderwall.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（3）：1-6]

bladder tumor;MRI;VCy;3D morphological feature

R318；R445

A

1003-8868（2014）03-0001-06

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.03.001

國家自然科學(xué)基金（81230035，81071220）

張 曦（1988—），女，碩士研究生，研究方向為基于虛擬膀胱鏡的無創(chuàng)膀胱腫瘤檢測和分期方法，E-mail：angelaluu511@gmail.com。

710032西安，第四軍醫(yī)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院（張 曦，劉洋，張國鵬，盧虹冰）