基于胸部CT序列圖像的肺區(qū)自動(dòng)分割算法研究.pdf

1、近年來(lái)，環(huán)境污染問(wèn)題日益突出，許多國(guó)家和地區(qū)霧霾天氣頻發(fā)，導(dǎo)致很多人的呼吸系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題。肺癌是呼吸系統(tǒng)疾病中最為嚴(yán)重的疾病，肺癌的發(fā)病率占各種惡性腫瘤的首位，全球每年大約有130萬(wàn)人因肺癌而死亡。如果肺癌患者能在早期被發(fā)現(xiàn)、診斷和治療，其生存率將會(huì)大大地提高。因此，肺部疾病的早期診斷和治療就顯得非常重要。
　　多層 CT的低劑量掃描易于發(fā)現(xiàn)肺部病變和顯示病變特征，但是隨著 CT技術(shù)的發(fā)展，單個(gè)病人一次檢測(cè)的切片數(shù)隨著切片厚度的變薄

2、而增加，如果診斷醫(yī)生通過(guò)逐張切片的查閱，來(lái)確診病例，大量的CT圖像數(shù)據(jù)會(huì)帶來(lái)巨大的工作量。隨著三維可視化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，越來(lái)越多的醫(yī)生習(xí)慣于通過(guò)影像的三維重建來(lái)分析病例。然而 CT檢查時(shí)，是對(duì)患者的整個(gè)胸腔進(jìn)行掃描，胸腔內(nèi)還包含其它內(nèi)臟和組織，導(dǎo)致三維可視化重建后，其它高密度組織將肺部區(qū)域遮擋住，診斷醫(yī)生無(wú)法通過(guò)胸部 CT序列的三維重建來(lái)查看肺部區(qū)域。因此，需要將肺部區(qū)域以外的其它組織和干擾區(qū)域去除，方便診斷醫(yī)生查看。
　　肺部疾

3、病種類(lèi)繁多，影像表現(xiàn)也極其復(fù)雜，為了將肺區(qū)與胸腔內(nèi)的其他組織分離，并精確的保留病灶區(qū)域，提高診斷醫(yī)生的工作效率，本文對(duì)從胸部 CT序列圖像中自動(dòng)分割出完整的肺部區(qū)域算法進(jìn)行了研究。首先研究了肺部區(qū)域的初提取方法。在初提取肺部區(qū)域過(guò)程中，提出了通過(guò)形態(tài)學(xué)或者歐氏距離變換以及區(qū)域填充的方法，去除軀干外與軀干壁粘連的干擾區(qū)域。該方法在去除干擾區(qū)域的同時(shí)，保留了肺部的初始輪廓。然后分析了幾種應(yīng)用較廣泛的肺部區(qū)域修補(bǔ)方法，包括形態(tài)學(xué)的閉操作、滾球

4、法與滾圓法、基于局部二維凸包的方法，并提出利用歐氏距離變換進(jìn)行肺部區(qū)域的修補(bǔ)?；跉W氏距離變換的肺區(qū)修補(bǔ)相對(duì)于其它幾種修補(bǔ)算法而言，修補(bǔ)后的肺部邊界更平滑，而且能解決初提取出的肺部區(qū)域不只兩個(gè)時(shí)的修補(bǔ)問(wèn)題。為了能很好的將氣管區(qū)域剔除，最后本文提出了一套基于肺部的三維形態(tài)特征的肺部區(qū)域自動(dòng)分割算法。該算法將肺部初提取和修補(bǔ)算法進(jìn)行整合，并通過(guò)氣管的連通區(qū)域個(gè)數(shù)、氣管連通區(qū)域的像素個(gè)數(shù)和圓形度將肺部 CT序列分為肺尖段、中段、底端和不包含肺