基于CT影像的肺葉自動分割算法研究.pdf

1、對于全球來說，肺癌已經(jīng)成了癌癥死亡的首要原因。外科切除患癌肺葉是治療肺癌的首選方法。相對于醫(yī)生直接判讀二維CT圖像來制定肺癌手術(shù)計劃，用計算機(jī)來解析肺部CT圖像并提供肺腔的三維可視化在外科手術(shù)規(guī)劃中具有絕對優(yōu)勢，在基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用等方面發(fā)揮極其重要的作用。而準(zhǔn)確地識別肺葉裂隙進(jìn)行肺葉分割是三維可視化和手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)的關(guān)鍵。
　　在肺部CT圖像上，肺葉裂隙具有對比度差、噪聲、邊界模糊等特點(diǎn)，而高分辨率CT圖像中裂隙周圍結(jié)構(gòu)細(xì)小的血管

2、使裂隙的準(zhǔn)確檢測變得更加困難。本論文提出了一種新的肺葉自動分割算法。算法采取三個階段的方法來處理一組CT圖像。在第一階段的預(yù)處理，用三維的區(qū)域生長來提取一個肺的肺區(qū)，經(jīng)過形態(tài)學(xué)的膨脹和腐蝕處理后，對得到的肺區(qū)進(jìn)行閾值分割，將主要的氣管壁和血管的部分移除。在第二階段，采用自適應(yīng)裂隙掃描，基于一般肺部解剖學(xué)知識大致確定肺葉裂隙所在區(qū)域，用Hessian矩陣增強(qiáng)找到的裂隙區(qū)域，再使用統(tǒng)一代價搜索來提取出肺葉裂隙的確切位置，得到初步的裂隙。在第

3、三階段，從已經(jīng)找到的裂隙上的點(diǎn)中選取特征點(diǎn)，并計算相對應(yīng)的附加控制點(diǎn)，進(jìn)行基于徑向基函數(shù)的隱式曲面擬合，最終得到完整的裂隙曲面并可視化自動分割完成的肺葉。
　　算法充分考慮肺葉裂隙的形態(tài)特征，不僅包括傳統(tǒng)算法中針對左右肺斜裂隙的分割，而且對三個肺葉的右肺的分割也做了詳細(xì)介紹，邏輯緊密，條理清晰，給程序設(shè)計帶來很大的方便。利用10組患者數(shù)據(jù)對算法進(jìn)行測試，結(jié)果表明算法適應(yīng)性強(qiáng)，可用于左右肺5個肺葉的分割，并且平均準(zhǔn)確率達(dá)到92.83