基于肝臟CT的腫瘤三維形態(tài)和紋理變化檢測.pdf

1、肝癌是我國最為常見的一種惡性腫瘤，嚴(yán)重威脅到了人類生命健康，如何預(yù)防和治療肝癌成為人類醫(yī)療領(lǐng)域的極大挑戰(zhàn)。通過CT序列可以得到豐富的腫瘤信息，將這些信息以各種直觀的形式展現(xiàn)出來可以幫助臨床醫(yī)生更好的分析病情。本文基于CT圖片序列，著重從三維形態(tài)和三維紋理兩個(gè)方面進(jìn)行腫瘤變化分析，從而進(jìn)一步推斷腫瘤療效:
　　首先，在進(jìn)行腫瘤變化分析之前，需要從CT序列中分割出腫瘤區(qū)域并進(jìn)行三維重建，排除其他組織對后續(xù)分析的影響。在分割階段，為了能

2、夠得到理想的分割結(jié)果，為后續(xù)療效分析鋪墊基礎(chǔ)，采用了先預(yù)處理，后粗分割再細(xì)分割的三個(gè)步驟。預(yù)處理階段為了保留邊緣信息和去除噪聲，實(shí)驗(yàn)采用Catte-PM算法進(jìn)行去噪處理;之后利用置信連接閾值法得到腫瘤區(qū)域的大概輪廓，再用水平集方法分割得到最后的結(jié)果。為了方便后續(xù)的腫瘤變化，在三維重建中，采用了面繪制技術(shù)中的移動(dòng)立方體重建方法，能夠快速而較準(zhǔn)確的重建出肝臟腫瘤的表面輪廓。
　　其次，做好分割和三維重建工作后，對分割后的肝臟腫瘤進(jìn)行三

3、維形態(tài)分析，基于當(dāng)今腫瘤療效評估標(biāo)準(zhǔn)RECIST，本文引用了三維最長徑的概念，并結(jié)合腫瘤體積進(jìn)行形態(tài)變化分析。在腫瘤體積測量過程中，比較了當(dāng)前醫(yī)學(xué)體積測量較為常用的三種方法:積分法、擬蒙特卡羅方法和投影法，經(jīng)過比較后決定采用結(jié)果更為準(zhǔn)確且方便后續(xù)最長徑計(jì)算的投影法進(jìn)行體積測量，并對投影法進(jìn)行改進(jìn)，將法向量的概念引入方法當(dāng)中，使得計(jì)算更加快速準(zhǔn)確。在腫瘤三維最長徑過程中，將求取腫瘤最長徑的問題轉(zhuǎn)化為求取三維空間云點(diǎn)集最遠(yuǎn)點(diǎn)對的問題，后闡述

4、了凸包的原理和優(yōu)勢，將凸包和對跖點(diǎn)相結(jié)合，并將對跖點(diǎn)推廣至三維層面，引入對跖點(diǎn)線的概念，并結(jié)合面法向量，提出了一種基于對跖點(diǎn)的快速尋找最遠(yuǎn)點(diǎn)對的算法，實(shí)驗(yàn)證明，該算法具有快速和準(zhǔn)確性。
　　在腫瘤三維紋理分析部分，詳細(xì)闡述了灰度共生矩陣的概念，并結(jié)合醫(yī)學(xué)圖像的特點(diǎn)，以及CT值能夠表達(dá)腫瘤內(nèi)部是否鈣化，將CT值和灰度共生矩陣相結(jié)合，提出了CT共生矩陣的方法，并基于這一共生矩陣，計(jì)算出四個(gè)具有代表性的統(tǒng)計(jì)特征量，進(jìn)一步對腫瘤紋理進(jìn)行分

5、析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，這四個(gè)統(tǒng)計(jì)特征量能夠很好的描述出腫瘤紋理變化。在本文的最后，實(shí)驗(yàn)采用了同一病人在四個(gè)不同時(shí)期進(jìn)行的CT掃描數(shù)據(jù)，從形態(tài)變化和紋理變化兩個(gè)方面分別對這四組數(shù)據(jù)進(jìn)行肝臟腫瘤分析，實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果與臨床醫(yī)生給出的結(jié)論相吻合。
　　本文基于形態(tài)和紋理兩個(gè)方面對腫瘤變化進(jìn)行分析，在計(jì)算體積和最長徑方面，引用了法向量的概念，并對投影法進(jìn)行改進(jìn)，和法向量結(jié)合提出一種新的腫瘤體積測量方法;同時(shí)將法向量和對跖點(diǎn)結(jié)合，提出了一種三維層面