基于CT圖像的肺部區(qū)域分割技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷更新與發(fā)展，大型醫(yī)療設(shè)備在臨床影像診斷的優(yōu)勢(shì)愈加體現(xiàn)。其中，計(jì)算機(jī)X射線斷層攝影(Computer X-ray Tomography，CT)技術(shù)在肺部成像方面使用最為普遍，可以為肺部結(jié)構(gòu)和周圍組織提供動(dòng)態(tài)范圍寬和空間分辨率高的影像，被廣泛用于評(píng)估診斷許多肺部疾病以及前期檢查，諸如肺癌，肺栓塞以及肺結(jié)節(jié)的檢測(cè)等。在進(jìn)行胸部計(jì)算機(jī)斷層掃描后，肺部實(shí)質(zhì)部分的自動(dòng)分割提取是利用CAD（Computer Aided D

2、iagnosis，計(jì)算機(jī)輔助診斷）技術(shù)對(duì)胸部CT圖片進(jìn)行后續(xù)分析的基本前提，它對(duì)于肺部疾病的早期檢測(cè)以及肺部局部區(qū)域的功能分析（如肺部密度分析，氣管分析及肺隔膜力學(xué)分析等）具有重要意義，可以減少大量不必要的計(jì)算時(shí)間和無(wú)關(guān)聯(lián)結(jié)果。除了作為CAD（計(jì)算機(jī)輔助診斷）的重要預(yù)處理步驟應(yīng)用外，進(jìn)行三維圖像數(shù)據(jù)可視化的首要步驟也需要對(duì)肺實(shí)質(zhì)進(jìn)行分割。對(duì)于肺部區(qū)域精確分割的要求是雙重的。首先，不斷推動(dòng)胸部CT計(jì)算機(jī)輔助診斷技術(shù)發(fā)展的病理學(xué)仍然占有主導(dǎo)

3、地位，對(duì)肺部分割結(jié)果有著重要影響，使得分割方法被設(shè)定為去適應(yīng)CT圖像中肺部區(qū)域的臨床預(yù)期形狀大小。第二，最終肺部分割結(jié)果必須是完整的，能夠保證肺部邊緣可以被準(zhǔn)確檢測(cè)出來(lái)。因?yàn)橐恍┓钦Ｐ螒B(tài)比如像肺部結(jié)節(jié)會(huì)存在于肺部區(qū)域的最外圍，如果沒有將整個(gè)肺部完全分割出來(lái)，這些非正常組織會(huì)丟失而影響到接下來(lái)的肺部體數(shù)據(jù)定量分析，造成病情誤判斷，直接影響臨床實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。因此，所設(shè)計(jì)的肺部分割算法應(yīng)該具有普遍適應(yīng)性，能夠準(zhǔn)確快速的從胸部CT圖片中分割出

4、肺實(shí)質(zhì)，并克服分割過程中產(chǎn)生的遺漏問題，使之可用于臨床正常病例。而對(duì)于特殊需求，則根據(jù)不同情況對(duì)算法進(jìn)行相應(yīng)修正。
　　 本文對(duì)肺部分割算法進(jìn)行了相關(guān)研究，主要討論了肺實(shí)質(zhì)分割過程的關(guān)鍵技術(shù)，提出一種多算法融合的適用于胸部CT圖像的自動(dòng)肺部區(qū)域分割方法：⑴預(yù)處理增強(qiáng)圖像質(zhì)量。首先選取中值濾波和直方圖均衡化方法對(duì)原始CT圖像進(jìn)行預(yù)處理，減少圖像噪音并提高圖像對(duì)比度，為后續(xù)分割過程提供保證;⑵初步分割。兩次運(yùn)用區(qū)域增長(zhǎng)技術(shù)先后去除肺

5、部CT圖像中的背景和氣管/支氣管干擾信息，提取出肺部圖像。在此步驟中，根據(jù)肺部CT圖像的解剖結(jié)構(gòu)特性實(shí)現(xiàn)種子點(diǎn)自動(dòng)選取并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行區(qū)域生長(zhǎng)，減少了人工干預(yù)帶來(lái)的誤差;⑶分離左右肺。根據(jù)分割結(jié)果在肺部粘連的上肺區(qū)使用行掃描方法獲取邊緣點(diǎn)個(gè)數(shù)，并取行中間點(diǎn)擬合生成邊界信息，分離出左右肺。此步驟在局部區(qū)域進(jìn)行操作，減少了處理時(shí)間，提高了分割效率;⑷肺部邊緣修補(bǔ)。針對(duì)肺實(shí)質(zhì)內(nèi)部的間隙孔洞以及邊緣上的缺口所造成的肺結(jié)節(jié)丟失，本文利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)