基于CT影像的肺氣管道骨架化的研究.pdf

1、在全球范圍內(nèi)，呼吸系統(tǒng)疾病是一類重要的非傳染性流行疾病。多探測器計(jì)算機(jī)斷層成像(MDCT)是一種有效的、非創(chuàng)傷性氣道疾病研究和評價(jià)手段。但由于缺乏氣管結(jié)構(gòu)分析方法研究，在揭示疾病的本質(zhì)、特征和發(fā)生、發(fā)展規(guī)律時(shí)仍面臨挑戰(zhàn)。在此背景下，計(jì)算機(jī)輔助診斷（computer aided diagnosis，CAD）的研究蓬勃發(fā)展起來。肺氣管道的自動分割與骨架化以及對肺氣管相關(guān)疾病的自動診斷系統(tǒng)是當(dāng)前CAD系統(tǒng)的一個重要分支。
　　本課題的目

2、的是提出并實(shí)現(xiàn)一種自動的氣管骨架化算法，從而提取氣道中心線，生成氣管樹狀結(jié)構(gòu)圖，獲取氣管2D橫截面，為氣管結(jié)構(gòu)的定量化分析提供方法。
　　研究中的CT影像數(shù)據(jù)均來自于中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院（中國，沈陽），飛利浦Brillance64 CT系統(tǒng)，重建矩陣512*512?；谟蒀T影像數(shù)據(jù)中提取的二值化氣道樹，提出拓?fù)浼?xì)化算法，通過簡單點(diǎn)判斷不斷從邊界上刪除多余體素，直至剩下單體素寬的骨架。再設(shè)定合適閾值，將骨架線上的細(xì)化“毛刺”剪

3、除。從最終骨架中識別氣道根點(diǎn)、分叉點(diǎn)、線端點(diǎn)和線上點(diǎn)，利用二叉樹拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立氣管樹狀結(jié)構(gòu)圖，實(shí)現(xiàn)氣道級數(shù)標(biāo)記。同時(shí)利用提取的氣道根點(diǎn)、分叉點(diǎn)和線端點(diǎn)建立簡化的樹狀模型。最后，利用三次B樣條曲線對氣道中心線平滑后，計(jì)算中心線切向量（即氣道橫截面法向量），從而通過坐標(biāo)變換獲取2D橫斷面圖像數(shù)據(jù)，為將來氣管直徑測量和氣管壁厚度分析打下基礎(chǔ)。
　　本課題提出的算法能成功提取10組數(shù)據(jù)中的氣道骨架，剪枝閾值設(shè)置為15較為合適。獲得的支氣管樹