高分辨率CT圖像的肺紋理分割方法研究.pdf

1、隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的飛速發(fā)展，高分辨率數(shù)字圖片大量產(chǎn)生，這一方面為影像診斷師提供了更清晰的解剖或功能圖片，另一方面也增加了讀片負(fù)擔(dān)，致使漏診和誤診率增加。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(lái)。計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography，CT)是肺功能測(cè)定和肺部疾病診斷的重要成像手段，目前國(guó)內(nèi)外已有一些關(guān)于肺部功能測(cè)定和肺部疾病診斷的報(bào)道，在這些研究的效果都需要

2、良好的肺分割和配準(zhǔn)技術(shù)支持。肺紋理(包括肺氣管樹(shù)、靜脈樹(shù)和動(dòng)脈樹(shù))，包含了肺部重要的功能和解剖結(jié)構(gòu)信息，并與某些肺部病變(如：肺腫瘤、氣管狹窄等)直接或間接關(guān)聯(lián)，可以診斷和定位肺部病變，是設(shè)計(jì)肺部CAD系統(tǒng)時(shí)的重要信息，并且可以進(jìn)一步應(yīng)用于肺氣管鏡和肺解剖圖譜建立的研究?；诜渭y理在肺圖像處理中的重要性，本課題根據(jù)肺部氣管，血管的不同特點(diǎn)分別進(jìn)行自動(dòng)分割，并利用雙距離場(chǎng)的方法提取骨架，從而得到氣管解剖結(jié)構(gòu)信息，最后作為應(yīng)用將提取的肺氣管

3、解剖結(jié)構(gòu)標(biāo)記點(diǎn)和氣管骨架信息存儲(chǔ)在xml文件中，以備進(jìn)一步的應(yīng)用。 本課題的研究思路為：首先多層螺旋CT采集胸部HRCT序列圖像，先粗略的分割出肺部組織，并保留肺部的紋理細(xì)節(jié)，以降低分割的難度，再自動(dòng)化的分割出肺部的三維的氣管樹(shù)，血管樹(shù)，然后對(duì)三維氣管樹(shù)利用雙距離場(chǎng)變換的方法，得到每段氣管單像素寬度的骨架線，并將所得的氣管骨架進(jìn)行存儲(chǔ)。 主要有以下幾個(gè)部分的研究?jī)?nèi)容：肺氣管樹(shù)的自動(dòng)分割，血管樹(shù)的自動(dòng)分割，肺氣管樹(shù)的骨架的

4、提取與存儲(chǔ)。肺部氣管和血管的分割首先分割出粗略的肺區(qū)域，并保留氣管和血管，以降低分割的難度，對(duì)于肺氣管的分割，根據(jù)氣管樹(shù)解剖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)氣管段進(jìn)行分段分割，首先從主氣管段開(kāi)始，利用波傳播的概念，種子點(diǎn)集合構(gòu)成初始波面，每次迭代將與當(dāng)前波面相鄰，未處理過(guò)，且滿足生長(zhǎng)條件的像素點(diǎn)包含進(jìn)來(lái)作為新一個(gè)波面，在每次迭代后對(duì)生長(zhǎng)出來(lái)的波面，判斷其合法性，否則調(diào)整參數(shù)重新分割，并判斷氣管的分叉位置，初始化子氣管段，繼續(xù)分割，直到結(jié)束。對(duì)于肺血管分割，

5、根據(jù)SMDC-connection cost算子可以根據(jù)尺寸的大小將圖像中的“洞”填平的特點(diǎn)，可以首先選擇小的尺寸，填平噪聲，再利用一個(gè)較大的尺寸，將血管區(qū)域“填平”，最后兩幅處理后的圖像的差值取閾值，則可得到分割后的血管圖像，并利用三維模糊連通求出的血管圖像進(jìn)行比較。對(duì)分割得到的肺氣道樹(shù)，利用源距離場(chǎng)和邊界距離場(chǎng)的雙距離場(chǎng)方法，得到單像素且定位于氣道中心的骨架線和氣管的分支點(diǎn)，并將這些結(jié)構(gòu)信息存在xml文件中?？蓪⒆詣?dòng)提取的解剖結(jié)構(gòu)點(diǎn)