基于CT影像的肺氣管三維重構(gòu)方法研究.pdf

1、隨著醫(yī)學(xué)CT影像技術(shù)的發(fā)展越來越成熟，他們的運(yùn)用也越來越普遍。高分辨率的數(shù)字圖像層出不窮，其為影像分析師提供了更清晰的診斷圖像。其中計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)（computed tomography，CT）因其分辨率高、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)在現(xiàn)在的臨床診斷應(yīng)用中最為普遍。但是另一方面大量的數(shù)字圖像增加了影像分析師的工作負(fù)擔(dān)，同時(shí)單一的讀片工作性質(zhì)不僅占用大量的醫(yī)生資源而且也會(huì)導(dǎo)致醫(yī)生的漏診、誤診率增加。在這種情況下，基于計(jì)算機(jī)智能的CT影像分析處理方

2、法應(yīng)運(yùn)而生。
　　在肺部CT影像的分析中，肺氣管樹的分割結(jié)果為肺部疾病的診斷提供重要的依據(jù)，并且為手術(shù)提供三維影像導(dǎo)航功能，因此肺部CT圖片中的氣管樹分割方法是計(jì)算機(jī)智能CT影像研究中的重要領(lǐng)域。
　　首先，本文分析了目前為止比較經(jīng)典的多種肺氣管分割的方法，以及肺氣管重構(gòu)中存在的難點(diǎn)。然后，進(jìn)行CT圖像的預(yù)處理，并對DICOM圖像格式進(jìn)行分析，將實(shí)驗(yàn)所用的原始肺氣管CT數(shù)據(jù)調(diào)窗以順利進(jìn)行后續(xù)算法的研究。其次，本文實(shí)現(xiàn)了主氣管

3、的分割，提出了基于堆棧的三維區(qū)域生長算法，得到粗略的主氣管結(jié)構(gòu)，然后對結(jié)果進(jìn)行形態(tài)學(xué)優(yōu)化，并填充其中存在的細(xì)小空洞，最終得到了平滑的主氣管結(jié)構(gòu)。再次，實(shí)現(xiàn)了細(xì)支氣管的分割與拼接，在分割的肺實(shí)質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行分割，通過連通域標(biāo)記、分割肺實(shí)質(zhì)、自適應(yīng)二值化以及做內(nèi)積等步驟得到細(xì)支氣管。最后，將主氣管與細(xì)支氣管結(jié)構(gòu)進(jìn)行或運(yùn)算，并提出一種拼接氣管的算法，將或運(yùn)算之后的結(jié)果中仍然沒有連通的部分通過兩種原則進(jìn)行判斷，最后利用拼接算法將其拼接起來，得到

4、一棵完整的肺氣管樹。最終通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果和手工標(biāo)記結(jié)果做比較，說明了本文肺氣管分割方法的正確性和優(yōu)越性。
　　本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有：
　　1．本文實(shí)現(xiàn)了基于堆棧的三維區(qū)域生長算法。一般的二維區(qū)域生長算法都屬于遞歸算法，會(huì)消耗大量的時(shí)間和內(nèi)存。為了解決這個(gè)問題，本文提出的算法是在堆上創(chuàng)建棧數(shù)組以模擬棧的先進(jìn)后出的思想來實(shí)現(xiàn)的，并且將鄰域范圍擴(kuò)展到了二十六鄰域。
　　2．本文提出了一種細(xì)支氣管的拼接算法。首先根據(jù)拼接準(zhǔn)則匹配要拼