基于近似最小距離場的3D結(jié)腸中心線提取算法研究與應(yīng)用.pdf

1、結(jié)腸癌是世界上第三大致人死亡的癌癥。大多數(shù)結(jié)腸癌由息肉發(fā)展而來。而及時檢測并切除息肉可以有效地防止結(jié)腸癌的發(fā)生。虛擬結(jié)腸鏡是一種新的檢查結(jié)腸息肉的方法，其利用患者腹部的CT或MRI掃描圖像，重建整個結(jié)腸內(nèi)腔的三維結(jié)構(gòu)，然后通過在虛擬的結(jié)腸腔內(nèi)漫游，檢測結(jié)腸上的突起、息肉等異常形態(tài)學(xué)改變。由于虛擬結(jié)腸鏡是非侵入的，在很大程度上減輕患者檢查時的不適。隨著近來多探測器計算機斷層攝影(CT)掃描儀的引進，CT的處理速度大大提高，且息肉檢測靈敏性

2、大大增強。而且虛擬攝像機能夠沿任意的方向移動以檢測結(jié)腸的內(nèi)部，從而提高了診斷的有效性。在虛擬結(jié)腸鏡的各項技術(shù)中，確定三維結(jié)腸數(shù)據(jù)的漫游路徑是當(dāng)前研究的難題之一。目前最常用的方法是提取結(jié)腸的中心線作為漫游路徑。
　　 國內(nèi)外提取中心線的方法有很多，主要有基于拓撲細化的方法、基于距離變換的方法、基于水平集的方法。這三類方法各有各的優(yōu)點和缺陷。本文提出了基于近似最小距離場的方法提取結(jié)腸的中心線，本算法對圖像中的每個體素根據(jù)其與邊界的相

3、對距離進行整數(shù)編碼，形成近似最小距離場，并將該距離場中的幾何鄰接的、具有局部最大值的像素形成聚類，然后用最短路徑將不同的聚類連接起來，形成骨架，再對骨架點進行距離編碼尋找中心線，該算法簡單易懂，將該算法在三維結(jié)腸上進行實驗，結(jié)果證明該算法具有很高的效率。本方法屬于距離變換的方法。在介紹本文算法之前首先詳細介紹了基于距離變換的骨架提取算法的相關(guān)概念、原理和算法，然后本文運用MATLAB軟件對結(jié)腸CT圖像進行三維重建，重建出的三維結(jié)腸作為本