基于CT影像的肺氣管三維重構方法研究.pdf

1、隨著醫(yī)學CT影像技術的發(fā)展越來越成熟，他們的運用也越來越普遍。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。其中計算機斷層成像技術（computed tomography，CT）因其分辨率高、功能強大等特點在現(xiàn)在的臨床診斷應用中最為普遍。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擔，同時單一的讀片工作性質(zhì)不僅占用大量的醫(yī)生資源而且也會導致醫(yī)生的漏診、誤診率增加。在這種情況下，基于計算機智能的CT影像分析處理方

2、法應運而生。
　　在肺部CT影像的分析中，肺氣管樹的分割結果為肺部疾病的診斷提供重要的依據(jù)，并且為手術提供三維影像導航功能，因此肺部CT圖片中的氣管樹分割方法是計算機智能CT影像研究中的重要領域。
　　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，以及肺氣管重構中存在的難點。然后，進行CT圖像的預處理，并對DICOM圖像格式進行分析，將實驗所用的原始肺氣管CT數(shù)據(jù)調(diào)窗以順利進行后續(xù)算法的研究。其次，本文實現(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構，然后對結果進行形態(tài)學優(yōu)化，并填充其中存在的細小空洞，最終得到了平滑的主氣管結構。再次，實現(xiàn)了細支氣管的分割與拼接，在分割的肺實質(zhì)的基礎上進行分割，通過連通域標記、分割肺實質(zhì)、自適應二值化以及做內(nèi)積等步驟得到細支氣管。最后，將主氣管與細支氣管結構進行或運算，并提出一種拼接氣管的算法，將或運算之后的結果中仍然沒有連通的部分通過兩種原則進行判斷，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。最終通過實驗結果和手工標記結果做比較，說明了本文肺氣管分割方法的正確性和優(yōu)越性。
　　本文的主要創(chuàng)新點有：
　　1．本文實現(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，會消耗大量的時間和內(nèi)存。為了解決這個問題，本文提出的算法是在堆上創(chuàng)建棧數(shù)組以模擬棧的先進后出的思想來實現(xiàn)的，并且將鄰域范圍擴展到了二十六鄰域。
　　2．本文提出了一種細支氣管的拼接算法。首先根據(jù)拼接準則匹配要拼