肺结节CT图像三维交互式分割系统

摘要

肺结节分割是计算机辅助诊断肺结节的关键步骤,其准确性关系到后续的结节量化和诊断结论的可信性。目前没有一种分割算法能完全准确地将肺结节从肺CT图像中分割出来,因此提出实现一个三维交互式分割系统,可以让用户在计算机自动分割的基础上手动调整结节的分割结果。
　　选用可视化工具包(VTK,Visualization Toolkit)开发所需的三维可视化环境。首先,VTK中封装了各种成熟的三维重建算法,因此要根据具体情况进行对比实验,根据实验结果选择合适的算法对肺结节等组织进行重建显示,再根据结果调整参数并优化流程,最终使重建的效果达到最佳。然后,在三维重建的视图中实现用户对肺结节进行手动分割的操作,针对肺结节分割结果粘连与分割不足两种情况分别进行处理。第一,对结节粘连部分定义切除操作;组合使用VTK封装的一些显示构件(Widget)生成球面平面等几种切除工具,用户通过操作切除工具来指定结节要切除的部分,系统再响应用户的操作来修改结节,最后重建显示新的结节。第二,对分割不足的结节定义拖拽生长操作;拖拽操作由用户通过鼠标点击和移动完成,然后程序响应用户的操作完成结节生长,主要需要定义以下函数功能进行响应:确定用户指定的生长起点与终点、确定哪些点需要生长、确定生长模式(生长方向与距离)以及生长过程的实时显示等。
　　用户通过系统提供的工具和环境,可以对肺结节进行三维观察和交互式分割,使分割结果将变得更准确,最终提高计算机辅助诊断的可靠性。

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1 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 课题的主要工作

1.4 本文的主要内容安排

2 系统设计

2.1 肺结节辅助诊断系统介绍

2.2 三维交互式分割子系统的需求分析

2.3 三维交互式分割子系统的设计

2.4 本章小结

3 数据管理和三维重建模块的实现

3.1 数据管理模块的实现

3.2 三维重建模块的实现

3.3 最终的重建结果

3.4 本章小结

4 三维交互式分割模块的实现

4.1 交互式分割操作的基础

4.2 肺结节交互式切除的实现

4.3 肺结节交互式修补的实现

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献