基于三维区域生长法的CT图像肺部血管分割

摘要

计算机断层扫描CT影像具有空间分辨率高等特点，已成为肺部疾病影像学诊断的首选方式，而医生多数采用肺部强化CT图像来对肺部疾病诊断和治疗。CT图像中肺部血管的分割，是肺炎、肺动脉栓塞等肺部疾病计算机辅助检测和诊断的基础与关键，具有重要的研究意义与应用价值。
　　在文献阅读的基础上，结合肺部血管的特点，提出一种基于三维区域生长法的肺部血管分割算法，主要有三方面的研究工作。
　　（1）相关理论基础的学习与研究。学习了肺部相关医学和医学图像知识，以及肺部血管和气管的走行。研究了现阶段肺部血管的分割方法，并且重点分析了基于区域生长算法肺部血管分割近几年的研究成果。通过阅读文献，明晰了现阶段国内外关于肺部血管分割的研究现状。
　　（2）算法设计与分析。整个算法主要包括图像预处理、肺泡分割、肺气管分割、肺血管分割等4个方面。针对肺泡分割，提出漫水填充分割算法，解决了左右肺连接和过分分割问题；针对肺部气管分割，提出了一种26-邻域三维区域生长算法，精确分割出肺部气管；针对肺血管分割，首先将肺气管像素从CT图像中剔除，随后应用26-邻域三维区域生长法分割。
　　（3）算法实现与验证。利用软件平台VisualStudio2010，结合OpenCV和VTK等第三方开源库，运用C++语言编程实现算法，通过实验结果来验证算法的可行性与有效性，运用图像分割评价指标给出定量评价。
　　研究的创新之处是，（1）使用双阈值作为三维区域生长的生长规则，在种子点手动选取之后，根据方差和灰度均值作为生长规则，从而提高分割的精度。（2）针对肺泡分割存在易过度分割、左右肺部不能分离等问题，提出一种全自动的基于漫水填充算法的肺泡分割方法。研究存在的不足是，肺毛细血管分割不完全，分割的自动化程度需进一步提高。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究问题提出

1.2研究目标和意义

1.3研究内容和方法

第二章 相关理论基础

2.1肺部解剖结构

2.2肺部CT图像

2.3肺部CT图像血管分割方法综述

2.4二维数据的三维可视化方法

第三章 算法设计

3.1算法框架及原理

3.2预处理算法

3.3肺泡分割算法

3.4肺气管分割算法

3.5肺血管分割算法

3.6小结

第四章 算法验证及实验

4.1实验数据和环境

4.2实验程序

4.3实验结果及分析

4.4分割评价

4.5小结

第五章 总结与展望

5.1主要工作

5.2创新之处

5.3未来工作

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论著

致谢