基于dr胸片肺尘病辅助诊断系统关键技术研究

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1、UniversihofScienandTechnologyofChinaniversltVCIenceandecnnolo’．qvAdissertationforMasterSdegreeTheResearchOntheKey●—_一■，—l●■IeCnnOlOgVOtPneUmOConIOSISDiagnosisSystemBasedOnDRFiImSAuthor’SName：speciality：^-Supervisor：Finishedtime：HaiFengLuoaDpllCatlon0ICOmDUtertectmoloKy工

2、^工'一-Prof．KeTangMay20，2013中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名_辎签字日期：巡中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，

3、可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。学位论文在解密后也遵守此规定。口保密(——年)作者签名：∑簿签字日期：．竺!三：兰!三Z导师虢碴塑签字日期：竺竖：竺：三乞摘要尘肺病是一种肺组织纤维化的疾病，主要是由于人们在生产环境中长期吸入生成性粉尘而引起，这种疾病对患者的危害极大。由于尘肺病体检过程复杂且对象群体庞大，致使有关政府、企业及医疗机构都要花费大量的人力、物力和财力用于对职工的尘肺体检、诊断与治疗工作。从

4、目前数字化图像的处理与分析技术发展以及各大医院所拥有的数字化X线摄影DR设备数量来看，开发基于DR胸片的尘肺病计算机辅助诊断系统的条件已经基本具备且具有重要意义。本文通过深入研究数字图像的处理技术以及尘肺病DR胸片的显示特点，提出并实现了利用计算机对DR尘肺胸片进行自动分期判读的关键技术。本论文主要做了以下创新性工作：(1)提出了利用计算机对不同期别的尘肺DR胸片实现自动分期判读的综合流程，即首先对不同期别的DR胸片实现肺野区域的精确分割，然后运用灰度共生矩阵(GLCM)方法实现对肺野的纹理特征的描述，最后依据尘肺专家对DR胸片的人工

5、判读结果，采用BP神经网络分类器对GLCM特征值向量进行分类，从而实现对不同期别尘肺的自动分期判读。通过运用实际临床样本对这一流程的测试结果表明，本文所提出的基于DR胸片的医学图像处理与分析关键技术是实用和有效的，基本达到了预期的效果和目标。(2)研究并实现了对不同期别尘肺DR胸片的肺野区域进行有效分割的关键技术。针对尘肺DR胸片在受到尘肺病变多样性的影响，导致运用传统方法无法实现肺野精确分割的情况下，提出了基于小波变换与Snake模型算法相结合的肺野分割方法。即：首先依据DR尘肺胸片的灰度分布特征，对目标图像在空间域进行线性变换增强

6、，然后再对图像进行基于小波变换的多尺度分解，再利用Canny边缘检测算法对不同尺度的低频图像进行边缘提取并融合，以获取肺野区域的初始轮廓，最后再用GVFSnake模型算法对该初始轮廓进行修正优化，从而实现对肺野区域的精确分割。(3)研究并实现了对不同期别尘肺肺野的纹理特征进行有效提取与分类关键技术。针对不同期别尘肺DR胸片所表现出的不同纹理特征，提出了基于灰度共生矩阵与BP神经网络相结合的肺野纹理特征提取与分类方法。即：首先对肺野图像的灰度级做适当降阶处理，然后计算图像的灰度共生矩阵(GLCM)并生成该矩阵的二阶矩(ASM)、对比度(

7、CON)、自相关(COR)、逆差距(IDM)等为主要参数的特征值向量，最后再依据尘肺专家对胸片的肺野阴影密集度的判读结果，采用BP神经网络分类器对特征值向量进行分类。设计的网络采用bootstrap法进行测试，运行效果良好，分类最高正确率可达100％，平均正确率达68．3％。关键词：小波变换；肺野分割；多尺度；Snake；灰度共生矩阵；BP神经网络摘要IIAbstractABSTRACTPneurnoconiosis，alungsdiseaseofPuhnonaryfibrosis，ismainlycausedbylong-conti

8、nuedinhalationofdustsandbringsseveredamagetopatient’shealth．Diagnosisofthediseaseisacomplexprocessandtherearea