面向肺结节辅助诊断的关键算法设计与实现

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1、东北大学硕士学位论文摘要面向肺结节辅助诊断的关键算法设计与实现摘要肺癌是人类健康的第一大杀手，全世界每年死于肺癌的人数超过一百万。对肺癌的早期诊断和早期治疗，是降低其死亡率的有效途径。随着图像处理、模式识别及科学计算可视化技术的发展，利用计算机辅助诊断技术对肺癌进行诊断的方法越来越受到重视。检测肺cT图像中的肺结节是一种有效的早期诊断肺癌的方法。基于此，本文对肺癌计算机辅助诊断中肺结节的检测方面做了一些研究，并且设计实现了肺结节辅助诊断的关键算法。首先，本文利用插值算法和肺实质分割算法对三维图像数据进行预处理，使肺结节的检测范围确定在肺实质内部。然后，采用

2、一种改进的三维C．v模型分割算法对肺血管进行分割并将它们从肺实质中去除，从而去掉了大部分对肺结节检测造成干扰的肺内血管，进一步缩小了肺结节检测范围。接下来进行疑似结节检测，本文实现了阈值限定法和Hessian矩阵多尺度滤波法，并对这两种算法作了比较。最后，我们对结节特征进行分析，并利用Fisher分类器对疑似结节进行分类，将真阳性结节提取出来。实验表明，本文所实现的肺结节辅助诊断的关键算法，能够有效地对肺结节进行检测，特别是对孤立结节的检测有很好的效果，能够帮助医生提高诊断的效率和准确率。关键词：区域增长；C-V模型；水平集；Fisher线性分类；受试者工

3、作特征(ROC)一II—一#东北大学硕士学位论文DesignandImplementationofKeyAlgorithmonPulmonaryNoduleAidedDetectionAbstractLungcancerhasbecomethemostmajorthreattohumanhealththatoveronemillionpeoplealloVeftheworlddiefromitevoryear．Inordertoreducethemortality,itisnecessarytodiagnoseandcutelungcancerearlie

4、rasmuchaspossible．AndwiththedevelopmentofImageProcessing,PatternRecognition,ScientificCalculationandVisualization,ComputerAidedDiagnose(CAD)technologyhasbeenvaluedgradually．DetectingpulmonarynodulesinCTimagebyCADisalleffectivewaytodiagnoselungcancerearlier．Therefore,wedid圈ffnleres

5、earchaboutpulmonarynoduledetectioninCAD，designedandimplementedsomekeyalgorithmonpulmonarynoduleaideddetection．Firstly,wepreprocessedthe3DCTimagesbyusingintcrpolationalgorithmandpulmonaryparenchymasegmentationalgorithm,makingdetectionareainpulmonaryparenchyma．Secondly，wesegmentedlu

6、ngvesselsbymodifiedC—Vmodelsegmentationalgorithmandgotridofthemfrompulmonaryparenchyma,reducingtheinterferenceoflungvesselsanddetectionarea．Thirdl％forsuspectednodulesdetection，wedidthresholdlimitationalgorithmaswellasHessianMatrixmulti-SC凋ll'edetectionalgorithmforcompare．Atlast，We

7、analysedthefeaturesofnodules，thendistinguishedthesuspectednodulesbytheFisherlinearclassifier．Finally,thepositivenoduleswereextracted．OurexperimentsshowthatthepulmonarynoduledetectionmethodwedesignedCandetectpulmonarynoduleseffectivelyespeciallyforsolitarypulmonarynodules．Therefore

8、，themethodcallhelpimprovetheeffic