最新CT图像肺结节计算机辅助检测算法研究与实现 PPT课件教学讲义PPT.ppt

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1、CT图像肺结节计算机辅助检测算法研究与实现PPT课件内容提要一、项目进展情况二、研究过程三、成果展示四、经费使用情况五、新结果六、项目组成员的训练收获2医学课件一、项目进展情况(1)前期调研：查阅大量的中英文文献资料，确定项目的研究方法和手段；项目进行中，项目组成员到医院进行实地调研，先后与河北大学附属医院和中国人民解放军第263医院医生合作，了解了当下医生在应用肺部CT图像诊断病人患病时的实际需求，并共同商讨了项目解决的方案；获取并整理实验数据，数据主要来源于LIDC和河北大学附属医院的CT影像

2、，经过归纳整理、分类存储，为此后的研究提供了方便。确定算法实现方案：分割肺实质；识别肺内显著区域及结节；肺结节的三维重建；对肺内ROI进行量化分析及聚类分析。3医学课件肺结节实例7医学课件二、研究过程肺实质自动分割肺实质初步提取肺实质修补肺实质连接肺内ROI提取肺内显著区域提取候选肺结节识别特征提取及量化分析聚类分析三维重建8医学课件肺实质自动分割肺实质初步提取一张肺部CT图像包含很多信息，为了自动检测出是否包含肺结节，需要先去除不必要的信息，通常的做法是提取肺实质。肺实质提取思想从肺部CT图像中

3、可以看到，胸廓的形状是闭合的，而且肺实质包含在其中，所以如果找到胸廓，然后去除胸廓和胸廓以外的部分，那么剩下的就是肺实质和气管。气管的位置在中间，而且面积较小，只要在去除胸廓和胸廓以外部分后，去除位于图像中央、面积较小的气管（支气管），就将肺实质提取出来了。9医学课件肺实质自动分割肺实质提取方法胸廓是图像中高亮度连通区域中面积最大的部分，对图像去噪，二值化后，遍历图像中的所有值为255的连通区域，并且计算区域大小，记录其中最大的区域，标记该区域，从图像左上角和右下角做区域生长，只要不是标记的胸廓部

4、分就生长并且去除，这样就去除胸廓以外的部分，然后去除标记的胸廓再去除气管就将肺实质提取出来了。10医学课件CT原图二值化结果去除胸廓及以外部分和气管结果11医学课件在肺实质边缘上存在血管，也可能存在结节，它们的亮度都比较高，所以在去除胸廓时当作胸廓一并去除了。在肺实质初步提取后要对边缘进行修补，将过度分割的部分修补回来。肺实质边缘修补方法利用模版匹配法寻找边缘凸点，凸点分别入队，左右肺入不同队对左右肺凸点分别进行计算，只要两个凸点A和B满足下面两式：则连接A和B两点，为了使修补更加完整，连线算法采

5、用一种基于贝塞尔曲线的方法。肺实质修补12医学课件肺实质修补贝塞尔曲线P0、P1、P2、P3四个点在平面或在三维空间中定义了三次贝兹曲线。曲线起始于P0走向P1，并从P2的方向来到P3。一般不会经过P1或P2；这两个点只提供方向信息。P0和P1之间的间距，决定了曲线在转而趋进P3之前，走向P2方向的“长度有多长”。曲线参数形式为:贝塞尔曲线示意图13医学课件边界凸点检测及连线14医学课件肺实质连接在病人的病情比较严重时，肺炎区域太大将一个肺分开，在肺实质提取后，需要将这个肺分开的部分连接起来，保持

6、其完整性。肺实质连接方法在边缘修补后，判断是否需要连接，计算左右肺凸点队的个数，如果一边肺的队的个数大于一就需要进行连接。连接的方法如下：首先找到两个区域距离最近的两个凸点，并且记录下来为A和B，然后在A点的区域凸点队列中查找凸点C，在B点的区域凸点队列中查找凸点D，计算下面的算式：找到该算式最大的C点和D点，然后连接AB和CD，就将两部分连接起来了。15医学课件破裂肺的CT原图肺实质初步提取结果边缘修补和连接后的结果肺实质提取最终结果16医学课件肺内ROI提取ROI的提取为了自动识别肺结节，方便

7、后面的肺结节的检测与量化分析，我们需要在肺实质提取的结果中将目标区域提取出来。ROI包括结节、亮度同结节相近的血管和亮度较低的磨玻璃结节。ROI提取方法在肺实质中除了目标区域以外的部分是亮度比目标区域低、且在肺实质中所占比例最大的气泡对应的部分。我们提取ROI的方法，就是去除气泡对应的部分，间接提取ROI。本文提出了两种方法来间接提取ROI，针对气泡部分基于区域生长的提取方法和肺实质直方图波底阈值提取方法。17医学课件基于区域生长提取方法对肺实质部分进行直方图统计。找到直方图中的最大值Max。从肺

8、部CT图的统计中可以认为该值对应气泡部分。遍历肺实质中所有像素，如果像素对应的值为Max,则以该点为种子点，以一个事先设定的值为阈值进行区域生长，将生长出来的区域去除。18医学课件波底阈值分割提取方法对肺实质部分进行灰度直方图统计找到直方图中的最大值Max。从肺部CT图的统计中可以认为该值对应气泡部分从Max对应的灰度值递增，计算灰度直方图中对应数据的变化，当数据变换变缓，且该灰度值的像素点占全部肺实质的比例低于某一个值是，认为此时是这个波的波底了，记录该值T。然后以T为阈值对肺实