一种人体气道树快速自动提取算法的医学评价和应用

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1、33卷5期中国生物医学工程学报V01．33No．5October2O142014年1O月ChineseJournalofBiomedicalEngineering一种人体气道树快速自动提取算法的医学评价和应用齐守良李争华岳勇徐明杰HANJWvanTriest康雁(东北大学中荷生物医学与信息工程学院，沈阳110819)(中国医科大学附属盛京医院，沈阳110004)摘要：为了将提出的气道自动提取算法应用到实际临床，首先由高年资放射科医生将算法分割结果与解剖结构进行了对比。然后，分别考察了重建滤波器和层间距(或重叠率)对

2、分割结果的影响。最后，作为例子将提取算法应用到三大类气道疾病：气道形态改变、气道扩张性病变和狭窄性病变。结果表明，算法可精确提取第4级支气管和大多数第5级支气管，最高可达12级支气管，支气管分支数量达170余个。高对比的重建滤波器和小的层间距(或高重叠率)对于分割结果有利。气道提取和3D可视化能直观显示更多细节，对于气道形态改变、气道扩张性病变和狭窄性病变诊断具有重要参考价值。关键词：CT影像；支气管树；重建滤波器；层间距；呼吸疾病中图分类号R318．08文献标志码D文章编号0258—8021(2014)05—06

3、35—06MedicalEvaluationandApplicationofaFastAutomaticAirwayTreeSegmentationAlgorithmQIShou．LiangLIZheng—HuaYUEYongXUMing—JieHANJWvanTriestKANGYan(Sino—DutchBiomedicalandInformationEngineeringSchool，NortheasternUniversity，Shenyang110819，China)(DepartmentofRadwlo

4、gy，ShengjingHospitalofChinaMedicalUniversity，Shenyang110004，China)Keywords：CTimages；bronchialtree；reconstructionfilter；sliceinterval；pulmonarydisease变重建图像层数，当重建断层间隔小于层厚时即可引言产生数据交叉重叠的图像。人体气道树的几何结构复杂，从主气管到肺泡已有研究表明，重建滤波器和回顾性重建间隔之间，以二叉树形式存在的支气管达23级之多。对于肺部结节体积测量有重要

5、影响。Ravenel等考通过MDCT(multidetectorCT，MDCT)扫描不同断层察了7种GE标准重建滤波器(1ung，bone，bone+，图像，从中提取气管树并进行三维重建可视化，已edge，detailandsoft)，发现bone重建滤波器对于定经成为气道生物学测量和定量化诊断肺部疾病的性的结节观察最优，重建层厚(0．625、1．25、2．5一种有效方式。然后，如何将提取的气道树与已有mm)对于小结节(4～10mm)体积测量有显著影解剖机构和命名关联起来，开展医学评价是一个重响。Goo等和Kim等

6、的研究也表明，重建间隔和要问题。层厚对于结节测量十分重要，减小层厚和重建间隔另一方面，重建滤波器和回顾性重建间隔等参有利于提高结节检出率H]。利用人体胸部体模，数对CT图像灰度值(或CT数)有显著影响。改变Paul等发现图像的噪声1．0mm层厚高于5．0mm重建滤波器，强调或抑制特定的频率成分，可改变层厚，对于1．0和5．0mm层厚，B31f重建图像的噪图像的噪声特性。设定不同回顾性重建间隔，可改声显著低于B80f和B70f的结果。。。doi：10．3969／j．issn．0258·8021．2014．05．016

7、收稿日期：2013~6-10，录用日期：2014~4-30基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金重点科技创新项目(N130219001)；辽宁省科技项目教育厅一般项目(L2012080)；辽宁省自然科学基金(2013020219)#中国生物医学工程学会会员(Member，ChineseSocietyofBiomedicalEngineering),it通信作者(Correspondingauthor)，E-mail：kangyan@bmie．neu．edu．CB中国生物医学工程学报对于肺气肿定量化诊断，重建滤波器

8、和回顾性一个气管树耗时一般小于2S。然后，由高年资放射重建间隔也发挥显著作用。Boedeker等比较了科医生将分割结果与公认的解剖学文献资料对比。overenhancing，sharp，standard和smooth等4类重为研究CT重建滤波器对分割结果的影响，对建滤波对肺气肿评分的影响，overenhancing与同一组扫描数据分别使用YB和B型滤波器重建