本文關鍵詞：孤立性肺結節(jié)的三維可視及特征提取的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在現(xiàn)代生活中,肺癌是目前發(fā)病率和死亡率持續(xù)增加的疾病之一。肺癌的早期表現(xiàn)通常為孤立性肺結節(jié),而孤立性肺結節(jié)由于其半徑較小容易被醫(yī)師忽略�？梢�,肺癌的早期發(fā)現(xiàn)和檢測對于提高肺癌后期的治療有著很大的影響。因此孤立性肺結節(jié)的三維可視化及其特征提取的研究迫在眉睫。這關鍵源于三維可視化可以更加直觀,更加形象的將患者的肺部呈現(xiàn)在醫(yī)生面前,更加方便醫(yī)生從三維立體的角度全面的對患者的病灶特征進行提取。本課題在研究國家自然科學基金《基于混合成像的孤立性肺結節(jié)計算機輔助診斷方法》和《基于醫(yī)學影像結構和功能混合特征的周圍型肺癌計算機輔助診斷》的基礎上,對病灶的常用三維可視化技術和三維特征提取和量化進行了探究,在此基礎上提出了一種更加準確的體積特征測量方法。在孤立性肺結節(jié)的可視化方面針對前人的研究方法以及做出的改進方面進行了深入的研究,在三維特征提取方面,對孤立性肺結節(jié)的體積、表面積、灰度均值、灰度標準差、空間位置、球形度等特征進行了提取和量化,并針對孤立性肺結節(jié)體積大小的計算方法進行了深入的研究探討,提出了新的研究方法。首先,傳統(tǒng)的研究中主要的方法是先對原始二維CT圖像進行處理,分割得到二維的肺結節(jié)圖像,然后采用三維重建的方法對其進行可視化。該方法存在的問題是由于CT斷層掃描圖像中含有肺結節(jié)的圖像數(shù)量較少,當肺結節(jié)圖像開始出現(xiàn)或者結束時,CT圖像中含有的肺結節(jié)信息較少容易被忽略而造成肺結節(jié)的分割不完整,且每張圖片均進行分割造成的誤差較大,使得三維可視化后的孤立性肺結節(jié)不完整,出現(xiàn)特征丟失等問題,本文的主要解決方法是:首先對ct圖像使用聚類分割的方法得到肺實質部分,然后對分割以后的肺實質采用面繪制的方法進行三維可視化,最后在三維肺實質的基礎上采用改進的三維分割方法實現(xiàn)孤立性肺結節(jié)的三維可視化,有效的減少了可視化后孤立性肺結節(jié)的信息丟失問題。另外,為了使得三維可視化后的孤立性肺結節(jié)更加完整,本文首先對原始的ct和pet圖像進行了一系列的預處理,包括圖像去噪、圖像增強以及圖像插值等。然后,針對現(xiàn)階段肺結節(jié)特征選擇和分類過程中均是從二維圖像特征出發(fā),而忽視了肺結節(jié)的三維特征。本研究中對孤立性肺結節(jié)的部分三維特征如體積、表面積、球形度、凸形度和空間位置等進行了提取和量化。由于體積大小隨時間變化的增長與否是判斷良惡性肺結節(jié)的一個重要指標,本文提出了一種更加準確的測量肺結節(jié)體積的方法。首先,由于孤立性肺結節(jié)的類球體性,對可視化后的肺結節(jié)計算其質心所在位置坐標,判斷肺結節(jié)上的點到質心的距離,并取距離的最大值為外接球體的半徑,以質心所在位置為球心,最大距離為半徑產(chǎn)生外接球體;然后在該球體內利用蒙特卡洛的方法生成分布均勻的偽隨機點,并判斷偽隨機點的位置是在肺結節(jié)的內部還是外部,統(tǒng)計其數(shù)量;最后使用體積比例法求得孤立性肺結節(jié)的體積大小。并通過實驗進行了對比,結果表明,該算法在計算肺結節(jié)的大小準確度以及誤差等方面表現(xiàn)優(yōu)越。
【關鍵詞】：三維可視化 孤立性肺結節(jié) 特征提取 體積測量 蒙特卡羅
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R734.2;TP311.13
【目錄】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 課題研究背景及意義12-13
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 三維可視化技術的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 三維特征提取研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文的主要工作15-16
• 1.4 論文的組織結構16-17
• 1.5 本章小結17-18
• 第二章 三維可視化技術和特征提取綜述18-26
• 2.1 三維可視化技術18-25
• 2.1.1 三維可視化技術定義18
• 2.1.2 三維可視化工具包18-19
• 2.1.3 三維可視化方法19-25
• 2.2 三維特征提取25
• 2.3 本章小結25-26
• 第三章 基于三維區(qū)域增長的孤立性肺結節(jié)的可視化26-40
• 3.1 區(qū)域增長方法概述26
• 3.2 孤立性肺結節(jié)的三維可視化26-33
• 3.2.1 圖像預處理27-30
• 3.2.2 肺實質的聚類分割30-32
• 3.2.3 肺實質的三維可視化32
• 3.2.4 肺結節(jié)的三維可視化32-33
• 3.3 實驗結果對比和分析33-37
• 3.4 本章小結37-40
• 第四章 孤立性肺結節(jié)的三維特征提取40-52
• 4.1 三維特征提取40-43
• 4.2 基于擬蒙特卡羅的肺結節(jié)體積測量方法43-48
• 4.2.1 蒙特卡羅的概述43-47
• 4.2.2 擬蒙特卡羅的方法測量肺結節(jié)體積大小47-48
• 4.3 實驗結果對比和分析48-51
• 4.4 本章小結51-52
• 第五章 總結和展望52-54
• 5.1 總結52-53
• 5.2 展望53-54
• 參考文獻54-60
• 致謝60-62
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文目錄62

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