本文關(guān)鍵詞：孤立性肺結(jié)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(jié)節(jié),而孤立性肺結(jié)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(cè)對(duì)于提高肺癌后期的治療有著很大的影響。因此孤立性肺結(jié)節(jié)的三維可視化及其特征提取的研究迫在眉睫。這關(guān)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(duì)患者的病灶特征進(jìn)行提取。本課題在研究國家自然科學(xué)基金《基于混合成像的孤立性肺結(jié)節(jié)計(jì)算機(jī)輔助診斷方法》和《基于醫(yī)學(xué)影像結(jié)構(gòu)和功能混合特征的周圍型肺癌計(jì)算機(jī)輔助診斷》的基礎(chǔ)上,對(duì)病灶的常用三維可視化技術(shù)和三維特征提取和量化進(jìn)行了探究,在此基礎(chǔ)上提出了一種更加準(zhǔn)確的體積特征測(cè)量方法。在孤立性肺結(jié)節(jié)的可視化方面針對(duì)前人的研究方法以及做出的改進(jìn)方面進(jìn)行了深入的研究,在三維特征提取方面,對(duì)孤立性肺結(jié)節(jié)的體積、表面積、灰度均值、灰度標(biāo)準(zhǔn)差、空間位置、球形度等特征進(jìn)行了提取和量化,并針對(duì)孤立性肺結(jié)節(jié)體積大小的計(jì)算方法進(jìn)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(duì)原始二維CT圖像進(jìn)行處理,分割得到二維的肺結(jié)節(jié)圖像,然后采用三維重建的方法對(duì)其進(jìn)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(jié)節(jié)的圖像數(shù)量較少,當(dāng)肺結(jié)節(jié)圖像開始出現(xiàn)或者結(jié)束時(shí),CT圖像中含有的肺結(jié)節(jié)信息較少容易被忽略而造成肺結(jié)節(jié)的分割不完整,且每張圖片均進(jìn)行分割造成的誤差較大,使得三維可視化后的孤立性肺結(jié)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(duì)ct圖像使用聚類分割的方法得到肺實(shí)質(zhì)部分,然后對(duì)分割以后的肺實(shí)質(zhì)采用面繪制的方法進(jìn)行三維可視化,最后在三維肺實(shí)質(zhì)的基礎(chǔ)上采用改進(jìn)的三維分割方法實(shí)現(xiàn)孤立性肺結(jié)節(jié)的三維可視化,有效的減少了可視化后孤立性肺結(jié)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(jié)節(jié)更加完整,本文首先對(duì)原始的ct和pet圖像進(jìn)行了一系列的預(yù)處理,包括圖像去噪、圖像增強(qiáng)以及圖像插值等。然后,針對(duì)現(xiàn)階段肺結(jié)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(jié)節(jié)的三維特征。本研究中對(duì)孤立性肺結(jié)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(jìn)行了提取和量化。由于體積大小隨時(shí)間變化的增長與否是判斷良惡性肺結(jié)節(jié)的一個(gè)重要指標(biāo),本文提出了一種更加準(zhǔn)確的測(cè)量肺結(jié)節(jié)體積的方法。首先,由于孤立性肺結(jié)節(jié)的類球體性,對(duì)可視化后的肺結(jié)節(jié)計(jì)算其質(zhì)心所在位置坐標(biāo),判斷肺結(jié)節(jié)上的點(diǎn)到質(zhì)心的距離,并取距離的最大值為外接球體的半徑,以質(zhì)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(nèi)利用蒙特卡洛的方法生成分布均勻的偽隨機(jī)點(diǎn),并判斷偽隨機(jī)點(diǎn)的位置是在肺結(jié)節(jié)的內(nèi)部還是外部,統(tǒng)計(jì)其數(shù)量;最后使用體積比例法求得孤立性肺結(jié)節(jié)的體積大小。并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明,該算法在計(jì)算肺結(jié)節(jié)的大小準(zhǔn)確度以及誤差等方面表現(xiàn)優(yōu)越。
【關(guān)鍵詞】：三維可視化 孤立性肺結(jié)節(jié) 特征提取 體積測(cè)量 蒙特卡羅
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 三維可視化技術(shù)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(jié)構(gòu)16-17
• 1.5 本章小結(jié)17-18
• 第二章 三維可視化技術(shù)和特征提取綜述18-26
• 2.1 三維可視化技術(shù)18-25
• 2.1.1 三維可視化技術(shù)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(jié)25-26
• 第三章 基于三維區(qū)域增長的孤立性肺結(jié)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(jié)節(jié)的三維可視化26-33
• 3.2.1 圖像預(yù)處理27-30
• 3.2.2 肺實(shí)質(zhì)的聚類分割30-32
• 3.2.3 肺實(shí)質(zhì)的三維可視化32
• 3.2.4 肺結(jié)節(jié)的三維可視化32-33
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比和分析33-37
• 3.4 本章小結(jié)37-40
• 第四章 孤立性肺結(jié)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(jié)節(jié)體積測(cè)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(cè)量肺結(jié)節(jié)體積大小47-48
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比和分析48-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第五章 總結(jié)和展望52-54
• 5.1 總結(jié)52-53
• 5.2 展望53-54
• 參考文獻(xiàn)54-60
• 致謝60-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄62

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