肺結(jié)節(jié)檢測算法的研究.pdf

1、肺癌是世界范圍內(nèi)患病率及病死率最高的惡性腫瘤之一。如果能夠?qū)Ω嗟幕颊哌M行有效的治療，將會是一件非常有意義的事情。由于越來越多研究表明如果能夠在早期發(fā)現(xiàn)和確診癌癥，將會大大提高病人的存活率。雖然隨著醫(yī)療技術尤其是CT技術的發(fā)展，還有近些年來多排CT的出現(xiàn)，都使肺癌的診斷和治療變得相對容易。但是能夠治愈肺癌的例子依然不多，主要是因為早期發(fā)現(xiàn)癌癥仍然不容易。因為多排CT同時帶來了數(shù)量巨大的CT片，給影像科醫(yī)生增加了負擔，造成漏診率偏高：其次

2、是醫(yī)生對初期惡性腫瘤的錯誤診斷結(jié)果，使得病人疏于防范，后期也沒有去醫(yī)院復查，使得肺癌發(fā)現(xiàn)時都是中后期，很難治愈。 為了克服這一困難，把醫(yī)生從繁重的看片負擔中解脫出來，越來越多的科研人員開始研制肺部計算機輔助診斷系統(tǒng)即肺部CAD(computerassistantdiagnose)，輔助醫(yī)生進行肺結(jié)節(jié)的檢測、肺結(jié)節(jié)良惡性的判斷等工作。肺部CAD系統(tǒng)主要包括肺結(jié)節(jié)的檢測，肺結(jié)節(jié)體積大小的計算及肺結(jié)節(jié)良惡性的判斷三個部分。其中第一個部

3、分是整個系統(tǒng)的基礎，因為結(jié)節(jié)檢測準確性不僅可以直觀幫助醫(yī)生減少錯診、漏診率，而且還關系到后續(xù)結(jié)節(jié)良惡性判斷的準確度?；诖?，本文主要針對肺結(jié)節(jié)檢測算法進行研究，做了如下兩方面的工作。 1.TMH算法 通過對現(xiàn)有肺結(jié)節(jié)檢測算法的分析和比較，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的肺結(jié)節(jié)檢測算法存在很多不足。二維層面上的算法速度比較快，但是往往忽略了結(jié)節(jié)的三維形態(tài)；三維算法可以考慮結(jié)節(jié)的三維特征，但速度很慢。因此，本文第一部分工作提出了一種新的肺結(jié)節(jié)檢測

4、算法，它是一種考慮了結(jié)節(jié)三維特征的二維算法-TMH(引入了Hessian矩陣的模板匹配)。本算法首先在二維層面上對肺結(jié)節(jié)進行全面的檢測，然后考慮結(jié)節(jié)的三維形態(tài)特征，以降低假陽率，試驗表明，該方法有較好的應用價值。 TMH算法過程包括三部分：1、是對肺部CT圖像進行分割，得到肺實質(zhì)圖像，這部分重點介紹了滾動小球法；2、對肺實質(zhì)圖像進行模板匹配，標記檢測點；3、引入Hessian矩陣，利用肺結(jié)節(jié)的三維形態(tài)特征，將其與血管進行區(qū)分(三

5、維層面上，肺結(jié)節(jié)是類球形而血管是圓柱形的)，這樣可將檢測點中的血管去掉，降低單純的模板匹配算法造成的假陽性。二維模板匹配方法本身的優(yōu)點是檢測全面，速度較快，缺點是假陽率較高，TMH算法既利用了三維的形態(tài)方法來降低假陽率，又保持了原二維算法的高速度。它綜合了二、三維檢測算法的優(yōu)點，實驗結(jié)果表明該算法能兼顧肺結(jié)節(jié)檢測的準確性和快速性。 2.FCM算法的改進 本文的第二部分工作是對FCM算法進行了改進，引入了似圓度的概念。首先