慢性阻塞性肺疾病COPD是一种严重危害人类健康的疾病。基于二维CT图像的胸腔内气道高精度几何测量对COPD患者的诊断和治疗具有重要意义。半高宽法是目前通用的气道几何尺寸测量法,但该方法只在测量大、厚且垂直CT成像平面的气道时才能获得较理想的效果,并不适用于所有尺寸气道的测量。为改善小气道的几何测量精度,本文采用一种基于CT成像过程的数学模型的参数拟合法。该方法首先利用Bresenham算法检查穿过气道壁射线的灰度值,得到射线的真实灰度轮廓；然后构建模拟CT模糊的数学模型；最后通过Levenberg-Marquardt算法对模拟灰度轮廓和真实灰度轮廓进行拟合,从而得到最接近于真实灰度轮廓的模型参数估计—气道的内、外径估计。本文方法对CT成像过程中引入的模糊进行了建模,适用于不同尺寸气道的几何测量。为了验证本文方法的有效性,利用蒙特卡洛投影仿真工具包(V4r2.3.2)对7个不同管径的二维理想环状气道模型进行仿真,然后分别使用半高宽法和本文方法来测量仿真图形。结果表明,在测量小、薄壁气道模型时,本文方法具有较高的测量精度和稳定性。将两种方法分别应用于15例COPD患者RB1吸气相3-5级气道胸部CT图像的气道测量实验。结果表明,两种方法测量结果的差异主要存在于5级气道的测量中,且本文方法能得到比半高宽法更稳定的测量结果。