在对肺部CT(Computed Tomography)图像进行慢性阻塞性肺病、肺癌等肺部疾病进行诊断时,需要借助计算机软件技术来分析和测算出相关的肺功能定量指标,用以辅助评估患者的肺功能状况。基于CT图像的肺功能定量分析相比常规的肺功能检查(Pulmonary Function Test,PFT)具有更多的优点,它操作简单,可重复性强,而且可以从局部反映肺功能状况。此外,它在显示肺部细微结构的能力上大幅度提升,对肺部疾病的早期发现、病情评估和术后预判等均有很大帮助,成为当前的研究热点。为此,本文自主开发设计了一个基于体可视化技术的计算机辅助肺功能定量分析系统,用于辅助医生对患者的肺功能状况进行评估。本文的主要研究内容如下所示:1)为了获取用于肺功能定量分析的对象,对肺气管树、肺实质和肺血管的分割做了相关研究。首先,通过全局阈值生长法得到肺部组织的粗分割结果;然后,利用最优阈值生长法从粗分割结果中提取肺气管树,并引入了泄露检测机制;紧接着,结合形态学处理、交互式分割修补等得到肺实质组织的分割结果;最后,结合三维海森矩阵的特征根和形状指数来构造血管度量函数,从肺实质组织中提取出肺血管。2)为了清晰显示出肺部各组织在三维空间的相对位置信息,避免不同组织间的体素在体绘制过程中互相遮挡,设计了基于分类后体数据的体绘制传递函数,并提供了便捷的交互式传递函数工具,能够将肺部各组织同时高质量的绘制出来。3)为了对局部肺组织进行肺功能定量分析,实现了交互式二维ROI分割和交互式三维VOI体切割;为了观察数据场中不同CT值区间像素集在肺部的分布信息,利用了伪彩色技术将不同CT值区间像素集以不同的颜色区分,能够直观的显示出病变的范围及其严重程度。4)基于以上技术成果,本文设计开发了一个基于体可视化技术的计算机辅助肺功能定量分析系统。本系统实现了单张CT图像二维上的肺功能定量分析和CT序列图像三维上的肺功能定量分析,可以分析和测算出全肺、左肺和右肺三者的总肺容积、功能性肺容积、无功能肺容积、象素指数、平均肺密度、标准差等常用的肺功能定量指标。此外,系统还实现了局部肺组织二维肺部ROI和三维肺部VOI的肺功能定量分析;实现了对数据场中指定CT值区间像素集的肺功能定量分析。本系统可应用于慢性阻塞性肺病、肺癌等肺部疾病的辅助诊断,辅助评估患者的肺功能状况。