胸部CT影像肺动静脉分割方法研究

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肺癌已成为死亡人数最高的癌症,近年来临床上迅速发展的肺段切除术相对于传统的肺叶切除术可保留更多的健康肺组织,有利于保护患者术后肺功能,提高术后生活质量,降低术后并发症。由于肺段具有单独的肺动脉和肺静脉,因此肺动脉和肺静脉分割对肺段切除术手术路径规划十分关键。
  基于上述背景,本文以胸部CT影像为数据源,通过结合肺血管的解剖结构特征,研究实现了肺动脉和肺静脉的分割方法。
  本文首先介绍了医学影像分割、中心线提取等知识,研究实现了基于3D区域生长法的肺实质分割方法;再运用形态学运算对分割的肺实质进行空洞填充,将填充后的图像和原图像进行“与”运算得到含有肺血管的肺实质,设计分数阶微分算子对细小血管进行灰度增强,并利用局部最优阈值分割出完整的肺血管;其次研究实现了基于双距离场的肺血管中心线提取算法,自动检测并去除肺血管中心线中动静脉黏连部分得到血管子树;最后,利用肺动静脉的拓扑解剖结构知识,研究实现了基于子树叶子结点匹配的血管树分类算法,并利用中心线通过区域生长法将肺血管生长出来,根据肺动脉的体积比肺静脉小这一解剖知识提取出胸部CT影像肺动静脉。实验结果表明本文提出的肺动静脉分割方法准确度高,运行时间短,具有良好的临床应用价值。
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