低剂量肺部CT的图像增强及其辅助诊断应用研究
发布时间：2021-06-25 09:52
肺癌的发病率和死亡率是目前世界上最高的恶性疾病,如果可以在早期发现并进行手术切除,肺癌的预后将显著改善,但早期肺癌绝大多数无明显症状,出现症状而就诊的肺癌患者多属晚期,由此可见,早期肺癌的发现与诊断是重中之重。但传统CT扫描因其大量的辐射剂量给患者与医护人员带来难以估计的伤害,因此,低剂量肺部CT因其大大降低辐射剂量引起广泛关注,但其降低辐射剂量的同时也降低了图像的质量与清晰度,为此,本文设计基于低剂量肺部CT的图像增强及其辅助诊断应用,增强图像对比度与可观察性,进而在肺结节的检测与分类任务中辅助医生诊断,为肺癌的早期预后治疗提供帮助。在低剂量肺部CT图像增强的过往研究中,传统空域增强算法与频域增强算法的增强存在着诸多局限性,其增强效果也不尽人意,本文从新的理论角度出发,分析变分法在低剂量肺部CT图像增强中的理论合理性,并基于全变分理论基础上,提出基于图像分解的低剂量肺部CT图像增强算法,并设计合理的分解模型,通过该算法处理低剂量肺部CT图像,无论从对比度、清晰度、细节纹理还是视觉效果方面都能得到很大的提升,达到较好的观测效果。接下来,针对图像增强后的低剂量肺部CT图像,本文分析了传统...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)(b)为常规剂量CT图
odule）与纯实性结节（solidnodule），三者在影像角度有着明显差异，磨玻璃型结节以云雾状影子为主，且密度略高，整体偏向于良性结节，术后病理类型多为原位癌与不典型增生；部分实性磨玻璃型结节的形状结构由周围磨玻璃状成分包裹住中央实性且密度高的部分，恶性程度随磨玻璃成分占比改变，一般磨玻璃成分越大，恶性程度越低，反之，恶性程度则越高，所以此类结节恶性程度略高于磨玻璃型结节；而纯实性结节密度均高于前两者，在图像上显示为亮度较高的圆形病灶，良恶性程度与病灶外形、纹理显著相关，三类结节影像学表现如图2-2所示。(a)(b)(c)图2-2(a)为磨玻璃结节示例；(b)为部分实性磨玻璃结节示例；(c)为纯实性结节示例肺结节的良恶性检测是临床检查一直以来的关注重点，两者不只在形态学外观角度得到区分，还在影像学结构如尺寸、形状纹理与结节数量方面有着细微的差异，而这也是医生的影像学辅助诊断判别标准。从尺寸上来说，一般3mm以下的结节可能是恶性的风险很低，且不会被作为重点观察对象，而大于3mm且小于30mm的结节，最为常见且容易与其他组织混淆，是当前影像诊断的重中之重，当低剂量CT扫描到的异常大于30mm，会被认为是肺肿物，其恶性程度可能性会大大升高，但仍需结合其他因素综合判断；从形状纹理上来说，良性结节更多会表现出病灶外形较为光滑，密度均匀，无明显分叶及毛刺存在，容易出现内部钙化，而恶性结节则多体现出外形不规则、结节空泡、血管聚集、胸膜凹陷、周围有明显毛刺等特征；从结节数量上，肺结节又会分为单发性结节与多发性结节，单发性结节在图像上表现出“单一的”或“孤立性”肺结节，而多发性结节从字面上可以理解为出现两个或多个异常区域，多由炎症感染，多年吸收有害物质或身体其他部位的癌症扩散到
odule）与纯实性结节（solidnodule），三者在影像角度有着明显差异，磨玻璃型结节以云雾状影子为主，且密度略高，整体偏向于良性结节，术后病理类型多为原位癌与不典型增生；部分实性磨玻璃型结节的形状结构由周围磨玻璃状成分包裹住中央实性且密度高的部分，恶性程度随磨玻璃成分占比改变，一般磨玻璃成分越大，恶性程度越低，反之，恶性程度则越高，所以此类结节恶性程度略高于磨玻璃型结节；而纯实性结节密度均高于前两者，在图像上显示为亮度较高的圆形病灶，良恶性程度与病灶外形、纹理显著相关，三类结节影像学表现如图2-2所示。(a)(b)(c)图2-2(a)为磨玻璃结节示例；(b)为部分实性磨玻璃结节示例；(c)为纯实性结节示例肺结节的良恶性检测是临床检查一直以来的关注重点，两者不只在形态学外观角度得到区分，还在影像学结构如尺寸、形状纹理与结节数量方面有着细微的差异，而这也是医生的影像学辅助诊断判别标准。从尺寸上来说，一般3mm以下的结节可能是恶性的风险很低，且不会被作为重点观察对象，而大于3mm且小于30mm的结节，最为常见且容易与其他组织混淆，是当前影像诊断的重中之重，当低剂量CT扫描到的异常大于30mm，会被认为是肺肿物，其恶性程度可能性会大大升高，但仍需结合其他因素综合判断；从形状纹理上来说，良性结节更多会表现出病灶外形较为光滑，密度均匀，无明显分叶及毛刺存在，容易出现内部钙化，而恶性结节则多体现出外形不规则、结节空泡、血管聚集、胸膜凹陷、周围有明显毛刺等特征；从结节数量上，肺结节又会分为单发性结节与多发性结节，单发性结节在图像上表现出“单一的”或“孤立性”肺结节，而多发性结节从字面上可以理解为出现两个或多个异常区域，多由炎症感染，多年吸收有害物质或身体其他部位的癌症扩散到
【参考文献】：
期刊论文
[1]低剂量CT扫描在早期肺癌诊断中的应用价值分析[J]. 杨晓波,俞晓军. 中国现代医生. 2019(23)
[2]2015年中国恶性肿瘤流行情况分析[J]. 郑荣寿,孙可欣,张思维,曾红梅,邹小农,陈茹,顾秀瑛,魏文强,赫捷. 中华肿瘤杂志. 2019 (01)
[3]基于同态滤波的彩色图像增强算法的改进与实现[J]. 韩美林,杨琳. 科技经济市场. 2018(08)
[4]基于同态滤波及多尺度Retinex的低照度图像增强算法[J]. 董静薇,徐博,马晓峰,韩闯. 科学技术与工程. 2018(22)
[5]基于三维卷积神经网络的低剂量CT肺结节检测[J]. 吕晓琪,吴凉,谷宇,张文莉,李菁. 光学精密工程. 2018(05)
[6]中国肺癌低剂量螺旋CT筛查指南（2018年版）[J]. 周清华,范亚光,王颖,乔友林,王贵齐,黄云超,王新允,吴宁,张国桢,郑向鹏,步宏,李印,韦森,陈良安,胡成平,石远凯,孙燕. 中国肺癌杂志. 2018(02)
[7]基于分块DCT同态滤波的彩色图像增强算法[J]. 张亚飞,谢明鸿. 计算机工程与设计. 2013(05)
[8]基于算子的图像分解[J]. 李峰,曾晓辉,陈盛霞,沈玉娟. 中国图象图形学报. 2013(01)
[9]一种改进的非局部平均去噪方法[J]. 孙伟峰,彭玉华. 电子学报. 2010(04)
[10]基于二次噪声检测和细节保护规则函数的图像滤波算法[J]. 王暄,毕秀丽,马建峰. 电子学报. 2008(02)
博士论文
[1]肺结节图像的分析与识别[D]. 曹蕾.南方医科大学 2009
本文编号：3248995
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)(b)为常规剂量CT图
odule）与纯实性结节（solidnodule），三者在影像角度有着明显差异，磨玻璃型结节以云雾状影子为主，且密度略高，整体偏向于良性结节，术后病理类型多为原位癌与不典型增生；部分实性磨玻璃型结节的形状结构由周围磨玻璃状成分包裹住中央实性且密度高的部分，恶性程度随磨玻璃成分占比改变，一般磨玻璃成分越大，恶性程度越低，反之，恶性程度则越高，所以此类结节恶性程度略高于磨玻璃型结节；而纯实性结节密度均高于前两者，在图像上显示为亮度较高的圆形病灶，良恶性程度与病灶外形、纹理显著相关，三类结节影像学表现如图2-2所示。(a)(b)(c)图2-2(a)为磨玻璃结节示例；(b)为部分实性磨玻璃结节示例；(c)为纯实性结节示例肺结节的良恶性检测是临床检查一直以来的关注重点，两者不只在形态学外观角度得到区分，还在影像学结构如尺寸、形状纹理与结节数量方面有着细微的差异，而这也是医生的影像学辅助诊断判别标准。从尺寸上来说，一般3mm以下的结节可能是恶性的风险很低，且不会被作为重点观察对象，而大于3mm且小于30mm的结节，最为常见且容易与其他组织混淆，是当前影像诊断的重中之重，当低剂量CT扫描到的异常大于30mm，会被认为是肺肿物，其恶性程度可能性会大大升高，但仍需结合其他因素综合判断；从形状纹理上来说，良性结节更多会表现出病灶外形较为光滑，密度均匀，无明显分叶及毛刺存在，容易出现内部钙化，而恶性结节则多体现出外形不规则、结节空泡、血管聚集、胸膜凹陷、周围有明显毛刺等特征；从结节数量上，肺结节又会分为单发性结节与多发性结节，单发性结节在图像上表现出“单一的”或“孤立性”肺结节，而多发性结节从字面上可以理解为出现两个或多个异常区域，多由炎症感染，多年吸收有害物质或身体其他部位的癌症扩散到
odule）与纯实性结节（solidnodule），三者在影像角度有着明显差异，磨玻璃型结节以云雾状影子为主，且密度略高，整体偏向于良性结节，术后病理类型多为原位癌与不典型增生；部分实性磨玻璃型结节的形状结构由周围磨玻璃状成分包裹住中央实性且密度高的部分，恶性程度随磨玻璃成分占比改变，一般磨玻璃成分越大，恶性程度越低，反之，恶性程度则越高，所以此类结节恶性程度略高于磨玻璃型结节；而纯实性结节密度均高于前两者，在图像上显示为亮度较高的圆形病灶，良恶性程度与病灶外形、纹理显著相关，三类结节影像学表现如图2-2所示。(a)(b)(c)图2-2(a)为磨玻璃结节示例；(b)为部分实性磨玻璃结节示例；(c)为纯实性结节示例肺结节的良恶性检测是临床检查一直以来的关注重点，两者不只在形态学外观角度得到区分，还在影像学结构如尺寸、形状纹理与结节数量方面有着细微的差异，而这也是医生的影像学辅助诊断判别标准。从尺寸上来说，一般3mm以下的结节可能是恶性的风险很低，且不会被作为重点观察对象，而大于3mm且小于30mm的结节，最为常见且容易与其他组织混淆，是当前影像诊断的重中之重，当低剂量CT扫描到的异常大于30mm，会被认为是肺肿物，其恶性程度可能性会大大升高，但仍需结合其他因素综合判断；从形状纹理上来说，良性结节更多会表现出病灶外形较为光滑，密度均匀，无明显分叶及毛刺存在，容易出现内部钙化，而恶性结节则多体现出外形不规则、结节空泡、血管聚集、胸膜凹陷、周围有明显毛刺等特征；从结节数量上，肺结节又会分为单发性结节与多发性结节，单发性结节在图像上表现出“单一的”或“孤立性”肺结节，而多发性结节从字面上可以理解为出现两个或多个异常区域，多由炎症感染，多年吸收有害物质或身体其他部位的癌症扩散到
【参考文献】：
期刊论文
[1]低剂量CT扫描在早期肺癌诊断中的应用价值分析[J]. 杨晓波,俞晓军. 中国现代医生. 2019(23)
[2]2015年中国恶性肿瘤流行情况分析[J]. 郑荣寿,孙可欣,张思维,曾红梅,邹小农,陈茹,顾秀瑛,魏文强,赫捷. 中华肿瘤杂志. 2019 (01)
[3]基于同态滤波的彩色图像增强算法的改进与实现[J]. 韩美林,杨琳. 科技经济市场. 2018(08)
[4]基于同态滤波及多尺度Retinex的低照度图像增强算法[J]. 董静薇,徐博,马晓峰,韩闯. 科学技术与工程. 2018(22)
[5]基于三维卷积神经网络的低剂量CT肺结节检测[J]. 吕晓琪,吴凉,谷宇,张文莉,李菁. 光学精密工程. 2018(05)
[6]中国肺癌低剂量螺旋CT筛查指南（2018年版）[J]. 周清华,范亚光,王颖,乔友林,王贵齐,黄云超,王新允,吴宁,张国桢,郑向鹏,步宏,李印,韦森,陈良安,胡成平,石远凯,孙燕. 中国肺癌杂志. 2018(02)
[7]基于分块DCT同态滤波的彩色图像增强算法[J]. 张亚飞,谢明鸿. 计算机工程与设计. 2013(05)
[8]基于算子的图像分解[J]. 李峰,曾晓辉,陈盛霞,沈玉娟. 中国图象图形学报. 2013(01)
[9]一种改进的非局部平均去噪方法[J]. 孙伟峰,彭玉华. 电子学报. 2010(04)
[10]基于二次噪声检测和细节保护规则函数的图像滤波算法[J]. 王暄,毕秀丽,马建峰. 电子学报. 2008(02)
博士论文
[1]肺结节图像的分析与识别[D]. 曹蕾.南方医科大学 2009
本文编号：3248995
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