基于CT影像的肺癌检测与切除手术规划

发布时间：2020-10-16 16:58

　　 肺癌是全球发病率与死亡率最高的疾病之一,对人类的生命安全造成了严重的威胁。目前的临床研究发现,对于肺癌的早期诊断与治疗能够有效延长肺癌患者的生存期,并减少患者的医疗花费。而在肺癌的早期诊疗中主要需要考虑两方面的问题,其一是对肺癌的自动检测,其二是肺癌切除手术的直观性与安全性。因此,本文围绕这两个问题进行研究,设计了一个基于CT影像的完整肺癌检测与切除手术规划系统,能够实现对肺癌的自动有效检测,并基于肺部血管增强可视化与肺结节的可视化,使得肺癌切除手术更为直观且安全可靠。本文针对这一系统的研发,主要在以下四个方面做了深入的研究:基于CT影像的分步肺实质分割。本文提出了肺实质分割的分步分割方法,第一步利用自动阈值分割、三维连通性算法进行粗分割,第二步使用形态学等方法进行更为精细化的分割,填补了粗分割的边缘凹陷现象。通过定性与定量分析,证实了本文分割算法的有效性与分割结果的完整性。肺实质分割减少了肺癌检测范围与假阳性结节数量,降低了整体算法的计算量。基于两步法深度学习网络的肺癌检测。本文首先基于条件随机场算法生成肺结节区域的精细标注,再利用改进的U-Net网络提取肺结节疑似区域,然后设计分类网络去除疑似区域中的假阳性结节,以得到最终的肺结节检测结果。本文基于大量实验数据绘制了FROC曲线,表明了两步法肺癌检测算法的有效性。肺部血管增强与三维可视化。本文基于改进的多尺度Frangi算法对肺部血管进行增强计算,然后利用数据增强值与灰度值构造了体绘制二维传递函数,实现了肺部增强血管的三维可视化功能,有助于在肺癌切除手术中减少对肺内血管的误切以及对其他肺部组织的损伤。计算机辅助的肺癌切除手术规划。本文通过分类可视化,将肺部的肺结节、血管、肺壁等不同组织数据赋予不同的颜色与阻光度,使得临床医生能够更直观的观察到肺结节与周围组织的相对位置关系,再利用交互仿真操作调整得到最佳的手术路径,辅助医生设计更合适的手术方案。通过实际的临床数据测试,证实了本文计算机辅助肺癌切除手术规划有助于提高手术的直观性与安全性。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP391.41;R734.2
【部分图文】：

肺和右肺两部分，分别位于心 2-1 是人体肺部的透视图像，中可以看出，由于心脏位置的影一个斜裂，而右肺除斜裂外还部分，而右肺被划分为上叶、结构为支气管、血管等。其中的呼吸中枢，控制着人体氧气氧气的重要载体，因此在肺内构成组分之一。除了这些正常形成一些形状各异、大小不同核和肺结节等。

上海交通大学硕士学位论文 第二章 基于 CT 影像的肺实质分步分割其中， 的取值为 0、1，分别表示背景与前景， 与t 为类均值， p i为类概率。 tttttsum2112002 (2-7)通过绘制肺部 CT 图像的直方图分布，如图 2-3(a)，可以看出，本文所使用的数据其分布符合 OTSU 阈值分割算法对于双峰性的要求，且两个顶峰之间存在深而宽的谷底，所以使用该阈值分割算法可以获得较好的分割效果，如图 2-3(b)所示。

域的连通性计算为例，首先在第一时，判断该点左侧与上侧的像素值中心像素点，并记录左侧与上侧的，则将对应标签赋予中心像素点，签值赋予中心像素点。然后在第二的标签值替换为相邻值中的最小值础上，构建决策树来判断邻域像素一半，此外还提出了对基于并查集阈值分割算法，对原始肺部 CT 图像计算分割结果的三维连通性。标记中的不同连通区域。由图可见，由织结构，肺内会出现空洞，因此需
【参考文献】

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1 姚晓军;刘伦旭;;肺癌的流行病学及治疗现状[J];现代肿瘤医学;2014年08期

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1 翟伟明;影像引导下计算机辅助介入手术导航关键技术的研究[D];清华大学;2010年

本文编号：2843524