基于近似最小距離場(chǎng)的3D結(jié)腸中心線提取算法研究與應(yīng)用.pdf

1、結(jié)腸癌是世界上第三大致人死亡的癌癥。大多數(shù)結(jié)腸癌由息肉發(fā)展而來(lái)。而及時(shí)檢測(cè)并切除息肉可以有效地防止結(jié)腸癌的發(fā)生。虛擬結(jié)腸鏡是一種新的檢查結(jié)腸息肉的方法，其利用患者腹部的CT或MRI掃描圖像，重建整個(gè)結(jié)腸內(nèi)腔的三維結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)在虛擬的結(jié)腸腔內(nèi)漫游，檢測(cè)結(jié)腸上的突起、息肉等異常形態(tài)學(xué)改變。由于虛擬結(jié)腸鏡是非侵入的，在很大程度上減輕患者檢查時(shí)的不適。隨著近來(lái)多探測(cè)器計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)掃描儀的引進(jìn)，CT的處理速度大大提高，且息肉檢測(cè)靈敏性

2、大大增強(qiáng)。而且虛擬攝像機(jī)能夠沿任意的方向移動(dòng)以檢測(cè)結(jié)腸的內(nèi)部，從而提高了診斷的有效性。在虛擬結(jié)腸鏡的各項(xiàng)技術(shù)中，確定三維結(jié)腸數(shù)據(jù)的漫游路徑是當(dāng)前研究的難題之一。目前最常用的方法是提取結(jié)腸的中心線作為漫游路徑。
　　 國(guó)內(nèi)外提取中心線的方法有很多，主要有基于拓?fù)浼?xì)化的方法、基于距離變換的方法、基于水平集的方法。這三類方法各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺陷。本文提出了基于近似最小距離場(chǎng)的方法提取結(jié)腸的中心線，本算法對(duì)圖像中的每個(gè)體素根據(jù)其與邊界的相

3、對(duì)距離進(jìn)行整數(shù)編碼，形成近似最小距離場(chǎng)，并將該距離場(chǎng)中的幾何鄰接的、具有局部最大值的像素形成聚類，然后用最短路徑將不同的聚類連接起來(lái)，形成骨架，再對(duì)骨架點(diǎn)進(jìn)行距離編碼尋找中心線，該算法簡(jiǎn)單易懂，將該算法在三維結(jié)腸上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證明該算法具有很高的效率。本方法屬于距離變換的方法。在介紹本文算法之前首先詳細(xì)介紹了基于距離變換的骨架提取算法的相關(guān)概念、原理和算法，然后本文運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)結(jié)腸CT圖像進(jìn)行三維重建，重建出的三維結(jié)腸作為本