基于RandomWalk算法的CT图像肺实质自动分割

来源：计算机应用杂志2015年第9期北京时间：

作者：王兵, 顾潇蒙, 杨颖, 董华, 田学东, 顾力栩

单位：1. 河北大学 数学与信息科学学院, 河北 保定 071002;2. 河北大学 医工交叉研究中心, 河北 保定 071000;3. 河北大学附属医院 CT室, 河北 保定 071000;4. 河北大学 计算机科学学院, 河北 保定 071002;5. 上海交通大学 生物医学工程学院, 上海 200240

摘要：针对复杂情况下肺实质的分割问题,提出了一种基于Random Walk算法对肺实质自动分割的方法。首先,根据胸部组织解剖学及其计算机断层扫描(CT)图像的影像学特征,在肺实质及其周围组织分别确定目标区域种子点和背景种子点位置;然后,使用Random Walk算法对CT图像进行分割,提取近似肺区域的掩模;接下来,对掩模实施数学形态学运算,来进一步调整目标区域种子点和背景种子点的标定位置,使其适合具体的复杂情况;最后,再次使用Random Walk算法分割图像,得到最终的肺实质分割结果。实验结果显示,该方法与金标准的平均绝对距离为0.44±0.13 mm,重合率(DC)为99.21%±0.38%。与其他分割方法相比,该方法在分割精度上得到了显著提高。结果表明,提出的方法能够解决复杂情况下肺实质分割的问题,确保了分割的完整性、准确性、实时性和鲁棒性,分割结果和时间均可满足临床需求。

关键词：胸部图像,计算机断层扫描,Random Walk算法,肺实质分割,种子点选择,数学形态学运算

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61375075,61190120-61190124,61271318);河北省自然科学基金资助项目(f2012201020);河北省教育厅重点项目(ZD2015067)。