收稿日期
基金项目 挝国家自然科学基金资助项目 中国博士后科学基金资助项目
作者简介 烫依玉峰 男 辽宁抚顺人 东北大学博士研究生 高立群 男 辽宁沈阳人 东北大学教授 博士生导师
第卷第期
年 月
东 北 大 学 学 报 自 然 科 学 版
Journal of Northeastern UniversityNatural Science
Vol No
Mar
一 种 基 于 改 进 随 机 游 走 的 肺 结 节 分 割 方 法
依玉峰
高立群
郭 丽
东北大学 信息科学与工程学院 辽宁 沈阳 天津医科大学 医学影像学院 天津
摘 要 传统的肺结节分割方法无法精确分割出肺结节外部毛刺 并且无法分离出与血管和胸壁相连的
肺结节
针对这些问题 提出一种改进的随机游走算法并应用于肺结节的分割中
首先 根据 Dirichlet 边界条
件计算得到的未标记点到标记点的概率值的大小将图像分为目标区域 背景区域和不确定区域 应用欧式距
离计算不确定区域中节点与标记点的灰度差异并根据距离的大小将其进行分类
其次 提出了一种两点间抛
物线法用于对初始分割结果进行二次分割
实验结果表明 与传统方法相比 所提方法实现了肺结节的精确分
割 提高了计算机辅助诊断对肺结节进行分析和鉴别的精度
关 键 词 肺结节 随机游走 图像分割 两点间抛物线法 计算机辅助诊断
中图分类号 T P 文献标志码 A 文章编号
Pulmonary Nodules Segmentation Method Based on Improved
Random Walker Algorithm
Y I Y u
f
eng
GA O L i
q
un
G UO L i
School of Information Science & Engineering Northeastern University Shenyang China College
of Medical Imaging Tianjin Medical University Tianjin China Corresponding author GUO Li Email
neuyiyufeng com
Abstract The traditional methods for the segmentation and detection of pulmonary nodules could
not segment pulmonary nodules accurately and also could not separate the pulmonary nodules
from blood vessels and chest wall An improved random w alker algorithm was proposed to solve
the above problems Firstly according to the probability that calculated by Dirichlet boundary
condition the image will be divided into three parts objective region background region and
uncertain region Euclidean distance was used to calculate the difference between the nodes in the
uncertain region and the seed w hich can be used to label nodes in the uncertain region Secondly
a parabola between two points algorithm PBTP for the second segmentation was proposed to
achieve the final image segmentation The experimental results demonstrated that the proposed
algorithm segmented the pulmonary nodules more accurately than that of using the traditional
methods w hich greatly improved the accuracy of analysis and identification for computeraided
diagnosis CAD of pulmonary nodules
Key words
p
ulmonary nodules random walker image segmentation
p
arabola between two
p
ointsPBT P computeraided diagnosisCAD
在世界范围内 肺癌已成为发病率最高的恶
性肿瘤 也是目前已知的确诊后死亡率最高的癌
症
早 期 肺 癌 常 表 现 为 孤 立 性 肺 结 节 solitary
p
ulmonary nodule SPN的形式
早期检测出可能
发生癌变的肺结节有助于提高患者的存活率
在对肺结节的良 恶性判断过程中 肺结节的
外部特征分析具有重要意义
例如 分叶特征 细
短毛刺特征结节为恶性 肺结节内斑片钙化多为
良性 但 SPN 的特征分析和鉴别对临床医生而言
仍是一个极大的挑战
随着计算技术的不断发展