基于bp神经网络的肺结节自动检测算法研究

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1、基于BP神经网络的肺结节自动检测算法研究摘要：长期监测发现近年来我国肺癌发病率上升至原先的4倍，气象等专家经过研究发现，灰霾是致肺癌高发的一个根本原因，特别是在城市。肺癌的早期诊断十分重要。利用计算机图像处理技术检测肺癌早期标志物――肺结节，可以提高肺癌诊断的准确率。据此设计了一个CAD系统，尝试通过四个步骤实现肺结节的检测：肺实质分割、感兴趣区（ROI）的提取、特征的提取与计算、肺结节检测。关键词：灰霾；肺结节；图像处理；CAD；BP神经网络中图分类号：TP391.7文献标志码：A文章编号：1

2、006-8228（2014）10-24-03ResearchoflungnodulesdetectionalgorithmbasedonBPNNZhongMingxia，JiangBojun（ZhejiangVocationalCollegeofCommerce，Hangzhou，Zhejiang310053，China）Abstract：Throughlong-termmonitoring，theincidenceoflungcancerhasincreasedtofourtimeshighe

3、rthanthepast.Theweatherexperts8concludethatthegreyhazeistheprimecauseofhighincidenceoflungcancer，especiallyincities.Itisimportanttoearlydiagnoselungcancer.Thisprojectwillusethecomputerimageprocessingtechnologytodetectearlylungcancermarkers，lungnodule

4、s，toimprovetheaccuracyindiagnosisoflungcancer，atthesametimecanreducetheworkloadofdoctors.ACADsystemisdesigned.Thedetectionoflungnodulesarerealizedbyfoursteps：lungparenchymasegmentation，interestedarea（ROI）extraction，featureextractingandcalculating，lun

5、gnoduledetection.Keywords：greyhaze；lungnodules；imageprocessing；CAD；theBPneuralnetwork0引言8根据2014年全国肿瘤登记中心发布的《2013年中国肿瘤登记年报》[1]中，居全国恶性肿瘤发病第一位的是肺癌，居全国恶性肿瘤死亡第一位的仍是肺癌。曾在2011年11月，广州气象专家吴兑经过多年研究发现，广州的灰霾天数增加与肺癌发生率两者的变化曲线相当吻合，有力地证明了在高污染的大城市中（如广州），空气质量下降和肺癌之间的

6、关系[2]。研究数据证明，随着近年来大力推行控烟政策，我国吸烟率已呈现小幅下降趋势，已经不足以成为肺癌的主要杀手，而当前以PM2.5为主的灰霾空气污染已成为肺癌高发的最重要诱因。1肺癌早期标志物及CT检测肺癌和所有癌症一样，早期诊断是治疗的关键，提倡“早发现，早治疗”。肺癌早期一般表现为肺癌影像出现直径小于3cm而大于3mm的长在肺实质区域内的类球形病灶，临床上把它叫做肺结节[3]。因此，肺癌的早期诊断最终归结为对肺结节的检测上面。肺结节的检测方法有X线胸片检测和CT检测两种。使用CT检测肺结节

7、显著优于X线胸片，与传统的胸部X光片相比，CT表现出了更加卓越的灵敏度，直径小于1cm的小结节易被X线胸片遗漏，CT检出肺结节的概率可为X线胸片的8倍。在大型医院中，每天要接待几百名甚至近千名需要做CT扫描的病患，每套CT片数量大约在20至40张左右不等。在视觉上分辨肺结节的过程中，经常会被CT中突起状的血管混淆[4]，区分这两者需要医生人工在大量多重CT片及容积分析中来判别，这个过程可能导致人眼疲劳和分心，尤其可能还存在其他病变的干扰，难免存在误诊和漏诊的情况。而且，假阳性结节的检测可能导致增

8、加花费，给患者带来焦虑感甚至给没有肺癌的患者增加负担。2CAD检测系统设计8本项目旨在利用计算机图像处理技术，设计一个肺结节CAD系统，用于检测肺癌标志物――肺结节，从而提高肺癌诊断的准确率，同时减轻医生的工作量。该系统尝试通过四个步骤实现肺结节的检测：肺实质分割、感兴趣区（ROI）的提取、特征的提取与计算、肺结节检测。CAD检测系统流程图如图1所示。[感兴趣区（ROI）的提取][CT影像][肺实质分割][特征的提取与计算][肺结节检测][输出标注过肺结点区域的CT图像]图1CAD系统检测流程图