特征提取：区域均值、CT值和形态特征

对于粘连血管型结节，通常希望只提取结节部分特征，这就需要把血管和结节大致分割开。但是由于血管和结节的CT值很相似，精确地分割需要过于复杂的方法，而带约束的区域生长方法能够做到只生长出结节的区域而不进入血管区域。首先，对S中的每个26领域的连通区域计算均值μ和方差σ。然后，在初始候选区域的基础上逐渐向外扩张，进行带约束的区域生长，得到新区域S_next。区域生长的条件是：①该像素属于初始候选区域像素的4领域。②该像素的CT值大于μ-2σ而小于μ+2σ。并计算S_next的均值和方差。重复上述过程4次，最后得到的区域能被视作粘连血管型结节的结节部分，可以看到分割结果没有渗透到血管区域中，如图2-6所示。图2-6a为初始结节的候选区域，图2-6b为约束区域生长后的扩展区域，图2-6c为VOI中待判断物体的区域，即VOI中的高亮区域。

图2-6 特征提取的3个区域

a）初始结节的候选区域 b）约束区域生长出的扩展区域 c）VOI中待判断物体的区域

计算图2-6中3个区域的均值、方差、CT最大值、CT最小值和像素个数，共15个特征。VOI中待判断物体区域的紧凑度、球性、最小长短轴比率和对比度，作为第16～19个特征。紧凑度被定义为待判断物体的内切球半径/外接球半径。球性表示待判断物体与其等体积球的重叠度。最小长短轴比率是VOI中待判断物体X、Y、Z方向上长度任意两者间比例的最小值。上述3个特征，当待判断物体是球时，取值为1，其他形状属性值为0～1的小数。对比度定义为带约束区域生长出的区域灰度平均值与VOI中待判断物体灰度平均值的比率。

通过用服从高斯分布的球来模拟结节及用服从高斯分布的圆柱来模拟血管，由于圆柱的各个层面像素个数变化都比较小，而球在各个层面上的像素个数变化是先由小变大再变小的，则提出一个新的特征作为第20种特征；计算VOI中待判断物体在XY、YZ和XZ方向上各层像素个数的方差，取其三者的最小值，如图2-7所示。

(www.xing528.com)

图2-7 各层像素个数变化特征

a）结节各层像素个数变化情况 b）血管各层像素个数变化情况

用服从高斯分布的球和服从高斯分布的圆柱的混合分布来模拟粘连血管型结节；用2个服从高斯分布的圆柱的混合分布来模拟“X”形血管交叉处；用3个服从高斯分布的圆柱的混合分布来模拟“Y”形血管交叉处，粘连型结节的内切球像素个数/粘连型结节总像素个数的值会远远大于交叉血管的内切球像素个数/交叉血管总像素个数的值。当VOI中待判断物体是球时，取值为1，其他形状特征值为0～1的小数。粘连型结节的内切球像素个数/VOI总像素个数的值会远远大于交叉血管的内切球像素个数/VOI总像素个数的值。图2-8解释了上述2个新特征（其中，R_MI为内切圆的半径），这2个特征为第21、第22种特征。

图2-8 内切圆特征

a）粘连血管型结节 b）Y形血管交叉