یکی از مهم‌ترین آزمون‌های تشخیص بیماری‌های ریوی، اندازه‌گیری حجم هوای ریه است. در این مقاله یک الگوریتم تمام‌خودکار که پیش‌تر توسط نویسندگان مقاله برای تخمین حجم هوای درون ریه با استفاده از تصاویر CT ارائه شده بود، توسعه داده شده است. در این الگوریتم، به منظور بخش‌بندی نواحی حاوی هوا در ریه ابتدا با بهینه‌سازی یک تابع هزینه مبتنی بر مباحث بیوفیزیک بافت ریه، محدوده وکسل‌های هوای درون ریه تعیین می‌شود. در این مقاله به‌منظور حل مسئله بهینه‌سازی روشی ساختاریافته و خودکار برای محاسبه حدس اولیه محدوده پاسخ پیشنهاد شده‌است. برای تعیین موقعیت فضایی نواحی حاوی هوا نیز از یک روش بازسازی مدل سه‌بعدی استفاده شده‌است. علاوه بر آن، کارایی الگوریتم پیشنهادی  با استفاده از تصاویر یک ریه با حجم هوای کنترل‌شده در شرایط آزمایشگاهی و همچنین تصاویر کلینیکی پایگاه‌های داده معتبر بررسی شده است. همچنین عملکرد روش‌های مبتنی بر اندازه‌گیری حجم ریه و روش‌های مبتنی بر اندازه‌گیری مستقیم حجم هوای ریه مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج به‌دست‌آمده نشان‌دهنده دقت بالای الگوریتم پیشنهادی در تخمین حجم هوای ریه و مقاوم‌بودن نسبت به کاهش رزولوشن است.