[發明專利]基于坐標體系的骨盆CT三維重建的圖像后處理方法

有效

• 申請號: 201710114304.4
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN107016666B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 項舟;段鑫;王洪
• 申請（專利權）人: 四川大學華西醫院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T17/00
• 代理公司: 成都高遠知識產權代理事務所(普通合伙) 51222
• 代理人: 李安霞;曾克

本發明公開的基于坐標體系的骨盆CT三維重建的圖像后處理方法，屬于醫用圖像處理領域。包括以下步驟：101)采集病人骨盆CT數據：采集病人術前骨盆二維CT的病例數據；102)建立病例三維模型：利用病例數據，通過三維重建，得到病例的骨盆三維模型；103)在病例的骨盆三維模型中建立坐標系；104)獲得骨盆骨折的距離移位和旋轉移位：根據103)步驟中的坐標系中建立數學模型，精確計算骨折部投射在X、Y、Z軸的距離移位和旋轉移位。本發明能幫助骨科醫生方便直觀、精確地了解患者骨盆骨折的移位方式及程度，并可為患者的術中復位進行精確指導。

技術領域

本發明涉及一種醫用圖像處理方法，是一種基于坐標體系的骨盆CT三維重建的圖像后處理方法，特別涉及一種骨盆骨折的移位分析及其移位程度的精確定量方法。

背景技術

骨盆骨折常由高能量損傷導致，不穩定的骨盆骨折常合并各種并發癥，諸如泌尿、腸道及神經血管等的損傷，其致殘率和死亡率都較高。近年來，隨著電子導航設備、內固定系統以及手術技術的進步，骨盆骨折的治療逐漸向微創化和精準化手術轉變，如何依靠現有的影像資料，掌握骨盆骨折的移位方式和移位程度是手術復位成功、減少并發癥和獲得良好預后的關鍵。但由于骨盆解剖結構的深在和特殊性，損傷機制的復雜性，不穩定骨盆骨折后其移位方式也多種多樣。傳統的影像資料諸如骨盆X片，因偽影遮擋、體位受限等的影響，較難確定骨折的具體移位及旋轉方向。而二維CT圖像可以顯示骨折移位的位置，但要求有較強的空間三維想象能力，同時在顯示移位的距離和角度，尤其是旋轉移位時表現欠佳，無法用于指導復位。目前常用的骨盆CT三維重建圖像可以動態、清晰地顯示骨盆骨折的位置，并且觀察損傷時移位及旋轉方向。但是，因為缺乏具體的標準參照，沒有具體的移位數值，導致遵循“逆力學損傷機制”進行復位的過程中施力的具體力度與方向無法把控與監督，使得靠現有的影像圖像技術進行閉合復位甚至是有限切開復位治療骨盆仍然十分困難。

為了彌補影像資料目前骨盆骨折移位顯示和骨折復位方面的不足，國內外醫師進行了很多努力，并根據影像資料建立了很多定性分析，而在定量分析方面，國內外暫無相關文獻報道。目前國內外骨科醫師最常用的定性分型為Tile分型和Young-Burgess骨盆分型，是根據患者的受傷機制、解剖位置以及骨盆X片來制定的。在骨科臨床工作中我們發現，這兩種分型對于評價患者的骨折損傷情況、損傷機制，評估治療方式、推測患者的病程轉歸及預后有重大作用。但對于骨折三維顯示、尤其是不穩定骨折的精準復位指導幫助不夠。

發明內容

本發明旨在提供一種骨盆CT三維圖像的圖像后處理及三維骨盆移位程度定量分析的建立方法，利用三維立體坐標體系對骨盆CT三維重建的圖像進行后處理，建立幾種操作簡便、結構簡單、重復性強、可準確顯示和定量計算骨盆骨折移位程度和角度的骨盆移位分類方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

首先建立一種均值骨盆CT三維坐標體系，包括以下步驟：

201)采集CT數據：采集N個健康成人骨盆二維CT的N組原始數據；

202)建立三維模型：利用N組原始數據，分別建立N個三維模型A_i，去除三維模型A_i的股骨和腰椎，得到N個骨盆的三維模型B_i；

203)裝配三維模型：獲取三維模型B_i的重心B_i，以重心B_i為原點，建立坐標系B_i；將N個三維模型B_i連同坐標系B_i一起重疊，得到基準坐標系B₀和基準原點B₀；

204)擬合對齊：利用最小二乘法原理，固定任意一個三維模型B_j為參考模型，將所有其他三維模型B_i和三維模型B_j的骶尾骨部位進行最佳擬合對齊，獲得一個擬合對齊后的三維模型C；