[發明專利]肋骨中心線檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201810770823.0
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN109124662B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 馮建興;范曉晨
• 申請（專利權）人: 上海皓樺科技股份有限公司
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00
• 代理公司: 北京瀚仁知識產權代理事務所(普通合伙) 11482
• 代理人: 郭文浩;潘晨

1.一種肋骨中心線檢測裝置，其特征在于包括：

肋骨識別模塊，配置為基于預設的肋骨識別模型識別目標圖像中肋骨所在區域，獲取在所述目標圖像對應的三維空間圖像中所述肋骨所在區域包含的多個連通區域，并且根據每個所述連通區域獲取每根肋骨對應的肋骨區域；

肋骨中心線獲取模塊，配置為獲取在所述目標圖像對應的三維空間圖像中每個所述肋骨區域對應的多個特定平面，并且根據所述特定平面計算相應肋骨區域的重心，將所述每個肋骨區域的所有重心相連得到相應肋骨的中心線；

其中，所述肋骨識別模型是基于預先標定的肋骨圖像并利用機器學習算法所構建的神經網絡模型；所述特定平面是平面角度為預設極角并且平行于預設的坐標軸的平面，所述極角的角度值取決于根據所述肋骨所在區域的重心對相應肋骨區域內的二維投影點進行極坐標變換后得到的二維投影點極角范圍。

2.根據權利要求1所述的肋骨中心線檢測裝置，其特征在于，所述肋骨中心線獲取模塊進一步配置為執行如下操作：

將所述肋骨所在區域的重心和每個肋骨區域投影到二維平面，分別得到重心投影點和所述每個肋骨區域的肋骨投影區域；

以所述重心投影點為中心對每個肋骨投影區域內的二維投影點進行極坐標變換；

根據所述每個肋骨投影區域內每個二維投影點的極坐標獲取相應肋骨區域對應的二維投影點極角范圍。

3.根據權利要求2所述的肋骨中心線檢測裝置，其特征在于，所述肋骨中心線獲取模塊還配置為執行如下操作：

根據所述每個肋骨區域對應的二維投影點極角范圍和預設的角度步長提取所述每個肋骨區域對應的多個極角。

4.根據權利要求1所述的肋骨中心線檢測裝置，其特征在于，所述肋骨中心線檢測裝置還包括中心線修正模塊，所述中心線修正模塊配置為：

利用預設的曲線平滑方法對所述肋骨中心線獲取模塊所獲取的中心線進行平滑處理。

5.根據權利要求4所述的肋骨中心線檢測裝置，其特征在于，所述曲線平滑方法是基于預設的馬爾科夫隨機場模型的曲線處理方法。

6.根據權利要求5所述的肋骨中心線檢測裝置，其特征在于，

所述中心線修正模塊進一步配置為按照下式所示的方法對中心線進行平滑處理：

其中，所述E(X)表示所述馬爾科夫隨機場模型的能量函數，所述X表示所述中心線上所有的點所在的某個維度(x、y或者z軸所在的維度)，x_i表示所述中心線上第i個點在X維度的坐標，N_i表示所述中心線上與第i個點相鄰的點的個數，x_j表示所述中心線上與x_i點相鄰的第j個點的坐標，x′_i表示所述第i個點在X維度上的初始坐標，γ表示x′_i所占的權重，d表示預設的距離。

7.根據權利要求1至5中任一項所述的肋骨中心線檢測裝置，其特征在于，所述肋骨識別模塊還配置為執行如下操作：

獲取所述肋骨所在區域內所有歐式距離小于預設距離的三維空間點；

根據所獲取的三維空間點獲取每根肋骨的連通區域。

8.一種肋骨中心線檢測方法，其特征在于包括：

基于預設的肋骨識別模型識別目標圖像中肋骨所在區域，獲取在所述目標圖像對應的三維空間圖像中所述肋骨所在區域包含的多個連通區域，并且根據每個所述連通區域獲取每根肋骨對應的肋骨區域；

獲取在所述目標圖像對應的三維空間圖像中每個所述肋骨區域對應的多個特定平面，并且根據所述特定平面計算相應肋骨區域的重心，將所述每個肋骨區域的所有重心相連得到相應肋骨的中心線；

其中，所述肋骨識別模型是基于預先標定的肋骨圖像并利用機器學習算法所構建的神經網絡模型；所述特定平面是平面角度為預設極角并且平行于預設的坐標軸的平面，所述極角的角度值取決于根據所述肋骨所在區域的重心對相應肋骨區域內的二維投影點進行極坐標變換后得到的二維投影點極角范圍。