[發明專利]肋骨圖像重建系統及方法、終端及可讀存儲介質

有效

• 申請號: 201810979148.2
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN110599494B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 鄭惠敏;胡慶茂;張曉東;傅賢君;吳剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/136;G06T7/187;G06T7/194;G06T7/66
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 李艷麗

1.一種肋骨圖像重建系統，其特征在于，所述系統包括：

連通區域獲取模塊：用于利用脊柱和肋骨的位置關系，提取標準的CT圖像脊柱上的種子點，通過區域增長獲取脊柱及肋骨連通區域；

肋骨中心點獲取模塊：用于在最優矢狀面上提取肋骨初始中心點，并利用追蹤分割算法提取所有肋骨中心點集合，以確定肋骨的位置及形狀信息；

圖像重建模塊：用于利用預設圖像重建方法、以及所述所有肋骨中心點集合對肋骨進行重建，得到重建結果圖。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括圖像預處理模塊：用于獲取原始CT圖像的脊柱位置，利用預設偏移判斷方法判斷所述脊柱位置是否需要糾正，若確定需要糾正，則對所述原始CT圖像進行角度糾正，以得到所述標準的CT圖像。

3.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述連通區域獲取模塊包括：

去胸骨模塊：用于利用所述標準的CT圖像的脊柱左右邊界，得到待賦0處理的空間區域范圍，并將所述待賦0處理的空間區域的CT值全部賦0，以實現去胸骨操作；

骨組織獲取模塊：用于對CT圖像中脊柱區域和其他區域進行雙閾值分割，以便得到具有完整骨組織的CT圖像；

種子點獲取模塊：用于在脊柱上找到合適的區域增長的種子點，從種子點出發，利用區域增長方法獲取脊柱及肋骨連通區域；

所述肋骨中心點獲取模塊包括：

最優矢狀面提取模塊：用于從所述脊柱及肋骨連通區域的三維CT圖像中提取最優矢狀面，以作為第一根肋骨區域的矢狀面，以完成第一肋骨的確定；

肋骨初始中心點提取模塊：用于利用已確定的第一肋骨，按照肋骨的質心z坐標從大到小排序依次提取2-12肋骨區域，以完成對所有肋骨初始中心點的提取；

完整肋骨中心點分割模塊：用于利用追蹤分割算法，從肋骨初始中心點開始，逐步往肋骨前端和肋骨后端兩個方向提取每個矢狀面上的肋骨中心點，直到中心點的追蹤到達肋骨前端和肋骨后端時停止跟蹤，獲取所有肋骨中心點集合，以完成分割。

4.如權利要求3所述的系統，其特征在于：

設CT圖像的三維坐標軸，面向人體正面，從左到右為x軸正方向，從前向后為y軸正方向，從下到上為z軸正方向；且所述CT圖像x軸坐標值范圍為0～maxX，y軸坐標值范圍為0～maxY，z軸坐標值范圍為0～maxZ；

所述去胸骨模塊具體用于：

設CT圖像的xy平面及xz平面的空間區域范圍為：x軸坐標取MinspineXR～MaxspineXL，y軸坐標取0～MaxY/2，z軸邊界坐標取0～MaxZ；其中，MinspineXRMaxsXLMaxsXRMaxspineXL，MaxsXR,MaxsXL分別為胸骨x軸的左邊界和右邊界，MaxspineXL,MinspineXR分別為脊柱x軸的左邊界的最大值和脊柱右邊界的最大值；

將所述空間區域范圍內的CT值全部賦0，以完成去胸骨操作；

所述骨組織獲取模塊具體用于：

確定脊柱區域的三維坐標為：x軸坐標取MinspineXR～MaxspineXL，z軸坐標取0～MaxZ，y軸坐標取spineY～MaxY；其中，spineY的計算方法為從y＝maxY/2開始，沿y軸正方向統計冠狀面中的預設統計區域內CT值大于200的區域面積A₁，所述預設統計區域為x坐標spineXL₇～spineXR₇、z坐標7/8MaxZ～MaxZ；

若所述區域面積A₁大于預設值一，則冠狀面的y軸坐標為脊柱的y軸邊界坐標spineY；

對脊柱區域用130閾值分割，對其他區域用180閾值分割，前景賦值255，背景賦值0，得到具有完整骨組織的CT圖像；

所述種子點獲取模塊具體用于：

將CT圖像沿z軸的最大區域等分為8塊，在CT圖像沿z軸劃分的第4和 5塊區域內找到存在脊柱的冠狀面，在所述冠狀面的脊柱上找到合適的種子點；

通過對脊柱的x軸邊界求平均值得到種子點的x坐標，計算公式如下：

其中，spineXL₅、spineXR₅分別為第5區域左、右邊界；

通過如下方法獲取種子點的y坐標：

對三維CT圖像進行閾值為200的二值化處理得到骨組織；

從y＝maxY/2開始，沿y軸正方向，統計冠狀面中區域x坐標spineXR₄-d～spineXL₄+d、z坐標3×maxZ/8～5×maxZ/8內灰度值為255的區域面積A₂；其中，d表示從脊柱邊界往外推一定距離；

若面積A₂大于預設值二，則將該冠狀面的y坐標作為種子點的y軸坐標；

通過如下方法獲取種子點的z坐標：

在冠狀面中的脊柱中心線上，找到滿足以下條件的點：以該點為中心的面積為A₃的正方形鄰域內所有灰度值均為255；則將所述點定為種子點，同時得到種子點的z坐標；

對具有完整骨組織的三維CT圖像，從種子點開始，以灰度值255作為閾值尋找脊柱及肋骨的連通區域。