[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

本發明屬于圖像處理領域，尤其涉及一種肋骨圖像重建系統及方法、終端及計算機可讀存儲介質。該系統通過提取脊柱上的種子點、獲取脊柱及肋骨連通區域、提取肋骨初始中心點以及提取所有肋骨中心點集合一系列操作，最終確定肋骨的位置及形狀信息，從而實現了CT圖像的肋骨的自動分割，取代了現有技術中醫生需要手繪肋骨中心線的過程，并利用肋骨中心點集合對肋骨進行重建，得到重建結果圖，從而實現了肋骨在圖像上的完整呈現，大大提高了重建圖像的質量，從而利于提高醫生對肋骨骨折診斷的準確率和效率。

技術領域

本發明屬于圖像處理領域，尤其涉及一種肋骨圖像重建系統及方法、終端及可讀存儲介質。

背景技術

肋骨骨折是一種常見的胸部外傷疾病，臨床上一般通過計算機斷層成像(Computed Tomography，CT)技術獲取肋骨骨折圖像，醫生根據該肋骨骨折圖像對骨科外傷進行診斷，因此，清晰完整的高質量肋骨骨折圖像對于醫生對骨科外傷的準確診斷十分重要。

現行醫院影像科室的主流工作站中，主要借助CT容積再現技術(VolumeRendering，VR)和曲面重建技術(Curved Planar Reformation，CPR)對肋骨骨折圖像進行處理后，再進行診斷。首先將VR圖像作為定位圖，醫生通過經驗觀察VR圖像找到有可疑骨折的肋骨，手動描繪該肋骨的中心線。然后通過CPR技術，將可疑肋骨完整顯示在二維圖像上。通過反復對比二維重建圖像和三維原始圖像，直到沒有新的可疑肋骨部位出現，診斷結束。由此可見，現有的肋骨骨折臨床診斷方法需要通過對肋骨中心線的手動描繪結合曲面重建技術來實現肋骨在二維圖像上的完整重建呈現。整個重建過程耗時費力，而且需要手動描繪肋骨中心線，這種情況下完全依靠臨床醫生豐富的經驗和技巧，醫生手動描繪的個體差異性大(該過程需要醫生通過反復觀察找到可疑骨折，容易造成對部分骨折線細小的不完全性肋骨骨折，即隱匿性骨折的遺漏)，因此最終重建呈現出對診斷結果影響非常大。

而目前國內外對于肋骨骨折的研究，大部分是從臨床醫師的角度來研究如何提高醫師的診斷技巧，比較不同診斷方法優缺點，很少有從計算機輔助成像(即提高肋骨圖像處理系統)的角度來研究該問題。在計算機輔助診斷系統中，為了實現自動化，最重要的是分割出完整的三維肋骨中心線，然后通過曲面重建獲得二維圖像。目前專門針對肋骨分割的文獻較為少見，大部分的研究集中于將肋骨、脊柱、胸骨作為一個整體進行研究，例如，目前比較熱門的研究算法是基于追蹤分割的算法來進行單根肋骨的分割。此算法是從肺血管的一個分割算法演變而來，它將肋骨抽象成管狀結構，根據中間冠狀面切片無脊柱胸骨等干擾的特點，認為中間冠狀面切片是提取肋骨初始中心點的最優截面，在此冠狀面上通過灰度閾值和肋骨的結構信息找到肋骨區域，并計算區域的中心點作為追蹤分割的起點，之后基于肋骨灰度分布構造微分算子以建立判別函數獲取跟蹤方向，通過動態規劃的算法得到肋骨的整體外輪廓結構。該追蹤分割的算法雖然算法簡潔、適合于臨床應用，但是，該算法僅通過中間冠狀面切片提取肋骨初始中心點，由于病人個體差異及CT掃描位置的不同，分割中往往造成肋骨的丟失。

綜上所述，現有的肋骨圖像處理系統通過對肋骨中心線的手動描繪結合曲面重建技術來實現肋骨在圖像上的完整呈現，整個圖像重建過程中需依賴臨床醫生的診斷經驗，操作耗時、效率很低，而且容易造成肋骨骨折的漏診，因此重建后呈現的肋骨重建圖像質量不高，進而造成最終診斷的準確率和效率都不高。

發明內容

本發明提供了一種肋骨圖像重建方法及系統，旨在解決現有的肋骨圖像重建系統的準確率低、效率低的問題。

為解決上述技術問題，本發明第一方面提供了一種肋骨圖像重建系統，該系統包括：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。