[发明专利]基于坐标体系的骨盆CT三维重建的图像后处理方法

说明书

本发明公开的基于坐标体系的骨盆CT三维重建的图像后处理方法，属于医用图像处理领域。包括以下步骤：101)采集病人骨盆CT数据：采集病人术前骨盆二维CT的病例数据；102)建立病例三维模型：利用病例数据，通过三维重建，得到病例的骨盆三维模型；103)在病例的骨盆三维模型中建立坐标系；104)获得骨盆骨折的距离移位和旋转移位：根据103)步骤中的坐标系中建立数学模型，精确计算骨折部投射在X、Y、Z轴的距离移位和旋转移位。本发明能帮助骨科医生方便直观、精确地了解患者骨盆骨折的移位方式及程度，并可为患者的术中复位进行精确指导。

技术领域

本发明涉及一种医用图像处理方法，是一种基于坐标体系的骨盆CT三维重建的图像后处理方法，特别涉及一种骨盆骨折的移位分析及其移位程度的精确定量方法。

背景技术

骨盆骨折常由高能量损伤导致，不稳定的骨盆骨折常合并各种并发症，诸如泌尿、肠道及神经血管等的损伤，其致残率和死亡率都较高。近年来，随着电子导航设备、内固定系统以及手术技术的进步，骨盆骨折的治疗逐渐向微创化和精准化手术转变，如何依靠现有的影像资料，掌握骨盆骨折的移位方式和移位程度是手术复位成功、减少并发症和获得良好预后的关键。但由于骨盆解剖结构的深在和特殊性，损伤机制的复杂性，不稳定骨盆骨折后其移位方式也多种多样。传统的影像资料诸如骨盆X片，因伪影遮挡、体位受限等的影响，较难确定骨折的具体移位及旋转方向。而二维CT图像可以显示骨折移位的位置，但要求有较强的空间三维想象能力，同时在显示移位的距离和角度，尤其是旋转移位时表现欠佳，无法用于指导复位。目前常用的骨盆CT三维重建图像可以动态、清晰地显示骨盆骨折的位置，并且观察损伤时移位及旋转方向。但是，因为缺乏具体的标准参照，没有具体的移位数值，导致遵循“逆力学损伤机制”进行复位的过程中施力的具体力度与方向无法把控与监督，使得靠现有的影像图像技术进行闭合复位甚至是有限切开复位治疗骨盆仍然十分困难。

为了弥补影像资料目前骨盆骨折移位显示和骨折复位方面的不足，国内外医师进行了很多努力，并根据影像资料建立了很多定性分析，而在定量分析方面，国内外暂无相关文献报道。目前国内外骨科医师最常用的定性分型为Tile分型和Young-Burgess骨盆分型，是根据患者的受伤机制、解剖位置以及骨盆X片来制定的。在骨科临床工作中我们发现，这两种分型对于评价患者的骨折损伤情况、损伤机制，评估治疗方式、推测患者的病程转归及预后有重大作用。但对于骨折三维显示、尤其是不稳定骨折的精准复位指导帮助不够。

发明内容

本发明旨在提供一种骨盆CT三维图像的图像后处理及三维骨盆移位程度定量分析的建立方法，利用三维立体坐标体系对骨盆CT三维重建的图像进行后处理，建立几种操作简便、结构简单、重复性强、可准确显示和定量计算骨盆骨折移位程度和角度的骨盆移位分类方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

首先建立一种均值骨盆CT三维坐标体系，包括以下步骤：

201)采集CT数据：采集N个健康成人骨盆二维CT的N组原始数据；

202)建立三维模型：利用N组原始数据，分别建立N个三维模型A_i，去除三维模型A_i的股骨和腰椎，得到N个骨盆的三维模型B_i；

203)装配三维模型：获取三维模型B_i的重心B_i，以重心B_i为原点，建立坐标系B_i；将N个三维模型B_i连同坐标系B_i一起重叠，得到基准坐标系B₀和基准原点B₀；

204)拟合对齐：利用最小二乘法原理，固定任意一个三维模型B_j为参考模型，将所有其他三维模型B_i和三维模型B_j的骶尾骨部位进行最佳拟合对齐，获得一个拟合对齐后的三维模型C；