[发明专利]肋骨图像重建系统及方法、终端及可读存储介质

说明书

本发明属于图像处理领域，尤其涉及一种肋骨图像重建系统及方法、终端及计算机可读存储介质。该系统通过提取脊柱上的种子点、获取脊柱及肋骨连通区域、提取肋骨初始中心点以及提取所有肋骨中心点集合一系列操作，最终确定肋骨的位置及形状信息，从而实现了CT图像的肋骨的自动分割，取代了现有技术中医生需要手绘肋骨中心线的过程，并利用肋骨中心点集合对肋骨进行重建，得到重建结果图，从而实现了肋骨在图像上的完整呈现，大大提高了重建图像的质量，从而利于提高医生对肋骨骨折诊断的准确率和效率。

技术领域

本发明属于图像处理领域，尤其涉及一种肋骨图像重建系统及方法、终端及可读存储介质。

背景技术

肋骨骨折是一种常见的胸部外伤疾病，临床上一般通过计算机断层成像(Computed Tomography，CT)技术获取肋骨骨折图像，医生根据该肋骨骨折图像对骨科外伤进行诊断，因此，清晰完整的高质量肋骨骨折图像对于医生对骨科外伤的准确诊断十分重要。

现行医院影像科室的主流工作站中，主要借助CT容积再现技术(VolumeRendering，VR)和曲面重建技术(Curved Planar Reformation，CPR)对肋骨骨折图像进行处理后，再进行诊断。首先将VR图像作为定位图，医生通过经验观察VR图像找到有可疑骨折的肋骨，手动描绘该肋骨的中心线。然后通过CPR技术，将可疑肋骨完整显示在二维图像上。通过反复对比二维重建图像和三维原始图像，直到没有新的可疑肋骨部位出现，诊断结束。由此可见，现有的肋骨骨折临床诊断方法需要通过对肋骨中心线的手动描绘结合曲面重建技术来实现肋骨在二维图像上的完整重建呈现。整个重建过程耗时费力，而且需要手动描绘肋骨中心线，这种情况下完全依靠临床医生丰富的经验和技巧，医生手动描绘的个体差异性大(该过程需要医生通过反复观察找到可疑骨折，容易造成对部分骨折线细小的不完全性肋骨骨折，即隐匿性骨折的遗漏)，因此最终重建呈现出对诊断结果影响非常大。

而目前国内外对于肋骨骨折的研究，大部分是从临床医师的角度来研究如何提高医师的诊断技巧，比较不同诊断方法优缺点，很少有从计算机辅助成像(即提高肋骨图像处理系统)的角度来研究该问题。在计算机辅助诊断系统中，为了实现自动化，最重要的是分割出完整的三维肋骨中心线，然后通过曲面重建获得二维图像。目前专门针对肋骨分割的文献较为少见，大部分的研究集中于将肋骨、脊柱、胸骨作为一个整体进行研究，例如，目前比较热门的研究算法是基于追踪分割的算法来进行单根肋骨的分割。此算法是从肺血管的一个分割算法演变而来，它将肋骨抽象成管状结构，根据中间冠状面切片无脊柱胸骨等干扰的特点，认为中间冠状面切片是提取肋骨初始中心点的最优截面，在此冠状面上通过灰度阈值和肋骨的结构信息找到肋骨区域，并计算区域的中心点作为追踪分割的起点，之后基于肋骨灰度分布构造微分算子以建立判别函数获取跟踪方向，通过动态规划的算法得到肋骨的整体外轮廓结构。该追踪分割的算法虽然算法简洁、适合于临床应用，但是，该算法仅通过中间冠状面切片提取肋骨初始中心点，由于病人个体差异及CT扫描位置的不同，分割中往往造成肋骨的丢失。

综上所述，现有的肋骨图像处理系统通过对肋骨中心线的手动描绘结合曲面重建技术来实现肋骨在图像上的完整呈现，整个图像重建过程中需依赖临床医生的诊断经验，操作耗时、效率很低，而且容易造成肋骨骨折的漏诊，因此重建后呈现的肋骨重建图像质量不高，进而造成最终诊断的准确率和效率都不高。

发明内容

本发明提供了一种肋骨图像重建方法及系统，旨在解决现有的肋骨图像重建系统的准确率低、效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种肋骨图像重建系统，该系统包括：连通区域获取模块，用于利用脊柱和肋骨的位置关系，提取标准的CT图像脊柱上的种子点，通过区域增长获取脊柱及肋骨连通区域；肋骨中心点获取模块，用于在最优矢状面上提取肋骨初始中心点，并利用追踪分割算法提取所有肋骨中心点集合，以确定肋骨的位置及形状信息；图像重建模块，用于利用预设图像重建方法、以及所述所有肋骨中心点集合对肋骨进行重建，得到重建结果图。