[发明专利]用于3D图像中异位骨化的分析的系统和方法

权利要求书

1.一种用于自动检测受试者的3D图像中的异位骨化HO的方法，所述方法包括：

(a)由计算设备的处理器接收受试者的3D图像；

(b)由所述处理器对所接收的3D图像应用全局阈值化操作，以产生初始骨掩模，所述初始骨掩模识别所述图像内的初始感兴趣区域，所述图像包括骨的图形表示；

(c)由所述处理器使用应用于由所述初始骨掩模识别的所述图像的所述初始感兴趣区域的3D边缘检测操作来确定边界值图，其中所述边界值图识别并且包含对应于骨与软组织相遇的边界的所述3D图像的体素的强度值；

(d)由所述处理器使用所述初始骨掩模和所述边界值图确定骨阈值图，其中对于所述初始骨掩模的每个体素，所述骨阈值图包括通过将所述边界值图的值外推至所述初始骨掩模内的体素而确定的阈值；以及

(e)由所述处理器使用所述骨阈值图和所述所接收的3D图像确定最终骨掩模；

(f)由所述处理器通过对所述最终骨掩模应用距离变换来确定距离图；

(g)由所述处理器对所述距离图应用分水岭分割操作，以识别所述距离图内的一组积水盆地和/或分水岭线；

(h)由所述处理器使用所述最终骨掩模和来自步骤(g)的所识别的积水盆地和/或分水岭线生成第一分裂骨掩模；

(i)由所述处理器将一个或多个二阶导数分裂滤波器应用于所述3D图像，以识别所述3D图像内的一组分裂线体素；

(j)由所述处理器从所述第一分裂骨掩模移除对应于所述一组分裂线体素的体素，从而生成第二分裂骨掩模；

(k)由所述处理器通过一个或多个形态学处理操作确定所述第二分裂骨掩模的多个标记的分裂二值区域；

(l)由所述处理器使用所述第二分裂骨掩模的所述多个标记的分裂二值区域作为种子，在所述最终骨掩模内执行区域生长操作，从而产生标记的最终骨图；以及

(m)由所述处理器渲染所述标记的最终骨图的图形表示。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(b)包括由所述处理器使用所述3D图像的体素的强度来确定全局阈值。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述全局阈值被确定为使得所述初始骨掩模在所述3D图像中过度表示骨。

4.根据权利要求2至3中任一项所述的方法，其中所述全局阈值化操作是使用上阈值和下阈值的滞后阈值化操作，所述上阈值和下阈值使用所述全局阈值确定。

5.根据权利要求1所述的方法，其包括：

(n)在步骤(m)之后，由所述处理器经由图形用户界面(GUI)接收对所述标记的最终骨图的多个标记区域中的一个或多个进行的用户选择，其中所述用户选择对应于将所述一个或多个标记区域识别为对应于HO；以及

(o)由所述处理器将由所述用户选择的所述一个或多个标记区域标记为对应于HO，并且由所述处理器将剩余的标记区域标记为对应于正常骨骼，从而产生二值标记的正常骨骼和HO图，其区分所述3D图像中对应于正常骨骼的区域和所述图像中对应于HO的区域。

6.根据权利要求5所述的方法，其包括由所述处理器使用所述二值标记的正常骨骼和HO图来确定一个或多个形态测量值。

7.根据权利要求6所述的方法，其包括由所述处理器确定所述二值标记的正常骨骼和HO图的标记为对应于HO的所述区域的总体积。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述一个或多个二阶导数分裂滤波器包括选自由以下组成的群组的至少一个成员：高斯拉普拉斯算子(LoG)、具有初步高斯滤波的最高Hessian本征值(HEH)和具有初步高斯滤波的最低Hessian本征值(LEH)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中应用所述一个或多个二阶导数分裂滤波器包括应用多个二阶导数分裂滤波器，其中应用所述多个二阶导数分裂滤波器包括：

对于所应用的每个二阶导数分裂滤波器，产生经滤波图像，并且将所述经滤波图像的强度高于或低于阈值的体素识别为分裂线体素。