[发明专利]一种基于断层医学图像的骨骼模型重建方法

权利要求书

1.本发明是一种基于断层医学图像的骨骼模型重建方法，其特征在于包括如下步骤：

1)通过CT扫描获得骨骼的DICOM格式断层医学影像，设置尽可能小的扫描层距，以减少接下来切片间单向线性插值的工作量；

2)根据空间位置参数将各二维断层图像置于同一二维坐标系中，按照CT扫描方向在空间中依次排列；然后利用单向线性插值法在各断层之间插值生成新的体素，最终形成三维数据场；

3)利用灰度阈值法将灰度值不同的骨骼、肌肉、表皮以及软组织等分割开，然后利用区域生长分割法，通过去除与目标骨骼相连的其他骨骼像素将单个骨骼进行分离，以获得独立的目标骨骼；

4)通过边缘探测得到最外层边缘上的像素点集合，从而获得目标骨骼的封闭轮廓线；然后进行多边形逼近，减少封闭轮廓线上的像素数目，同时去除由于噪声等原因产生的边缘毛刺，最后获得目标骨骼轮廓的离散点集合；

5)利用移动最小二乘解法，选择三次样条函数作为紧支撑加权函数，将多边形逼近得到的骨骼轮廓离散点集合拟合一条曲线，最后以最短跨距法作为连接准则，在相邻两个轮廓线之间进行三角形铺面连接，获得三维骨骼模型。

2.如权利要求1所述的一种基于断层医学图像的骨骼模型重建方法，其特征在于，步骤2)所述应用单向线性插值在断层医学图像间插值生成新断层；扫描得到的断层医学图像是二维数据，接下来的分割和建模都是在体数据的基础上进行的，所以需要在各断层之间插值生成新的体素，然后在空间依次排列形成三维数据场；在两个断层之间采用单向线性插值来增添体素，形成新断层；

设H_k(i，j)为第k层影像上(i，j)点像素的灰度值，H_k+1(i，j)为k+1层影像上(i，j)点像素的灰度值，则k层与k+1层之间通过插值产生的新断层上(i，j)点像素的灰度值为：

H_d(i，j)＝(1-d)H_k(i，j)+d×H_k+1(i，j) (1)

其中，设k层与插值层之间的间隔为l_k，k+1层与插值层之间的间隔为l_k+1，d＝l_k/(l_k+l_k+1)。

3.如权利要求1所述的一种基于断层医学图像的骨骼模型重建方法，其特征在于，步骤3)在进行图像分割时应用所述灰度阈值法和区域生长分割法；灰度阈值法是利用人体各组织灰度值不同的特性，选择一个合适的阈值范围将骨骼与肌肉、表皮以及软组织等分割开，人体骨骼参考CT值一般为大于400，可根据分割结果调整阈值范围，使分割结果达到最佳；然后观察断层图像，然后利用区域生长分割法，逐层去除与目标骨骼相连的其他骨骼像素将目标骨骼独立分割出来；检查分割结果，若对结果不满意，则多次进行上述操作。