一种肋骨可视化方法、识别方法及计算机可读存储介质技术

本发明专利技术涉及CT扫描技术领域，尤其是一种肋骨可视化方法、识别方法及计算机可读存储介质。本发明专利技术获取胸部CT扫描图像，对每一层胸部CT扫描图像进行坐标系变换：将图像中的肋骨横断面近似为椭圆，建立以椭圆的质心为原点、长轴为横轴、短轴为纵轴的直角坐标系XOY；以椭圆的质心为原点建立极坐标系

A method of rib visualization, recognition and computer readable storage medium

【技术实现步骤摘要】
一种肋骨可视化方法、识别方法及计算机可读存储介质
本专利技术涉及CT扫描
，尤其是一种肋骨可视化方法、识别方法及计算机可读存储介质。
技术介绍
计算机断层扫描(CT)是检测肋骨骨折和癌症的肋骨转移的主要方法。一般基于计算机断层扫描图像进行诊断的方法分为二维和三维两种，常规的二维方法需要手动追踪多个切片，传统的三维可视化方法在诊断时需要对图像进行旋转观察从而避免肋骨遮挡的影响，肋骨解剖形态独特，每一根肋骨自后上至前下，需要对多个CT横断面进行反复观察，依次完成对左右两侧逐一肋骨的评价，因此不管是二维方法还是三维方法，对肋骨CT图像的检查都相当耗时，且由于肋骨特殊的结构和位置，CT对轻微及不全肋骨病变容易漏诊，这更增加了诊断的难度。为了降低医生阅读CT图像的难度，现有技术中一般通过后处理方法提高诊断效率，现有后处理方法包括：1、MPR,对容积扫描所得图像数据进行重组，得到冠状位、矢状位以及任意斜位的二维重建图像，可以从不同方位、不同角度、任意平面进行细致和准确观察骨折情况，达到切线观察骨折的效果；但是MPR方法不能从整体观察肋骨结构，不利于肋骨病变的计数和定位。2、VR，对容积扫描所得图像数据进行三位重建，可以多方位、多角度旋转，能得到干净、清晰、层次分明、立体直观的肋骨图像，完全显示胸廓肋骨解剖学关系；VR对操作精度和数据精度要求较高，三维重建图像的伪影，如运动伪影等容易造成误诊，旋转角度欠佳以及肋骨遮挡，阈值选择不合理等原因也导致隐匿性病变显示不清。3、借助西门子公司的UnfoldDisplay软件，利用CT薄层数据通过与内置模板匹配确定所有肋骨的中心线，通过沿中心线的CPR重组技术获得拉伸后的胸廓图像；但是UnfoldDisplay软件需要对肋骨中心线提取，中心线提取精度容易受图像噪声、伪影、邻近的骨组织和严重病变的影响，提取精度不够导致展开的肋骨数量较少和扭曲，影响病变的诊断率。从上述分析可知，现有的对CT图像的后处理方法，都不能很好的提供高精度的CT图像后处理结果供医生参考。
技术实现思路
专利技术目的：为弥补现有技术的不足，本专利技术提出一种肋骨可视化方法、识别方法及计算机可读存储介质。技术方案：为实现上述目的，本专利技术提出的技术方案为：一种肋骨可视化方法，包括步骤：（1）获取胸部CT扫描图像；（2）对每一层胸部CT扫描图像进行坐标系变换：将胸部CT扫描图像中的肋骨横断面近似为椭圆，建立以椭圆的质心为原点、长轴为横轴、短轴为纵轴的直角坐标系XOY；以椭圆的质心为原点建立极坐标系，将原图像中属于肋骨结构的像素点逐一映射到坐标系中，原图像中任意一个像素点A与其在坐标系中的映射点之间的映射的关系为：其中，表示原图像中像素点A的像素值，表示像素点A在原图像的坐标；表示像素点A的映射点的像素值，表示映射点的坐标，为短轴与长轴之比；（3）对每一层椭圆变换后的图像，沿着角度方向求图像的最大值，把每一层最大值的结果合并显示即为展开结果。一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有至少一个可被处理器执行的指令，所述至少一个指令被处理器执行时，实现所述的肋骨可视化方法。一种肋骨识别方法，包括步骤：收集胸部CT数据，采用所述的胸部CT扫描图像中肋骨展开方法对收集来的胸部CT数据进行展开，得到肋骨结构2D图像；在肋骨结构2D图像上添加标记：标记出不同位置的肋骨轮廓坐标和每根肋骨的类别；将添加标记后的肋骨结构2D图像作为训练样本输入预先构建好的神经网络，训练神经网络直至损失函数的值满足阈值条件；通过训练好的神经网络对新输入的肋骨结构2D图像进行分类，得到相应肋骨图像中各肋骨的轮廓坐标和类别。进一步的，所述神经网络的结构包括：unet、fcnn、CNN、ResNet。一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有至少一个可被处理器执行的指令，所述至少一个指令被处理器执行时，实现所述的肋骨识别方法。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：采用本专利技术提出的技术方案对肋骨进行展开，肋骨展开不需要依赖肋骨中心线，提高了肋骨展开精度；本专利技术利用深度学习卷积神经网络高效的识别分类方法，对展开的肋骨进行自动分类标签化，做好的标签还可以通过坐标变换映射到展开后的肋骨图像中去，这样可以使展开的肋骨图像与volume数据相互对应，方便医生查看，提高诊断效率。附图说明图1为实施例中涉及的椭圆变换的示意图；图2为实施例所涉及的肋骨可视化方法的流程图；图3为实施例所涉及的对胸部CT扫描图像进行椭圆变换前后的对比图，其中，左图为椭圆变换之前的胸部CT扫描图像，右边为椭圆变换之后的胸部CT扫描图像；图4为实施例所涉及的肋骨展开结果示意图。具体实施方式下面将结合附图和具体实施例对本专利技术作更进一步的说明。但应当理解的是，本专利技术可以以各种形式实施，以下在附图中出示并且在下文中描述的一些示例性和非限制性实施例，并不意图将本专利技术限制于所说明的具体实施例。本实施例提出一种肋骨可视化方法，包括步骤：（1）获取胸部CT扫描图像；（2）对每一层胸部CT扫描图像进行坐标系变换：如图1所示，将图像中的肋骨横断面近似为椭圆，建立以椭圆的质心为原点、长轴为横轴、短轴为纵轴的直角坐标系XOY。以椭圆的质心为原点建立极坐标系，将原图像中属于肋骨结构的像素点逐一映射到极坐标系中，原图像中任意一个像素点A与其在极坐标系中的映射点之间的映射的关系为：其中，表示原图像中像素点A的像素值，表示像素点A在原图像的坐标；表示像素点A的映射点的像素值，表示映射点的坐标，为短轴与长轴之比。图3所示为胸部CT扫描图像进行椭圆变换前后的对比图，其中，左图为椭圆变换之前的胸部CT扫描图像，右边为椭圆变换之后的胸部CT扫描图像。（4）对每一层椭圆变换后的图像进行展开，这里优选采用最大密度投影的显示方法，即取每条投影线经过的所有体素中最大的一个体素值，作为投影图像中对应的像素值，由所有投影线对应的若干个最大密度的像素所组成的图像即为最大密度投影所产生的图像。即在展开的肋骨图像中，沿着角度方向求图像的最大值，把每一层最大值的结果合并显示即为展开结果。图4所示即为展开后的肋骨图像。需要注意的是，这里的对椭圆变换后的图像进行展开的方法不限于上述最大密度投影的显示方法，其他现有技术，例如曲面重建（CPR）等能够实现相同功能的方法也应纳入本专利技术的保护范围。本实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有至少一个可被处理器执行的指令，所述至少一个指令被处理器执行时，实现所述的肋骨可视化方法。本实施例还提出一种肋骨识别方法，其流程如图2所示，包括步骤：收集胸部CT数据，采用所述的肋骨可视化方法对收集来的胸部CT数据进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种肋骨可视化方法，其特征在于，包括步骤：/n（1）获取胸部CT扫描图像；/n（2）对每一层胸部CT扫描图像进行坐标系变换：将胸部CT扫描图像中的肋骨横断面近似为椭圆，建立以椭圆的质心为原点、长轴为横轴、短轴为纵轴的直角坐标系XOY；以椭圆的质心为原点建立极坐标系

【技术特征摘要】
1.一种肋骨可视化方法，其特征在于，包括步骤：
（1）获取胸部CT扫描图像；
（2）对每一层胸部CT扫描图像进行坐标系变换：将胸部CT扫描图像中的肋骨横断面近似为椭圆，建立以椭圆的质心为原点、长轴为横轴、短轴为纵轴的直角坐标系XOY；以椭圆的质心为原点建立极坐标系，将原图像中属于肋骨结构的像素点逐一映射到坐标系中，原图像中任意一个像素点A与其在坐标系中的映射点之间的映射的关系为：









其中，表示原图像中像素点A的像素值，表示像素点A在原图像的坐标；表示像素点A的映射点的像素值，表示映射点的坐标，为短轴与长轴之比；
（3）对每一层椭圆变换后的图像，沿着角度方向求图像的最大值，把每一层最大值的结果合并显示即为展开结果。


2.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有至少一个可被处理器执行的指令，所述至少一个指令被处理器执行时，实现...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾凯，冯亚崇，
申请(专利权)人：南京安科医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32