CN108596877A - 肋骨ct数据分析系统 - Google Patents
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Abstract
本案涉及一种肋骨CT数据分析系统，包括：绘图模块、校正模块、模拟对照模块；绘图模块将受访者的CT薄层数据生成肋骨平面拉伸图，经校正模块校正后再经模拟对照模块进行对照分析，得到较为全面、准确的数据分析信息；本发明的肋骨CT数据分析系统，采用绘图拉伸、模拟对照、动态观察的方法，对肋骨骨骼进行分析，使其中表现隐匿的微小肋骨骨折得以凸显，可用于科研和医疗，有助于缩短人工阅片时间，提高准确率。
Description
技术领域
本发明属于CT数据处理领域，具体涉及一种肋骨CT数据分析系统。
背景技术
随着时代的发展，各种因车祸等原因造成的胸部外伤时常发生，肋骨骨折是常见现象，X线平片对肋骨骨折显示敏感度较低，且难以清晰显示胸部及胸壁其他病变，故CT是胸部疾病的首选影像检查方式，常作为胸部外伤受访者，尤其是肋骨外伤后责任鉴定的重要手段。肋骨骨折虽然大部分危害不大，但是由于司法鉴定对肋骨骨折个数有不同的量刑，而且部分肋骨骨折表现隐匿，微小肋骨骨折容易漏诊，极易产生纠纷。
CT胸部检查肋骨骨折是个耗时耗力的过程，因为肋骨解剖形态独特，每一根肋骨自后上至前下，需对多个CT横断层面进行反复观察，依次完成对左右两侧逐一肋骨的评价，费时耗力，给诊断带来了困难。肋骨是弯曲的，判断如果仅从三维重建(图1)，容易漏诊微小骨折，为了提高诊断准确率，医师不得不看薄层横断面图像(图2,3)，从肺尖到膈底，薄层每人约250至400层左右，因人而异，而且还不一定准确。
CT肋骨智能拉伸计算机处理在国外法医杂志偶见于尸体的肋骨评估，目前尚没有大批量应用到临床和医院层面。该方法通过拉伸受访者肋骨变直，使得肋骨显示更为直观，并且根据肋骨骨折特征应用计算机辅助智能选出骨折处，供诊断医师参考，从而提高诊断效率，减少人为漏诊；该方法可提高诊断准确率，有效缩短医师的阅片时间，但仍会出现漏诊，且对于部分假阳性骨折的判定，需要花较长的时间来甄别，有可能会出现误判。
发明内容
本发明的目的是提供一种肋骨CT数据分析系统，包括有：绘图模块、校正模块、模拟对照模块；
其中，所述绘图模块用于将所有受访者肋骨骨骼样本的CT数据传至图像处理工作站，利用相应骨骼处理软件将CT薄层数据生成肋骨平面拉伸图；
生成肋骨平面拉伸图的过程为：通过与内置模板匹配确定所有肋骨的中心线，以脊柱为中心，脊柱左侧的肋骨编号为奇数，脊柱右侧的肋骨编号为偶数，每根肋骨以肋骨头为起点，胸肋关节为终点，向两侧伸展地方，通过沿中心线的CPR重组技术将CT薄层数据重新编排，获得拉伸后的胸廓图像，即为肋骨平面拉伸图；；
所述校正模块用于校正在CT数据采集时会因当受访者的呼吸、移动或软件、硬件问题导致重组伪影的发生以及肋骨中心线轨迹不完整或不准确、胸廓未能完整拉伸现象的出现；
校正方式可分为软件辅助校正和手动校正，其中软件辅助校正是根据受访者上下肋骨的中心线，并参考健康的类似标准肋骨骨架，分析计算出合理的虚拟中心线，工作人员可根据软件所提供的虚拟中心线进行辅助校正，获得较为平滑、连续的图像；手动校正是通过工作站所提供的人工编辑窗口对中心线进行手动编辑，获得较为平滑、连续的图像；
所述模拟对照模块用于对绘图模块生成的肋骨平面拉伸图进行对照分析；分析过程包括：
1)：建立腐蚀模型：收集具有表现隐匿骨折特征的肋骨骨骼，即存在微小骨折的肋骨，确定微小骨折点后，将其分别在98％浓硫酸中浸泡120-180min，期间每隔3-5min取出，对微小骨折点进行CT扫描，获得相关MIP、MIN-IP图像，建立微小骨折点在浓硫酸处理下，MIP和MIN-IP的渐变图像，记录渐变过程中出现的标准特征点，建立微小骨折点的腐蚀模型样本和模拟腐蚀模型；
2)对照分析：工作人员通过软件自动或手动对校正后的肋骨平面拉伸图中疑似微小骨折点，在已建立的模拟腐蚀模型基础上，进行模拟腐蚀处理，将模拟腐蚀过程中出现的特征点标准特征点进行对照。
优选的，所述的肋骨CT数据分析系统，其中，当发现同一受访者同时有3根以上肋骨存在重组伪影时，需要进行校正。
优选的，所述的肋骨CT数据分析系统，其中，若经过校正后仍有3根以上肋骨存在伪影，该受访者被剔除。
优选的，所述的肋骨CT数据分析系统，其中，若校正失败，该受访者被剔除。
优选的，所述的肋骨CT数据分析系统，其中，所述绘图处理过程时间为1-2min，如超时则应主动排查问题所在。
优选的，所述的肋骨CT数据分析系统，其中，所述肋骨平面拉伸图可同时获得骨折部位的横断面、MIP、MIN-IP、矢状面MPR图像。
优选的，所述的肋骨CT数据分析系统，其中，所述建立微小骨折点的腐蚀模型样本对于不同的骨折部位、不同骨折程度、不同年龄和性别均应建立样本。
优选的，所述的肋骨CT数据分析系统，其中，所述校正步骤完成后，如认定肋骨平面拉伸图清晰且不存疑点，无需进行模拟对照。
有益效果：
本发明的肋骨CT数据分析系统，采用绘图拉伸、模拟对照、动态观察的方法，对肋骨骨骼进行分析，使其中表现隐匿的微小肋骨骨折得以凸显，可用于科研和医疗，有助于缩短人工阅片时间，提高准确率。
附图说明
图1是肋骨CT胸部检查的三维影像。
图2、3是薄层横断面图像。
图4是肋骨平面拉伸图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
一种肋骨CT数据分析系统，包括有：绘图模块、校正模块、模拟对照模块；
其中，所述绘图模块用于将所有受访者肋骨骨骼样本的CT数据传至图像处理工作站，利用相应的骨骼图像处理软件将CT薄层数据生成肋骨平面拉伸图；工作站有观察窗和手动编辑等模式，容错率较好，手动编辑方便，
生成肋骨平面拉伸图的过程为：通过与内置模板匹配确定所有肋骨的中心线，以脊柱为中心，脊柱左侧的肋骨编号为奇数，脊柱右侧的肋骨编号为偶数，每根肋骨以肋骨头为起点，胸肋关节为终点，向两侧伸展地方，通过沿中心线的CPR重组技术将CT薄层数据重新编排，获得拉伸后的胸廓图像，即为肋骨平面拉伸图；；
所述校正模块用于校正在CT数据采集时会因当受访者的呼吸、移动或软件、硬件问题导致重组伪影的发生以及肋骨中心线轨迹不完整或不准确、胸廓未能完整拉伸现象的出现；在生成肋骨平面拉伸图的过程中，不少影像都会出现这样的状况，在不失真的前提下做一定的校正，对于工作人员阅片来说，是有必要的。
校正方法可分为软件辅助校正和手动校正，其中软件辅助校正是根据受访者上下肋骨的中心线，并参考健康的类似标准肋骨骨架，分析计算出合理的虚拟中心线，工作人员可根据软件所提供的虚拟中心线进行辅助校正，获得较为平滑、连续的图像；手动校正是通过工作站所提供的人工编辑窗口对中心线进行手动编辑，获得较为平滑、连续的图像；
所述模拟对照模块用于对绘图模块生成的肋骨平面拉伸图进行对照分析；分析过程包括：
1)：建立腐蚀模型：收集具有表现隐匿骨折特征的肋骨骨骼，即存在微小骨折的肋骨，确定微小骨折点后，将其分别在98％浓硫酸中浸泡180min，期间每隔5min取出，对微小骨折点进行CT扫描，获得相关MIP、MIN-IP图像，建立微小骨折点在浓硫酸处理下，MIP和MIN-IP的渐变图像，记录渐变过程中出现的标准特征点，建立微小骨折点的腐蚀模型样本和模拟腐蚀模型；
2)对照分析：工作人员通过软件自动或手动对校正后的肋骨平面拉伸图中疑似微小骨折点，在已建立的模拟腐蚀模型基础上，进行模拟腐蚀处理，将模拟腐蚀过程中出现的特征点标准特征点进行对照，对于相似特征点重合度在85％以上的，判定为骨折阳性。
本系统采用模拟对照，动态观察的方法，避免了阅片中静态观察对微小肋骨骨折特征表现容易忽略的问题，对部分表现隐匿的微小肋骨骨折进行辅助诊断，可有效降低微小肋骨骨折误察、漏察的概率，缩短工作人员的阅片时间；模拟对照可用于放射检测工作人员在初步观察肋骨平面拉伸图时对其中的疑点进行复核，也可用于科研讨论时时分析受访者肋骨骨骼的状况。
所述的肋骨CT数据分析系统，其中，当发现同一受访者同时有3根以上肋骨存在重组伪影时，需要进行校正。
所述的肋骨CT数据分析系统，其中，若经过校正后仍有3根以上肋骨存在伪影，该受访者被剔除；若校正失败，该受访者被剔除。
临床中，确实发现少部分受访者不适合肋骨平面拉伸处理，即便手动编辑处理，所获得的肋骨平面拉伸图也存在细节缺失和模糊的问题，故应有所剔除。
所述的肋骨CT数据分析系统，其中，所述绘图处理过程时间为1-2min，如超时则应主动排查问题所在。图像处理工作站的绘图时间一般在1min左右，如绘图时间超过2min，有可能是在CT扫描、图像传输中出现问题或机器出现故障。
所述的肋骨CT数据分析系统，其中，所述肋骨平面拉伸图可同时获得骨折部位的横断面、MIP、MIN-IP、矢状面MPR图像，该部分图像有助于科研人员辅助分析、准确判断肋骨状况。
所述的肋骨CT数据分析系统，其中，所述建立微小骨折点的腐蚀模型样本对于不同的骨折部位、不同骨折程度、不同年龄和性别均应建立样本，尽可能的丰富样本数据。
所述的肋骨CT数据分析系统，其中，所述校正步骤完成后，如认定肋骨平面拉伸图清晰且不存疑点，无需进行模拟对照。
本系统还可用于动物肋骨骨骼的研究。
实施例2
选择一医院，将该院收治的部分胸外伤病人进行筛选和回顾性分析，筛选标准：(1)胸部外伤；(2)行胸部或胸、腹部CT扫描，胸廓CT资料完整；(3)有外科手术或CT复诊资料。排除标准：图像质量不佳，不能用于分析。73例受访者纳入研究，男46例，女27例；年龄12～84岁，平均39岁。对这些纳入研究的受访者CT扫描资料进行肋骨平面拉伸处理，共8例受访者被剔除，对剩余65例受访者的肋骨平面拉伸图交由该院1名放射科从事骨骼肌肉放射诊断的主任医师和2名放射科从事骨骼肌肉放射诊断3年以上的医师，分别对其骨折情况作以诊断并统计，具体数据如下：
请这三名医师采用模拟对照系统对其中出现假阳性诊断和漏诊的病例进行辅助分析复诊，所得数据如下：
由此可见本发明的肋骨CT数据分析系统，可有效降低微小肋骨骨折误诊、漏诊的概率，缩短医师的阅片时间。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (8)
1.一种肋骨CT数据分析系统，其特征在于，包括有：绘图模块、校正模块、模拟对照模块；
其中，所述绘图模块用于将所有受访者肋骨骨骼样本的CT数据传至图像处理工作站，利用相应的骨骼处理软件将CT薄层数据生成肋骨平面拉伸图；
生成肋骨平面拉伸图的过程为：通过与内置模板匹配确定所有肋骨的中心线，以脊柱为中心，脊柱左侧的肋骨编号为奇数，脊柱右侧的肋骨编号为偶数，每根肋骨以肋骨头为起点，胸肋关节为终点，向两侧伸展地方，通过沿中心线的CPR重组技术将CT薄层数据重新编排，获得拉伸后的胸廓图像，即为肋骨平面拉伸图；
所述校正模块用于校正在CT数据采集时会因当受访者的呼吸、移动或软件、硬件问题导致重组伪影的发生以及肋骨中心线轨迹不完整或不准确、胸廓未能完整拉伸现象的出现；
校正方式可分为软件辅助校正和手动校正，其中软件辅助校正是根据受访者上下肋骨的中心线，并参考健康的类似标准肋骨骨架，分析计算出合理的虚拟中心线，工作人员可根据软件所提供的虚拟中心线进行辅助校正，获得较为平滑、连续的图像；手动校正是通过工作站所提供的人工编辑窗口对中心线进行手动编辑，获得较为平滑、连续的图像；
所述模拟对照模块用于对绘图模块生成的肋骨平面拉伸图进行对照分析；分析过程包括：
1)：建立腐蚀模型：收集具有表现隐匿骨折特征的肋骨骨骼，即存在微小骨折的肋骨，确定微小骨折点后，将其分别在98％浓硫酸中浸泡120-180min，期间每隔3-5min取出，对微小骨折点进行CT扫描，获得相关MIP、MIN-IP图像，建立微小骨折点在浓硫酸处理下，MIP和MIN-IP的渐变图像，记录渐变过程中出现的标准特征点，建立微小骨折点的腐蚀模型样本和模拟腐蚀模型；
2)对照分析：工作人员通过软件自动或手动对校正后的肋骨平面拉伸图中疑似微小骨折点，在已建立的模拟腐蚀模型基础上，进行模拟腐蚀处理，将模拟腐蚀过程中出现的特征点标准特征点进行对照。
2.如权利要求1所述的肋骨CT数据分析系统，其特征在于，当发现同一受访者同时有3根以上肋骨存在重组伪影时，需要进行校正。
3.如权利要求2所述的肋骨CT数据分析系统，其特征在于，若经过校正后仍有3根以上肋骨存在伪影，该受访者被剔除。
4.如权利要求3所述的肋骨CT数据分析系统，其特征在于，若校正失败，该受访者被剔除。
5.如权利要求1所述的肋骨CT数据分析系统，其特征在于，所述绘图处理过程时间为1-2min，如超时则应主动排查问题所在。
6.如权利要求1所述的肋骨CT数据分析系统，其特征在于，所述肋骨平面拉伸图可同时获得骨折部位的横断面、MIP、MIN-IP、矢状面MPR图像。
7.如权利要求1所述的肋骨CT数据分析系统，其特征在于，所述建立微小骨折点的腐蚀模型样本对于不同的骨折部位、不同骨折程度、不同年龄和性别均应建立样本。
8.如权利要求1所述的肋骨CT数据分析系统，其特征在于，所述校正步骤完成后，如认定肋骨平面拉伸图清晰且不存疑点，无需进行模拟对照。
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