Faits :
A.
A.a. En février 2015, A.X._ a été hospitalisée à l'hôpital B._ pour une infection à streptocoque compliquée d'une défaillance multiviscérale qui a imposé l'amputation des membres inférieurs et de l'extrémité distale d'un des membres supérieurs. Elle se déplaçait depuis lors avec des prothèses de jambe. Le 12 septembre 2015, le corps sans vie de A.X._ a été découvert en bas de l'immeuble où elle était domiciliée.
Le Ministère public central - division affaires spéciales - du canton de Vaud a classé le 30 octobre 2015 l'enquête ouverte à la suite de ce décès. Cette autorité a considéré que tout portait à croire que A.X._ s'était donné la mort en se défenestrant, aucun élément ne plaidant en faveur notamment de l'intervention d'un tiers.
A.b. Le 30 août 2016, X.X._, l'époux de A.X._, agissant en son nom et en celui de ses deux enfants mineurs, Y.X._ et Z.X._, a déposé plainte pénale contre inconnu pour lésions corporelles graves par négligence, homicide par négligence et toute autre infraction ou qualification qui apparaîtrait.
Par courrier du 12 septembre 2016, X.X._, Y.X._ et Z.X._ ont pris des conclusions civiles contre l'Etat de Vaud, ainsi que contre la doctoresse C._ - médecin traitant de la victime -, demandant 1'500'000 fr. de dommages-intérêts, ainsi que 300'000 fr. à titre de réparation morale.
Le 5 décembre 2016, le Ministère public a refusé de reprendre la procédure. Il a en revanche précisé qu'une instruction séparée avait été ouverte pour « investiguer sur les soupçons » de lésions corporelles simples par négligence dont A.X._ aurait souffert.
B.
Le 24 janvier 2017, la Chambre des recours pénale du Tribunal cantonal vaudois a rejeté le recours intenté par X.X._, Y.X._ et Z.X._ contre l'ordonnance de refus de reprise de la procédure préliminaire rendue le 5 décembre 2016 par le Ministère public.
C.
X.X._, Y.X._ et Z.X._ forment un recours en matière pénale au Tribunal fédéral contre l'arrêt cantonal. Ils concluent, avec suite de dépens, à l'annulation de l'arrêt attaqué et au renvoi de la cause au Ministère public pour qu'il ouvre une enquête contre inconnu à la suite du décès de A.X._, subsidiairement au renvoi de la cause pour nouvelle décision dans le sens des considérants. Ils sollicitent le bénéfice de l'assistance judiciaire.

Considérant en droit :
1.
1.1. Selon l'art. 81 al. 1 let. a et b ch. 5 LTF, la partie plaignante qui a participé à la procédure de dernière instance cantonale est habilitée à recourir au Tribunal fédéral, si la décision attaquée peut avoir des effets sur le jugement de ses prétentions civiles. Constituent de telles prétentions celles qui sont fondées sur le droit civil et doivent en conséquence être déduites ordinairement devant les tribunaux civils. Il s'agit principalement des prétentions en réparation du dommage et du tort moral au sens des <ref-law>.
Les recourants soutiennent qu'il existe des indices sérieux et concrets de la commission d'un homicide par négligence par le personnel de l'hôpital B._. Selon la jurisprudence, les soins dispensés aux malades dans les hôpitaux publics ne se rattachent pas à l'exercice d'une industrie (cf. <ref-law>), mais relèvent de l'exécution d'une tâche publique. En vertu de la réserve facultative prévue à l'<ref-law>, les cantons sont donc libres de soumettre au droit public cantonal la responsabilité des médecins et autres membres du personnel d'un hôpital public pour le dommage ou le tort moral qu'ils causent dans l'exercice de leur charge (<ref-ruling> consid. 2.1 p. 465; <ref-ruling> consid. 2a/aa p. 104). Le canton de Vaud a fait usage de cette possibilité (cf. art. 2 de la loi vaudoise du 16 novembre 1993 sur les Hospices cantonaux [LHC/VD; RS/VD 810.11], 4 et 5 de la loi vaudoise du 16 mai 1961 sur la responsabilité de l'Etat, des communes et de leurs agents [LRECA/VD; RS/VD 170.11]). Il ressort de ces dispositions que le personnel hospitalier n'est pas tenu personnellement envers le lésé de réparer le dommage. En conséquence, en l'absence de prétentions civiles contre le personnel de l'hôpital B._, les recourants ne disposent pas de la qualité pour recourir sur la base de l'art. 81 al. 1 let. a et b ch. 5 LTF.
1.2. Les recourants font valoir un droit de recours fondé sur les art. 10 al. 3 Cst., 3 CEDH et 7 Pacte ONU II. La jurisprudence considère que la victime de traitements inhumains et dégradants peut fonder son droit de recours sur les dispositions précitées (<ref-ruling> consid. 3.1.1 p. 88).
Les art. 10 al. 3 Cst. et 3 CEDH interdisent la torture, ainsi que les peines ou traitements inhumains ou dégradants (sur ces notions, cf. arrêt 6B_465/2016 du 17 mars 2017 consid. 1.2 et les arrêts cités). Ces dispositions sont appliquées la plupart du temps dans des cas où l'individu est soumis à des actes de violence infligés par des agents de police ou de détention (<ref-ruling> consid. 3.1.2 p. 88 s. et les arrêts cités). Un mauvais traitement doit en principe être intentionnel et atteindre un minimum de gravité (arrêts 6B_465/2016 du 17 mars 2017 consid. 1.2; 6B_474/2013 du 23 août 2013 consid. 1.4).
1.2.1. Les recourants affirment qu'en laissant A.X._ rentrer chez elle sans aucun suivi médical alors qu'elle leur avait exprimé son désir de mourir, le personnel médical de l'hôpital a fait preuve d'" inhumanité ", " d'une grande et froide violence ", tombant sous le coup des dispositions conventionnelles et constitutionnelle précitées.
1.2.2. Il n'apparaît pas que A.X._ ait subi des actes de violence intentionnels de la part du personnel médical de l'hôpital B._; rien ne permet de penser qu'on ait cherché à péjorer son état de santé physique et/ou psychique, à l'humilier ou à réduire sa dignité humaine. Même à considérer que l'absence de soins prodigués pour prémunir un risque de suicide puisse, dans des circonstances particulières, tomber sous le coup des art. 3 CEDH et 10 al. 3 Cst., tel n'est pas le cas en l'espèce. En effet, si A.X._ avait confié au personnel de l'hôpital son regret d'avoir été sauvée par les médecins (cf. p. 3 du rapport du 9 septembre 2015: " Madame accepte très difficilement la perte de ses membres et dit que les médecins auraient dû la laisser mourir à la place de la sauver "), elle n'avait pas pour autant exprimé une quelconque intention de mettre fin à ses jours. L'intéressée ayant été durablement atteinte dans sa santé, il n'était pas si surprenant qu'elle paraisse très affectée; on ne saurait nécessairement y voir un indice concret d'un risque de suicide. Aussi les recourants ne fournissent-ils aucun élément qui devait inévitablement conduire le personnel de l'hôpital à considérer que A.X._ présentait un risque réel et immédiat de mettre fin à ses jours, dont ils auraient choisi de ne pas se préoccuper. X.X._ a d'ailleurs lui-même déclaré en cours d'enquête qu'il n'avait jamais pensé que son épouse ait pu avoir des pensées suicidaires.
Une violation des art. 10 al. 3 Cst. et 3 CEDH apparaît ainsi d'entrée de cause exclue.
1.3. L'hypothèse visée à l'art. 81 al. 1 let. b ch. 6 LTF n'entre pas en considération, les recourants ne soulevant aucun grief quant à leur droit de porter plainte.
1.4. Indépendamment des conditions posées par l'<ref-law>, la partie plaignante est habilitée à se plaindre d'une violation de ses droits de partie équivalant à un déni de justice formel (<ref-ruling> consid. 1.1 p. 5). Les recourants n'invoquent toutefois aucun grief formel, de sorte que la qualité pour recourir ne saurait leur être reconnue sur ce fondement.
1.5. Au regard de ce qui précède, les recourants ne disposent pas de la qualité pour recourir contre le jugement de la cour cantonale. Cela conduit à l'irrecevabilité du recours.
2.
Au demeurant, même à supposer que le recours soit recevable, il devrait de toute façon être rejeté sur le fond, pour les motifs qui suivent.
2.1. Selon l'<ref-law>, le ministère public ordonne la reprise d'une procédure préliminaire close par une ordonnance de classement entrée en force s'il a connaissance de nouveaux moyens de preuves ou de faits nouveaux: s'ils révèlent une responsabilité pénale du prévenu (let. a) et s'ils ne ressortent pas du dossier antérieur (let. b). Ces deux conditions doivent être cumulativement remplies (<ref-ruling>94 consid. 2.3 p. 197; arrêts 6B_353/2016 du 30 mars 2017 consid. 2.2.2; 6B_1015/2013 du 8 avril 2014 consid. 5.1 et les réf. cit.).
2.2. Comme la cour cantonale l'a constaté, et compte tenu des éléments mis en exergue sous consid. 1.2.2, les seules affirmations de A.X._ ressortant du rapport du 9 septembre 2015 ne rendaient pas encore le risque de suicide patent, de sorte qu'il n'est pas rendu vraisemblable que les médecins auraient dû prendre des mesures de protection concrètes pour prévenir un tel risque. Il n'existait donc aucun élément nouveau justifiant une reprise de la procédure préliminaire au sens de l'<ref-law>. Il s'ensuit que le recours, même supposé recevable, serait infondé.
3.
Le recours est irrecevable. Comme les conclusions du recours étaient dépourvues de chances de succès, l'assistance judiciaire ne peut pas être accordée (<ref-law>). Les recourants devront donc supporter les frais (<ref-law>), dont le montant sera toutefois fixé en tenant compte de leur situation financière qui n'apparaît pas favorable.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce :
1.
Le recours est irrecevable.
2.
La demande d'assistance judiciaire est rejetée.
3.
Les frais judiciaires, arrêtés à 1200 fr., sont mis à la charge des recourants.
4.
Le présent arrêt est communiqué aux parties et au Tribunal cantonal du canton de Vaud, Chambre des recours pénale.
Lausanne, le 23 janvier 2018
Au nom de la Cour de droit pénal
du Tribunal fédéral suisse
Le Président : Denys
La Greffière : Musy