基于磁共振图像的半月板分割的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术适用于医学图像技术领域，提供了一种基于磁共振图像的半月板分割的方法及其装置，所述方法包括：选取步骤，在半月板的磁共振图像中每间隔至少一层选取所述半月板中心点，构成所述半月板中心点集；计算步骤，根据所述半月板中心点集，采用平面膨胀算法计算所述半月板的提取区域；提取步骤，在所述半月板的提取区域内进行灰度分析，并提取所述半月板分割结果的信息；优化步骤，优化所述半月板分割结果的信息。借此，本发明专利技术实现了缩减提取半月板的时间，以及提高分割出半月板的精确度。

【技术实现步骤摘要】
基于磁共振图像的半月板分割的方法及其装置
本专利技术涉及医学图像
，尤其涉及一种基于磁共振图像的半月板分割的方法及其装置。
技术介绍
半月板是稳定膝关节的重要软组织，它的功能在于缓解膝关节负荷力，促进膝关节内营养等。半月板的稳定荷载作用保证了膝关节能够长期负重而不致损伤。在三维医学图像中，只有MRI（MagneticResonanceImaging,核磁共振成像）能够对膝关节半月板显影。目前现有技术中并无涉及MRI半月板分割的相关专利。半月板在MRI图像中的显影大多不明显，半月板的灰度值较低，与十字韧带等其他组织的灰度值相近，在提取时容易与周边许多低灰度区域相连，导致半月板难以被单独分割。在昆明医科大学第一附属医院的中国专利申请号为201210487024.5，专利技术名称为《一种基于线性拟合算法获得前交叉韧带中轴线的方法》的专利技术专利申请中，提到了手工分割MRI图像半月板的方法，专利技术者采用的方法需要在每层图像用手工进行边缘性分割、选择性编辑、补洞处理，并去除伪影和冗繁数据，然后用区域增长的方法来生成膝关节骨骼、十字韧带和半月板各自的分割结果，最后建立完整的膝关节三维实体数字化模型。在对MRI图像进行半月板分割时，若用手工分割每一个层面的断层信息，将会耗去操作人员大量的时间，当需要处理的数据较多时，任务的难度就可想而知。综上可知，现有的半月板分割技术在实际使用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
技术实现思路
针对上述的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于磁共振图像的半月板分割的方法及其装置，以实现缩减提取半月板的时间，以及提高分割出半月板的精确度。为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于磁共振图像的半月板分割的方法，包括：选取步骤，在半月板的磁共振图像中每间隔至少一层选取所述半月板中心点，构成所述半月板中心点集；计算步骤，根据所述半月板中心点集，采用平面膨胀算法计算所述半月板的提取区域；提取步骤，在所述半月板的提取区域内进行灰度分析，并提取所述半月板分割结果的信息；优化步骤，优化所述半月板分割结果的信息。根据所述的方法，所述选取步骤包括：选择能够全面观察所述磁共振图像中的半月板形状的角度，将所述角度设置为观察面；在所述观察面上选定能够观察到的所述半月板的第一层面，从所述第一层面开始每间隔一层选择所述半月板的月牙形中心线上的点，构成所述半月板中心点集。根据所述的方法，所述计算步骤包括：将所述半月板中心点集中的每一个点在其所在观察面的平面上进行平面膨胀，膨胀半径为R1，获得膨胀区域；平滑所述膨胀区域，平滑半径为R2，获得平滑区域；平滑后的所述平滑区域为所述半月板的提取区域。根据所述的方法，所述提取步骤包括：统计所述半月板的提取区域内所有像素点的灰度直方图，设定出现频率最高的灰度值为IM；设定所述半月板的灰度范围，灰度范围中心为IM，邻域半径设定为IR；在所述半月板的提取区域内提取所有灰度值处于所述半月板的灰度范围内的像素点，获得所述半月板分割结果的信息。根据所述的方法，所述优化步骤包括：将提取到的所述半月板分割结果的信息进行半径为R3的闭运算，获得优化结果；将闭运算优化后的结果进行半径为R4的平滑运算，获得优化后的所述半月板分割结果。为了实现本专利技术的另一专利技术目的，本专利技术还提供了一种基于磁共振图像的半月板分割的装置，包括：选取模块，在半月板的磁共振图像中每间隔至少一层选取所述半月板中心点，构成所述半月板中心点集；计算模块，根据所述半月板中心点集，采用平面膨胀算法计算所述半月板的提取区域；提取模块，在所述半月板的提取区域内进行灰度分析，并提取所述半月板分割结果的信息；优化模块，优化所述半月板分割结果的信息。根据所述的装置，所述选取模块包括：第一设定子模块，用于选择能够全面观察所述磁共振图像中的半月板形状的角度，将所述角度设置为观察面；选择子模块，用于在所述观察面上选定能够观察到的所述半月板的第一层面，从所述第一层面开始每间隔一层选择所述半月板的月牙形中心线上的点，构成所述半月板中心点集。根据所述的装置，所述计算模块包括：膨胀子模块，用于将所述半月板中心点集中的每一个点在其所在观察面的平面上进行平面膨胀，膨胀半径为R1，获得膨胀区域；平滑子模块，用于平滑所述膨胀区域，平滑半径为R2，获得平滑区域；平滑后的所述平滑区域为所述半月板的提取区域。根据所述的装置，所述提取模块包括：第二设定子模块，用于统计所述半月板的提取区域内所有像素点的灰度直方图，设定出现频率最高的灰度值为IM；第三设定子模块，用于设定所述半月板的灰度范围，灰度范围中心为IM，邻域半径设定为IR；提取子模块，用于在所述半月板的提取区域内提取所有灰度值处于所述半月板的灰度范围内的像素点，获得所述半月板分割结果的信息。根据所述的装置，所述优化模块包括：运算子模块，用于将提取到的所述半月板分割结果的信息进行半径为R3的闭运算，获得优化结果；优化子模块，用于将闭运算优化后的结果进行半径为R4的平滑运算，获得优化后的所述半月板分割结果。本专利技术通过在MRI图像中隔层选取半月板中心点集；接着通过平面膨胀算法计算半月板提取区域；然后在半月板提取区域内进行灰度分析并提取半月板；最后优化半月板分割结果。实现了无需在MRI图像中的每一层去绘制半月板，而是用少数的种子点去确定半月板区域，随后用灰度分析去提取半月板。该方法大大缩减了提取半月板的时间，并且能够较为精确地分割出半月板。解决目前在MRI图像中难以单独半月板的问题，精确地提取出半月板。附图说明图1是本专利技术第一实施例提供的基于磁共振图像的半月板分割的装置结构示意图；图2是本专利技术第二、三、四、五实施例提供的基于磁共振图像的半月板分割的装置结构示意图；图3是本专利技术第六实施例提供的基于磁共振图像的半月板分割的方法流程图；图4是本专利技术一个实施例提供的基于磁共振图像的半月板分割的方法流程图；图5A是本专利技术一个实施例提供的点半月板的磁共振图像示意图；图5B是本专利技术一个实施例提供的半月板的磁共振图像示意图；图5C是本专利技术一个实施例提供的半月板的磁共振图像示意图；图5D是本专利技术一个实施例提供的半月板的磁共振图像示意图；图6A是本专利技术一个实施例提供的点取半月板中心点示意图；图6B是本专利技术一个实施例提供的点取半月板中心点示意图；图6C是本专利技术一个实施例提供的点取半月板中心点示意图；图6D是本专利技术一个实施例提供的点取半月板中心点示意图；图7A是本专利技术一个实施例提供的提取半月板像素示意图；图7B是本专利技术一个实施例提供的提取半月板像素示意图；图7C是本专利技术一个实施例提供的提取半月板像素示意图；图7D是本专利技术一个实施例提供的提取半月板像素示意图；图8A是本专利技术一个实施例提供的分割半月板后的二维图像示例图；图8B是本专利技术一个实施例提供的分割半月板后的二维图像示例图；图9A是本专利技术一个实施例提供的分割半月板后的三维图像重建示例图；图9B是本专利技术一个实施例提供的分割半月板后的三维图像重建示例图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参见图1，在本专利技术的第一实施例中，提供了一种基于磁共振图像的半月板分割本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于磁共振图像的半月板分割的方法，其特征在于，包括：选取步骤，在半月板的磁共振图像中每间隔至少一层选取所述半月板中心点，构成所述半月板中心点集；计算步骤，根据所述半月板中心点集，采用平面膨胀算法计算所述半月板的提取区域；提取步骤，在所述半月板的提取区域内进行灰度分析，并提取所述半月板分割结果的信息；优化步骤，优化所述半月板分割结果的信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于磁共振图像的半月板分割的方法，其特征在于，包括：选取步骤，在半月板的磁共振图像中每间隔至少一层选取所述半月板中心点，构成所述半月板中心点集；计算步骤，根据所述半月板中心点集，采用平面膨胀算法计算所述半月板的提取区域；提取步骤，在所述半月板的提取区域内进行灰度分析，并提取所述半月板分割结果的信息；优化步骤，优化所述半月板分割结果的信息；所述计算步骤包括：将所述半月板中心点集中的每一个点在其所在观察面的平面上进行平面膨胀，膨胀半径为R1，获得膨胀区域；平滑所述膨胀区域，平滑半径为R2，获得平滑区域；平滑后的所述平滑区域为所述半月板的提取区域；所述提取步骤包括：统计所述半月板的提取区域内所有像素点的灰度直方图，设定出现频率最高的灰度值为IM；设定所述半月板的灰度范围，灰度范围中心为IM，邻域半径设定为IR；在所述半月板的提取区域内提取所有灰度值处于所述半月板的灰度范围内的像素点，获得所述半月板分割结果的信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选取步骤包括：选择能够全面观察所述磁共振图像中的半月板形状的角度，将所述角度设置为观察面；在所述观察面上选定能够观察到的所述半月板的第一层面，从所述第一层面开始每间隔一层选择所述半月板的月牙形中心线上的点，构成所述半月板中心点集。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述优化步骤包括：将提取到的所述半月板分割结果的信息进行半径为R3的闭运算，获得优化结果；将闭运算优化后的结果进行半径为R4的平滑运算，获得优化后的所述半月板分割结果。4.一种基于磁共振图像的半月板分割的装置，其特征在于，包括：选取模块，在半月板...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶建平，王大平，张吉帅，尤微，田毅，
申请(专利权)人：深圳市旭东数字医学影像技术有限公司，深圳市第二人民医院，
类型：发明
国别省市：广东;44