本发明专利技术提供了一种三维头颅图像对正方法及装置，应用于口腔CT，该方法包括：获取带有定位小球的口腔CT图像；在获取的所述口腔CT图像中搜索两个定位小球的位置；根据搜索到的所述位置计算变换矩阵；对所述口腔CT图像进行坐标变换，生成对正后的三维图像。通过本发明专利技术，提高了三维头颅图像对正的准确性和便捷性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗器械领域，具体而言，涉及一种三维头颅图像对正方法及装置。
技术介绍
口腔CT是一种新型口腔X射线成像系统，能够提供患者口腔颁面部三维影像，广 泛应用于牙齿种植诊断、口腔外科术前计划、正畸方案设计等口腔各科室。相比传统的全景 片、正侧位片等二维影像，口腔CT影像具有无重叠、无失真的优点，而且能够提供更多的信 息，受到医生的广泛欢迎。 口腔CT影像包含XYZ三个维度。习惯上，口腔CT影像中的XY平面被称为横断面， XZ平面称为冠状面，YZ平面称为矢状面。大多数口腔CT都提供颁托或头托来支撑患者的 头部，并提供激光线进行辅助定位，使患者头部的正中矢状面（穿过鼻尖点和枕点的正中 垂直面）尽量与CT影像中的正中矢状面重合。然而，上述工具都依赖于操作员手动调节和 目测判断，事实上无法保证患者头部的偏转得到彻底的消除，导致实际的口腔CT影像中患 者的正中矢状面与数据的正中矢状面或多或少地存在一定的偏差。 在某些应用中，上述患者姿态的偏差是可以接受的，而在另外一些应用中则不可 接受。比如在正畸应用中，医生需要将三维CT影像转化为二维正位、侧位和颏顶位透视影 像以便进行测量，或者基于三维CT进行患者的左右脸对称性分析，或者直接在三维CT影像 上进行三维测量；而这些工作的前提，是必须保证CT影像中患者的正中矢状面与数据正中 矢状面完全重合，否则就将失去测量和分析的准确性。 在现有文献（如"一种CT头颅定位架"、"一种CT扫描机头颅定位架"等）中提出 了头颅机械定位装置来解决定位不准的问题。这些装置通常需要与CT设备进行机械连接， 其本身的结构较为复杂，与其它CT设备进行连接时需对其进行结构改造，适用应差。 此外，一些专业的口腔CT影像处理软件（比如Dolphin、Invivo)提供了校正患者 正中矢状面偏差的方法，称为重新摆位（Reorientation)。在这些软件中，需要医生在CT影 像中选择患者左右两侧对称的点（比如左右眼眶边缘点）作为基准点，然后根据这些基准 点计算校正参数。该方法中，对称基准点的选取依赖于医生的人为操作，可能引入误差，而 且费时费力。针对相关技术中三维头颅图像对正不准确、操作不便捷的问题，目前尚未提出有 效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种三维头颅图像对正方法，以解决三维头颅图像对正不准确、 操作不便捷的问题。 根据本专利技术的一个方面，提供了一种头颅自动对正方法，包括：获取带有定位小球 的口腔CT图像；在获取的所述口腔CT图像中搜索两个定位小球的位置；根据搜索到的所 述位置计算变换矩阵；对所述口腔CT图像进行坐标变换，得到对正后的三维图像。 优选地，将所述定位小球安装于定位耳夹中，并在拍摄前置于患者外耳道内。 优选地，在获取的所述口腔CT图像中搜索两个定位小球的位置包括： 对所述口腔CT图像进行阈值分割，其中，小球灰度根据历史经验数据设置为 T1 =T2，当像素的灰度值满足T1SI(x，y) <T2时，即认为属于定位小球所覆盖的区域； 计算分割处理后小球区域的质心，作为最终获得定位小球坐标；两个定位小球的 坐标分别记为P1 (X1,Y1,Z1)、P2 (x2,y2,Z2)。 优选地，根据搜索到的所述定位小球位置计算变换矩阵，包括以下步骤： 以图像的原点作为新、旧坐标系的原点，将两个定位小球的连线方向作为新坐标 系的X轴方向，其方向向量为：U= (X2-X1,Y2I1,Z2-Z1),归一化得到其单位向量（ux，uy,uz); 在Z= 0的平面上找到与新的X轴垂直的Y轴方向，其方向向量为：V= (_(y2li)，X2_X1，〇)，归一化得到其对应的单位向量（Vx，Vy，Vz); 确定与新的XY平面均正交的Z轴方向，其方向向量为：N=UXV，归一化得到其单【主权项】1. 一种三维头颅图像对正方法，应用于口腔CT，其特征在于，包括： 获取带有定位小球的口腔CT图像； 在获取的所述口腔CT图像中搜索两个定位小球的位置； 根据搜索到的所述位置计算变换矩阵； 对所述口腔CT图像进行坐标变换，生成对正后的三维图像。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述定位小球安装于定位耳夹中，并在 拍摄所述口腔CT前置于患者的外耳道内。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取的所述口腔CT图像中搜索两个定 位小球的位置包括： 对所述口腔CT图像进行阈值分割，其中，小球灰度根据历史经验数据设置为T1:T2，当 像素的灰度值满足KI(x，y) <T2时，即认为属于定位小球所覆盖的区域； 计算分割处理后小球区域的质心，作为最终获得定位小球坐标；两个定位小球的坐标 分别记为Pi(x1;y1;zj、P2 (x2,y2,z2)。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据搜索到的所述位置计算变换矩阵包 括： 以所述口腔CT的图像的原点作为新、旧坐标系的原点，将所述两个定位小球的连线方 向作为新坐标系的X轴方向，其方向向量为：U= (X2-Xi，y2-yi,ZfZi)，归一化得到其单位向 s.(ux,uy,uz); 在Z= 0的平面上找到与新的X轴垂直的Y轴方向，其方向向量为：V= (_(y2li)，X2_X1，〇)，归一化得到其对应的单位向量（Vx，Vy，Vz); 确定与新的XY平面均正交的z轴方向，其方向向量为：n=uxv，归一化得到其单位向 量（nx，ny，nz)，新的坐标系确定后即可得到4*4的变换矩阵：5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据如下坐标变换公式得到所述三维图 像： 两小球连线的中心点坐标为CQ=(tx(l,ty(l,tz(l)，其中tx(l=(xi+xJ/2,ty(l = (Zi+zJ/2;变换后图像中心坐标为CQ= (txl，tyl，tzl); 变换前图像中某一点（x，y，z)得到变换后对应点（x'，y'，z'）的过程包括：6. 根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在得到对正后的三维图像之 后，还包括： 根据所述对正后的所述三维图像进行投影计算，得到正位、侧位和颏顶位投影图。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过模拟X射线衰减法或最大强度投影法 得到所述正位、所述侧位和所述颏顶位投影图。8. -种三维头颅图像对正装置，应用于口腔CT，其特征在于，包括： 获取模块，用于获取带有定位小球的口腔CT图像； 搜索模块，用于在获取的所述口腔CT图像中搜索两个定位小球的位置； 坐标变换矩阵计算模块，用于根据搜索到的所述位置计算坐标变换矩阵； 坐标变换模块，用于根据所述变换矩阵生成对正后的三维图像。9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括： 定位耳夹，用于将定位小球放置在待拍摄所述口腔CT图像的患者的外耳道内。10. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述搜索模块包括： 分割模块，用于对所述口腔CT图像进行阈值分割，其中，小球灰度根据历史经验数据 设置为T1:T2，当像素的灰度值满足I(x，y) <T2时，即认为属于定位小球所覆盖的区 域； 确定模块，用于计算分割处理后小球区域的质心，作为最终获得定位小球坐标；两个定 位小球的坐标分别记为Pi(Xi, z)、P2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三维头颅图像对正方法，应用于口腔CT，其特征在于，包括：获取带有定位小球的口腔CT图像；在获取的所述口腔CT图像中搜索两个定位小球的位置；根据搜索到的所述位置计算变换矩阵；对所述口腔CT图像进行坐标变换，生成对正后的三维图像。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴宏新，张朴，孙来玉，孙嘉龙，杨光明，
申请(专利权)人：北京朗视仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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