基于CT序列图像的脊椎定位方法技术

本发明专利技术提供了一种基于CT序列图像的脊椎定位方法，所述脊椎定位方法包括以下步骤：S1、载入CT序列图像，分割出所述CT序列图像的骨头区域；S2、在每一帧中查找所述骨头区域中面积最大的区域作为脊椎骨区域；S3、在每一帧中定位所述脊椎骨区域最上面行的脊椎定位点，利用先验信息判断所述脊椎定位点的合法性；S4、对所述脊椎定位点的位置进行纠正。本发明专利技术能够在没有人工辅助的情况下定位脊椎，并精确地找到定位点，提高脊椎定位的速度，实现脊椎的自动、快速、准确定位。

【技术实现步骤摘要】
基于CT序列图像的脊椎定位方法
本专利技术主要涉及医学图像处理及应用领域，尤其涉及一种基于CT序列图像的脊椎定位方法。
技术介绍
在医学图像处理及应用领域，CT图像的应用越来越广泛了。CT(ComputedTomography)图像，即电子计算机断层扫描，它是利用精确准直的X线束、γ射线、超声波等，与灵敏度极高的探测器一同围绕人体的某一部位作一个接一个的断面扫描。其具有扫描时间快、图像清晰等特点，可用于多种疾病的检查。根据所采用的射线不同可分为：X射线CT(X-CT)、超声CT(UCT)以及γ射线CT(γ-CT)等。例如，肝脏是人体最大的实质性脏器，解剖学研究表明肝脏分为八个肝段，每一肝段都有独立的管道系统，可以作为一个外科切除单位。所以根据病人的CT扫描数据进行术前预案成为外科医生确定合理的肝脏切除方案之前不可缺少的一步。多层螺旋CT(mu1ti-slicespiralCT,MSCT)在临床诊断中被广泛采用，其增强扫描图像，根据病人在注射对比剂后扫描时间的不同分为动脉期、门静脉期和延迟期三期序列图像。肝动脉成像和肝门静脉成像能够清晰显示肝内的血管结构，这些信息是肝部疾病定位、定性诊断，选择治疗方法和指导手术的重要依据。另外，在对肝脏进行疾病定位和诊断过程中，血管位置定位和病灶定位也是肝脏病理分析的重点和难点。因此，脊椎作为CT图像数据中一个相对明显且固定的位置便成为定位参考点的最佳选择。脊椎的快速准确定位便成为实现肝脏病理分析和诊断的关键。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于CT序列图像的脊椎定位方法，其特点在于，所述脊椎定位方法包括以下步骤：S1、载入CT序列图像，分割出所述CT序列图像的骨头区域；S2、在每一帧图像中查找所述骨头区域中面积最大的区域作为脊椎骨区域；S3、在每一帧图像中定位所述脊椎骨区域最上面行的脊椎定位点，利用先验信息判断所述脊椎定位点的合法性；S4、对所述脊椎定位点进行修正。较佳地，所述步骤S1还包括以下步骤：S11、载入CT序列图像，选取脊椎区域；S12、对选取的所述脊椎区域进行预处理，分割出选取的所述脊椎区域中的骨头区域。较佳地，所述选取脊椎区域包括：利用CT扫描图像的先验信息对CT序列图像进行选取和裁剪，得到脊椎的初步定位区域。较佳地，所述预处理包括以下步骤：S121、对于步骤S11中选取的所述脊椎区域进行阈值分割，得到选取区域中骨头区域的初步分割结果；S122、利用形态学算法去除骨头区域的初步分割结果中的细小空洞和连接断裂。较佳地，所述判断所述脊椎定位点的合法性包括：若脊椎定位点的Y轴坐标大于CT图像高度的四分之一，并且X轴坐标与CT图像宽度的二分之一的偏差绝对值小于CT图像宽度的四分之一，则判断为合法；否则为不合法。较佳地，所述步骤S4具体包括以下步骤：S41、对脊椎定位点坐标异常的切片进行修正；S42、对缺失脊椎定位点坐标的切片进行修正。较佳地，步骤S41包括以下步骤：S411、顺序排列检测到的脊椎定位点；S412、定义一个滑动窗口，将需要处理的脊椎定位点依次放置在窗口中心，计算窗口内脊椎定位点序列的位置中值点；S413、定义DM为当前切片的脊椎定位点与所述位置中值点的欧氏距离，DP为当前切片的脊椎定位点与前一切片中已经处理好的脊椎定位点的欧氏距离，若DM或DP中任一一值小于预设阈值TH，则采用DM、DP中较小者的位置代替为当前位置的脊椎位置。较佳地，所述步骤S42中包括以下步骤：采用脊椎定位点坐标缺失切片的邻近切片的定位点坐标进行修补。与现有技术相比，本专利技术基于CT图像的脊椎定位方法具有以下优点：一、本专利技术在脊椎骨的定位过程中利用了大量的先验知识，如骨质的CT成像特质和人体脊椎图的解剖特性，这样就大大提高了脊椎定位的准确性。二、在脊椎定位过程中，对于已经得到的脊椎位置和无法定位的脊椎都有相应的策略进行处理，能够保证脊椎定位方法的健壮性。三、本专利技术的脊椎定位方法能够全自动完成定位，无需进行人工干预，能够大幅度提高效率。附图说明图1是本专利技术基于CT图像的脊椎定位方法的流程图。图2是本专利技术基于CT图像的脊椎定位方法中选取脊椎区域的示意图。图3是本专利技术基于CT图像的脊椎定位方法中脊椎骨区域中阈值分割的效果图。图4是本专利技术基于CT图像的脊椎定位方法中脊椎骨区域中区域连接的效果图。图5是本专利技术基于CT图像的脊椎定位方法中脊椎骨区域中面积查找结果示意图。图6是本专利技术基于CT图像的脊椎定位方法中脊椎定位点坐标位置示意图。具体实施方式为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。图1是本专利技术基于CT序列图像的脊椎定位方法的流程图。如图1所示，本专利技术基于CT图像的脊椎定位方法包括以下步骤：步骤一、载入CT序列图像，分割出所述CT序列图像的骨头区域。载入CT序列图像，例如腹部多螺旋CT序列图像，选取脊椎区域，得到脊椎的初步定位区域。其中选取的脊椎区域可以包括利用CT扫描图像中的先验信息(如人体脊椎位置)对CT序列图像进行选取和裁剪实现的。进一步具体地说，可以根据CT扫描的方向、人的脊椎位置等先验信息来进行选取区域的定位。由于人的脊椎在CT图像中的位置相对固定，因此本专利技术先选取CT图像中的固定区域进行预处理。图2是本专利技术基于CT图像的脊椎定位方法中选取脊椎区域的示意图。如图2所示，在本专利技术的一个实施例中，所述脊椎定位方法选取的为X轴坐标范围为[H/4,7H/8]，Y轴坐标范围为[W/4,3W/4]的区域，其中W表示CT图像的宽度，H表示为CT图像的高度。特别地，此处所述腹部多螺旋CT序列图像可以包括门静脉期序列图像和动脉期序列图像。然后，对选取的所述脊椎区域进行预处理，以分割出选取的所述脊椎区域中的骨头区域。根据本专利技术的一个实施例，预处理主要包括以下两步：a)阈值分割：对于选取的所述脊椎区域进行阈值分割，得到选取区域中骨头区域的初步分割结果。具体地说，根据CT成像原理，CT图像的灰度反映了器官和组织对X线的吸收程度，白影表示高吸收区，即高密度区，如骨骼。然而其他的器官和组织与骨骼吸收程度相差较大，灰度较低。故本方法通过先验知识确定一个CT值作为阈值对CT图像进行分割。图3是本专利技术基于CT图像的脊椎定位方法中脊椎区域中阈值分割的效果图。如图3所示，通过初步分割，所述脊椎定位方法已经分割出大部分骨骼。b)区域连接：由于CT图像中的噪声，如图3所示，初步分割后会出现骨头区域不连续的情况，因此可以通过膨胀操作将分割结果中不连续小块区域连接成大块连续区域。具体地，在完成初步分割后，利用形态学算法去除骨头区域的初步分割结果中的细小空洞和连接断裂，最后得到选取的所述脊椎骨区域中最终的骨头区域分割图像。图4是本专利技术基于CT图像的脊椎定位方法中脊椎骨区域中区域连接的效果图。如图4所示，经过对脊椎区域进行区域连接，已经分割出大部分骨头区域。步骤二、在每一帧图像中查找所述骨头区域中面积最大的区域作为脊椎骨区域。利用腹部CT脊椎面积较大的特性，在每一帧图像中查找分割区域中面积最大的区域作为脊椎骨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CT序列图像的脊椎定位方法，其特征在于，所述脊椎定位方法包括以下步骤：S1、载入CT序列图像，分割出所述CT序列图像的骨头区域；S2、在每一帧图像中查找所述骨头区域中面积最大的区域作为脊椎骨区域；S3、在每一帧图像中定位所述脊椎骨区域最上面行的脊椎定位点，利用先验信息判断所述脊椎定位点的合法性；S4、对所述脊椎定位点进行修正。

【技术特征摘要】
1.一种基于CT序列图像的脊椎定位方法，其特征在于，所述脊椎定位方法包括以下步骤：S1、载入CT序列图像，分割出所述CT序列图像的骨头区域；S2、在每一帧图像中查找所述骨头区域中面积最大的区域作为脊椎骨区域；S3、在每一帧图像中定位所述脊椎骨区域最上面行的脊椎定位点，利用先验信息判断所述脊椎定位点的合法性；S4、对所述脊椎定位点进行修正。2.根据权利要求1所述的基于CT序列图像的脊椎定位方法，其特征在于，所述步骤S1还包括以下步骤：S11、载入CT序列图像，选取脊椎区域；S12、对选取的所述脊椎区域进行预处理，分割出选取的所述脊椎区域中的骨头区域。3.根据权利要求2所述的基于CT序列图像的脊椎定位方法，其特征在于，所述选取脊椎区域包括：利用CT扫描图像的先验信息对CT序列图像进行选取和裁剪，得到脊椎的初步定位区域。4.根据权利要求2所述的基于CT序列图像的脊椎定位方法，其特征在于，所述预处理包括以下步骤：S121、对于步骤S11中选取的所述脊椎区域进行阈值分割，得到选取区域中骨头区域的初步分割结果；S122、利用形态学算法去除骨头区域的初步分割结果中的细小空洞和连接断裂。5.根据权利要求1所述的基于CT序列图像的脊...

【专利技术属性】
技术研发人员：金良海，操时力，曲杰，罗勇，李程，吕传峰，
申请(专利权)人：武汉联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42