一种从脑部CT图像中确定中矢面的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及医学图像处理技术领域。本发明专利技术提出的从脑部CT图像确定中矢面的方法，包括：步骤S10：根据获取的用户输入的所述脑部CT图像中的一个或多个大脑组织像素点，利用区域生长法确定所述脑部CT图像中的大脑组织；步骤S20：生成对应于所述大脑组织的最小有向包围盒；步骤S30：确定所述最小有向包围盒在沿脑部对称方向的中心对称面，所述中心对称面为所述脑部CT图像的中矢面。本发明专利技术提供的从脑部CT图像中确定中矢面的方法自动化程度高，降低了人工参与度，减少了人为主观偏差，准确度好，一致性高。

Method and system for determining middle vector surface from CT image of brain

The invention relates to the field of medical image processing technology. The method of determining the mid-sagittal plane from the brain CT image proposed by the invention includes: 0: determining the brain tissue in the brain CT image by region growing method according to one or more brain tissue pixels in the brain CT image input by the acquired user; and 20: generating the most corresponding brain tissue; Small directed bounding box; 0: Determine that the minimum directed bounding box is on the central symmetrical plane along the symmetrical direction of the brain, and the central symmetrical plane is the mid-sagittal plane of the brain CT image. The method of determining the mid-sagittal plane from brain CT images provided by the invention has high automation, reduced manual participation, reduced subjective deviation, good accuracy and high consistency.

【技术实现步骤摘要】
一种从脑部CT图像中确定中矢面的方法及系统
本专利技术涉及医学图像处理
，特别是一种从脑部CT图像确定中矢面的方法和系统。
技术介绍
口腔颌面外科是是诊治口腔颌面部软硬组织肿瘤、创伤、畸形等病变的学科。其治疗器官主要包括牙齿，面部骨骼、皮肤，舌及唾液腺等。意外事故可能会致使口腔颌面的受损，受损程度的不同对于患者的影响也不尽相同。譬如，当颧骨塌陷到了一定的程度之后，会出现明显的肉眼可观察到的面部的塌陷；下巴的脱落，会造成进食困难；颅骨的损伤甚至可能引起生命的危险。诸如此类的症状，会对患者的心理和生理造成很严重的影响。针对造成面部对称畸形的口腔颌面疾病，当前的医学处置方法中，由临床医生在医学影像中手动选择颅骨上的至少4对对称点，并由计算机图像处理系统根据这些对称点建出患者的头颅对称面，并重建患者的口腔颌面三维模型；具体地，临床医生手动找到与病灶对应的，在对称面的另一侧的健康骨骼，并以该健康骨骼为模板制作导板，并利用该导板来填补面部对称畸形缺陷。目前，寻找医学影像中的头颅对称面的过程较多依赖于医生的主观判断和医生的手动操作，为医生带来了较多的工作负担。另外，其准确性取决于医生的个人经验，针对相同的一幅医学影像，每个医生选择的颅骨对称点可能不一致，从而导致建立的对称面一致性差；随机性较大，容易受到多种外界因素的影响，如特殊头颅的对称面难以观察，医生长时间工作产生的疲劳，可能导致同一个医生针对相同的一幅医学影像不同时刻选择都不一致等。上述缺陷是本邻域技术人员期望克服的。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题针对现有技术中从医学影像中确定头颅对称面的方法随机性较大、结果一致性较差的问题，本专利技术提供了一种从脑部CT图像中确定中矢面的方法和系统，旨在提高从医学影像中确定头颅对称面的一致性和准确性。(二)技术方案第一方面，为解决以上问题，本专利技术提供的技术方案为：一种从脑部CT图像中确定中矢面的方法，包括：步骤S10：根据获取的用户输入的所述脑部CT图像中的一个或多个大脑组织像素点，利用区域生长法确定所述脑部CT图像中的大脑组织；步骤S20：生成对应于所述大脑组织的最小有向包围盒；步骤S30：确定所述最小有向包围盒在沿脑部对称方向的中心对称面，所述中心对称面为所述脑部CT图像的中矢面。进一步地，所述的方法，在所述步骤S30之后，还包括：步骤S40：平移和/或旋转所述中心对称面，以确定多个过程对称面；步骤S50：针对所述中心对称面和/或所述过程对称面：确定位于所述中心对称面和/或所述过程对称面的一侧的大脑组织为第一半脑，确定位于所述中心对称面和/或所述过程对称面的另一侧的大脑组织为第二半脑；获取所述第一半脑和所述第二半脑之间的互信息数据；S60：确定最大的互信息数据对应的所述中心对称面或所述过程对称面为所述脑部CT图像的中矢面。进一步地，所述的方法，所述步骤S10，包括：步骤S110：根据从所述脑部CT图像中获取的一个大脑组织像素点，利用预先设定的区域范围，确定灰度阈值；或根据从所述脑部CT图像中获取的多个大脑组织像素点，利用预先设定的多个区域范围，确定灰度阈值；步骤S120：根据所述至少一个大脑组织像素点，利用26邻域扩展方法和所述灰度阈值，确定全部的脑部CT图像中的大脑组织像素点，所述全部的大脑组织像素点构成所述脑部CT图像中的大脑组织。进一步地，所述的方法，所述步骤S120，包括：针对每一个大脑组织像素点：以所述大脑组织像素点为中心点，确定所述大脑组织像素点对应的26个邻域像素点；针对每一个邻域像素点：若所述邻域像素点的灰度与作为中心点的所述大脑组织像素点的灰度的差异不大于所述灰度阈值，则所述邻域像素点为一个大脑组织像素点。进一步地，所述的方法，所述步骤S20包括：步骤S210：确定所述大脑组织的边界点；步骤S220：根据所述边界点，确定用于重建坐标系的基；步骤S230：根据所述基，重建坐标系，得到新坐标系，并确定所述大脑组织在所述新坐标系下的新边界点，所述新边界点为对应于所述大脑组织的最小有向包围盒的边界点；步骤S240：根据所述新边界点，确定最小有向包围盒的中心点和各边边长。进一步地，所述的方法，所述步骤S220包括：根据式(1)确定所述边界点的协方差矩阵，其中，式(1)为：采用施密特方法确定所述协方差矩阵的特征向量，所述特征向量为用于重建坐标系的基。进一步地，所述的方法，所述步骤S50中，获取所述第一半脑和所述第二半脑之间的互信息数据，包括：根据式(2)确定所述第一半脑的像素点和所述第二半脑的像素点之间的互信息数据I(A,B)，其中，式(2)为：I(A,B)＝H(A)+H(B)-H(A,B)，其中，根据式(3)确定所述第一半脑的像素点的熵H(A)，式(3)为：根据式(4)确定所述第二半脑的像素点的熵H(B)，式(4)为：根据式(5)确定所述第一半脑的像素点和所述第二半脑的像素点之间的联合熵H(A,B)，其中，式(5)为：其中，pA(a)为描述所述第一半脑的像素点的灰度的随机变量A的概率分布；pB(b)为描述所述第二半脑的像素点的灰度的随机变量B的概率分布为；pAB(a,b)为A与B的联合概率分布。进一步地，所述的方法，所述步骤S50中，确定位于所述中心对称面和/或所述过程对称面的一侧的大脑组织为第一半脑，确定位于所述中心对称面和/或所述过程对称面的另一侧的大脑组织为第二半脑，包括：在所述大脑组织的YZ平面上，通过所述中心对称面的投影直线由式(6)确定，其中，式(6)为：zcenter_z＝k(p_y-center_y)；其中，center_z为所述最小包围盒的中心点的z坐标值，center_y为所述最小包围盒的中心点的y坐标值，k为斜率；在所述大脑组织的YZ平面上，由式(7)确定任一像素点(p_y，p_z)在所述投影直线的上方还是下方，其中，式(7)为：k(p_y-center_y+center_z)-p_z；当式(7)的值大于0时，则判定所述像素点(p_y，p_z)属于第一半脑；当式(7)的值小于等于0时，则判定所述像素点(p_y，p_z)属于第二半脑。进一步地，所述的方法，所述步骤S60或所述步骤S30之后，还包括：根据获取的用户输入的刷新指令和/或获取的用户输入的所述脑部CT图像中的一个或多个大脑组织像素点，利用区域生长法确定所述脑部CT图像中的大脑组织。第二方面，为解决以上问题，本专利技术提供的技术方案为：一种从脑部CT图像中确定中矢面的系统，包括：显示设备，其用于展示所述脑部CT图像、及显示所述脑部CT图像的中矢面；存储器，其用于储存所述脑部CT图像、所述脑部CT图像的中矢面；处理器，其用于根据获取的用户输入的所述脑部CT图像中的一个或多个大脑组织像素点，利用区域生长法确定所述脑部CT图像中的大脑组织；及生成对应于所述大脑组织的最小有向包围盒；及确定所述最小有向包围盒在沿脑部对称方向的中心对称面，所述中心对称面为所述脑部CT图像的中矢面。(三)有益效果本专利技术提供的从脑部CT图像中确定中矢面的方法，使用区域生长法从脑部CT图像中获取大脑组织，并构建大脑组织对应的OBB包围盒，将该OBB包围盒的中心面作为中矢面。随后，即可将该中矢面作为头颅对称面进行重建患者口腔颌面三维模型的工作。与现有技术相比，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从脑部CT图像中确定中矢面的方法，其特征在于，包括：步骤S10：根据获取的用户输入的所述脑部CT图像中的一个或多个大脑组织像素点，利用区域生长法确定所述脑部CT图像中的大脑组织；步骤S20：生成对应于所述大脑组织的最小有向包围盒；步骤S30：确定所述最小有向包围盒在沿脑部对称方向的中心对称面，所述中心对称面为所述脑部CT图像的中矢面。

【技术特征摘要】
1.一种从脑部CT图像中确定中矢面的方法，其特征在于，包括：步骤S10：根据获取的用户输入的所述脑部CT图像中的一个或多个大脑组织像素点，利用区域生长法确定所述脑部CT图像中的大脑组织；步骤S20：生成对应于所述大脑组织的最小有向包围盒；步骤S30：确定所述最小有向包围盒在沿脑部对称方向的中心对称面，所述中心对称面为所述脑部CT图像的中矢面。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S30之后，还包括：步骤S40：平移和/或旋转所述中心对称面，以确定多个过程对称面；步骤S50：针对所述中心对称面和/或所述过程对称面：确定位于所述中心对称面和/或所述过程对称面的一侧的大脑组织为第一半脑，确定位于所述中心对称面和/或所述过程对称面的另一侧的大脑组织为第二半脑；获取所述第一半脑和所述第二半脑之间的互信息数据；S60：确定最大的互信息数据对应的所述中心对称面或所述过程对称面为所述脑部CT图像的中矢面。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S10，包括：步骤S110：根据从所述脑部CT图像中获取的一个大脑组织像素点，利用预先设定的区域范围，确定灰度阈值；或根据从所述脑部CT图像中获取的多个大脑组织像素点，利用预先设定的多个区域范围，确定灰度阈值；步骤S120：根据所述至少一个大脑组织像素点，利用26邻域扩展方法和所述灰度阈值，确定全部的脑部CT图像中的大脑组织像素点，所述全部的大脑组织像素点构成所述脑部CT图像中的大脑组织。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S120，包括：针对每一个大脑组织像素点：以所述大脑组织像素点为中心点，确定所述大脑组织像素点对应的26个邻域像素点；针对每一个邻域像素点：若所述邻域像素点的灰度与作为中心点的所述大脑组织像素点的灰度的差异不大于所述灰度阈值，则所述邻域像素点为一个大脑组织像素点。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S20包括：步骤S210：确定所述大脑组织的边界点；步骤S220：根据所述边界点，确定用于重建坐标系的基；步骤S230：根据所述基，重建坐标系，得到新坐标系，并确定所述大脑组织在所述新坐标系下的新边界点，所述新边界点为对应于所述大脑组织的最小有向包围盒的边界点；步骤S240：根据所述新边界点，确定最小有向包围盒的中心点和各边边长。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S220包括：根据式(1)确定所述边界点的协方差矩阵，其中，式(1)为：采用施密特方法确定所述协方差矩阵的特征向量，所述特征向量为用于重建坐标系的基。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃文军，康颖，董智伟，张力，徐礼胜，杨金柱，栗伟，曹鹏，冯朝路，赵大哲，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21