椎体终板分割方法、装置及计算机可读存储介质制造方法及图纸

一种椎体终板分割方法、装置及计算机可读存储介质，其中，该椎体终板分割方法包括：获取椎体图像；基于结构元素对所述椎体图像进行形态学处理，得到形态学图像，其中，所述结构元素基于椎体终板的结构特征预先构建；基于相似度算法确定目标区域，其中，所述目标区域为所述椎体图像中与所述形态学图像相似的区域；基于所述目标区域对所述椎体图像进行椎体终板的分割。本申请提供的技术方案可实现椎体终板的自动分割，提高椎体终板分割的效率。

Vertebral endplate segmentation method, device and computer readable storage medium

A vertebral endplate segmentation method, device and computer readable storage medium, in which the vertebral endplate segmentation method includes: acquiring vertebral image; morphological processing of the vertebral image based on structural elements to obtain morphological images, in which the structural elements are pre-constructed based on the structural features of the vertebral endplate; and determining the target area based on similarity algorithm. The target area is an area similar to the morphological image in the vertebral image, and the vertebral endplate is segmented based on the target area. The technical scheme provided in this application can realize automatic segmentation of vertebral endplate and improve the efficiency of vertebral endplate segmentation.

【技术实现步骤摘要】
椎体终板分割方法、装置及计算机可读存储介质
本申请涉及生物医学领域，尤其涉及一种椎体终板分割方法、装置及计算机可读存储介质。
技术介绍
在临床工作中，利用计算机断层成像(ComputedTomography，CT)技术或磁共振成像(MagneticResonanceImaging，MRI)技术进行计算机辅助重建，可得到患者解剖结构的三维结构信息，因此，CT技术和MRI技术也是近年来较流行的计算机辅助医疗技术之一。CT技术和MRI技术广泛应用于影像学辅助诊断，术中三维导航，医疗器械3D打印技术等多个领域中。在脊柱三维重建中，尤其是在分析椎体骨折或椎间盘退行性变时，椎体终板部分由于其特殊的组织构成及受力特点，常常是需要关注和分析的重点。对椎体终板进行单独的三维分割及重建分析，是临床脊柱研究及生物力学研究的前处理必要方法之一，并得到了广泛应用。然而，由于椎体终板的软骨下骨厚度较薄，因此，在基于CT技术或MRI技术获取到的椎体图像中，椎体终板与其周围组织分界不清，这给椎体终板的分割造成了极大的困难。现阶段对椎体终板的三维结构分析，尚缺乏标准及自动化的分割手段，椎体终板的分割由经过特殊培训的医务人员或医学专家对椎体图像手工进行椎体图像的手工分割，效率低下且对专家知识和经验要求很高。
技术实现思路
本申请提供一种椎体终板分割方法、装置及计算机可读存储介质，可实现椎体终板的自动分割，提高椎体终板分割的效率。本申请第一方面提供一种椎体终板分割方法，包括：获取椎体图像；基于结构元素对所述椎体图像进行形态学处理，得到形态学图像，其中，所述结构元素基于椎体终板的结构特征预先构建；基于相似度算法确定目标区域，其中，所述目标区域为所述椎体图像中与所述形态学图像相似的区域；基于所述目标区域对所述椎体图像进行椎体终板的分割。本申请第二方面提供一种椎体终板分割装置，包括：获取单元，用于获取椎体图像；形态学处理单元，用于基于结构元素对所述椎体图像进行形态学处理，得到形态学图像，其中，所述结构元素基于椎体终板的结构特征预先构建；目标区域确定单元，用于基于相似度算法确定目标区域，其中，所述目标区域为所述椎体图像中与所述形态学图像相似的区域；分割单元，用于基于所述目标区域对所述椎体图像进行椎体终板的分割。本申请第三方面提供一种椎体终板分割装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述本申请第一方面提供的椎体终板分割方法。本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述本申请第一方面提供的椎体终板分割方法。由上可见，本申请方案预先基于椎体终板的结构特征构建结构元素，基于结构元素对获取的椎体图像进行形态学处理，之后基于相似度算法从该椎体图像中确定出与形态学处理后得到的形态学图像相似的区域(即目标区域)，并基于该目标区域对该椎体图像进行椎体终板的分割，以此实现对椎体图像中椎体终板的自动分割，相对于传统的由医务人员或医学专家手动分割的方法，本申请方案能够有效提高椎体终板分割的效率。附图说明图1为本申请提供的椎体终板分割方法一个实施例流程示意图；图2-a为本申请提供的椎体终板分割方法另一个实施例流程示意图；图2-b为图2-a中步骤203的一种实现方式流程示意图；图3-a为本申请提供的一种应用场景下椎体图像示意图；图3-b为基于图3-a所示椎体图像得到的感兴趣区域的分割图像示意图；图3-c为基于图3-b所示分割图像得到的形态学图像示意图；图3-d为将图3-a所示椎体图像与图3-c所示形态学图像进行相似度计算得到的相似度图像示意图；图3-e为基于图3-d所示相似度图像得到的目标区域图像示意图；图3-f为对图3-a所示椎体图像的椎体终板分割操作得到的椎体终板图像示意图；图4为本申请提供的椎体终板分割装置一个实施例结构示意图；图5为本申请提供的椎体终板分割装置另一个实施例结构示意图。具体实施方式为使得本申请的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。如图1所示，本申请实施例中一种椎体终板分割方法包括：步骤101、获取椎体图像；在一种应用场景中，步骤101可以表现为：通过磁共振成像(MagneticResonanceImaging，MRI)技术获取椎体图像，此时获取到的椎体图像即为MRI图像。以下对MRI技术进行说明：MRI技术是一种通过磁场来获取人体内部结构图像的技术，具有无创伤的优点，因此病人在接受检查的时候能受到良好的保护。在本实施例中，可以通过MRI技术获取椎体图像。在另一种应用场景中，也可以通过CT获得椎体图像。或者，也可以从已有的椎体图像数据库中获取(例如导入)待分割的椎体图像，此处不做限定。由于通过CT技术或MRI技术获得的原始图像中可能包含多个椎体，而并非所有的椎体需要进行椎体终板分割，因此，在步骤101中，可以从通过CT技术或MRI技术获得的原始图像中提取待分割的椎体区域，以得到包含待分割椎体的椎体图像(即上述椎体图像)。进一步，还可以对获取到的椎体图像进行校准，例如校准椎体图像中椎体的方向，使椎体中轴方向与z轴垂直，椎体终板平面与xy轴平面平行，其中，上述xy轴平面和z轴所在的空间直角坐标系可参见标准的空间直角坐标系，在该空间直角坐标系中，x轴代表横轴,y轴代表纵轴,z轴代表竖轴。应理解的是，在对获取到的椎体图像进行校准后，输入步骤102中的椎体图像即为校准后的椎体图像，也即，步骤102是对校准后的椎体图像进行处理。步骤102、基于结构元素对上述椎体图像进行形态学处理，得到形态学图像；其中，上述结构元素基于椎体终板的结构特征预先构建。本申请实施例中，可以预先模拟椎体终板的三维结构特征，构建一三维的结构元素。例如，可以通过模拟椎体终板的三维结构特征，构建一个圆盘状的结构元素，其数学形式为一个半径大小为8voxel(voxel即体素单位)，厚度为1voxel的结构元素。可选的，步骤102包括：针对上述椎体图像，基于上述结构元素先执行N次图像腐蚀处理，得到腐蚀图像；针对上述腐蚀图像，基于上述结构元素执行N次图像膨胀处理，得到形态学图像。其中，上述N不小于2。举例说明，设上述N取3,则在步骤102中，基于预先构建好的结构元素对输入步骤102的椎体图像进行图像腐蚀处理，得到腐蚀图像1，之后基于上述结构元素对腐蚀图像1再次进行图像腐蚀处理，得到腐蚀图像2，之后基于上述结构元素对腐蚀图像3进行第三次图像腐蚀处理，得到腐蚀图像3，此时完成形态学处理中的图像腐蚀操作，进入图像膨胀操作。在图像膨胀操作中，基于上述结构元素对腐蚀图像3进行图像膨胀处理，得到膨胀图像1，之后基于上述结构元素对膨胀图像1进行图像膨胀处理，得到膨胀图像2，之后基于上述结构元素对膨胀图像3进行图像膨胀处理，得到膨胀图像3，膨胀图像3即为上述形态学图像。当然，步骤102也可以采用其它方式对上述椎体图像进行形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种椎体终板分割方法，其特征在于，包括：获取椎体图像；基于结构元素对所述椎体图像进行形态学处理，得到形态学图像，其中，所述结构元素基于椎体终板的结构特征预先构建；基于相似度算法确定目标区域，其中，所述目标区域为所述椎体图像中与所述形态学图像相似的区域；基于所述目标区域对所述椎体图像进行椎体终板的分割。

【技术特征摘要】
1.一种椎体终板分割方法，其特征在于，包括：获取椎体图像；基于结构元素对所述椎体图像进行形态学处理，得到形态学图像，其中，所述结构元素基于椎体终板的结构特征预先构建；基于相似度算法确定目标区域，其中，所述目标区域为所述椎体图像中与所述形态学图像相似的区域；基于所述目标区域对所述椎体图像进行椎体终板的分割。2.根据权利要求1所述的椎体终板分割方法，其特征在于，所述获取椎体图像之后还包括：确定所述椎体图像中的感兴趣区域，其中，所述感兴趣区域包含椎体终板所在的图像区域；对所述感兴趣区域进行图像分割，得到所述感兴趣区域的分割图像；所述基于结构元素对所述椎体图像进行形态学处理为：基于结构元素对所述感兴趣区域的分割图像进行形态学处理。3.根据权利要求2所述的椎体终板分割方法，其特征在于，所述对所述感兴趣区域进行图像分割，得到所述感兴趣区域的分割图像包括：基于归一化算法对所述感兴趣区域中各像素点的灰度值进行归一化处理；基于所述归一化处理的结果，生成所述感兴趣区域的掩模；基于所述感兴趣区域的掩模，对所述椎体图像进行感兴趣区域的分割，得到所述感兴趣区域的分割图像。4.根据权利要求3所述的椎体终板分割方法，其特征在于，所述基于所述感兴趣区域的掩模，对所述椎体图像进行感兴趣区域的分割为：将所述椎体图像中位于所述掩模外的像素点的灰度值设为0，且将所述椎体图像中位于所述掩模内的像素点的灰度值设为1；或者，将所述椎体图像中位于所述掩模外的像素点的灰度值设为0，且保留所述椎体图像中位于所述掩模内的像素点的灰度值。5.根据权利要求1至4任一项所述的椎体终板分割方法，其特征在于，所述结构元素为三维的结构元素；所述基于相似度算法确定目标区域包括：针对所述形态学图像中各连通域内的每个体素，基于相似度算法对所述体素与所述椎体图像中相应位置的像素点进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晨天，李朝阳，马驰，靳永强，吕维加，
申请(专利权)人：博志科技有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81